DE19946610B4

DE19946610B4 - Kraftstoffeinspritzsystem und Kraftstoffhochdruckpumpe

Info

Publication number: DE19946610B4
Application number: DE1999146610
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Fleiner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: FR2798961B1; JP2001123914A; FR2798961A1; DE19946610A1

Abstract

Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Mengenregeleinrichtung, die den von einer Vorförderpumpe gelieferten Kraftstoffstrom den einzelnen Pumpenelementen zumisst, mit einer in die Hochdruckpumpe integrierten Notaus-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Notaus-Einrichtung (7) zwischen der Mengenregeleinrichtung und den einzelnen Pumpenelementen angeordnet ist, dass die einzelnen Pumpenelemente über jeweils einen Kraftstoffzuführkanal (4, 5) mit Kraftstoff versorgt werden, dass die Kraftstoffzuführkanäle (4, 5) durch eine Bohrung (6) miteinander in Verbindung stehen, und dass in der Bohrung (6) eine Abstellstange (7) hin- und herbewegbar aufgenommen ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail-System, zur Kraftstoffversorgung in einer Brennkraftmaschine, mit einer Vorförderpumpe, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Hochdruckpumpe mit mehreren Pumpenelementen liefert, durch die der Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher gefördert wird. Die Erfindung betrifft auch eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem.
Aus der DE 197 28 111 A1 ist ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem bekannt. In Common-Rail-Einspritzsystemen fördert die Hochdruckpumpe, eventuell unter Zuhilfenahme der Vorförderpumpe, den einzuspritzenden Kraftstoff aus dem Tank in den zentralen Kraftstoffhochdruckspeicher, der als Common-Rail bezeichnet wird. Von dem Rail führen Kraftstoffleitungen zu den einzelnen Injektoren, die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Die Injektoren werden über ein Steuergerät in Abhängigkeit von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine einzeln von der Motorelektronik angesteuert, um Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzuspritzen.
Aus der DE 196 52 831 A1 und der EP 0 928 893 A2 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Notaus-Einrichtung bekannt bei der die Notaus-Einrichtung auf der Saugseite der Pumpenelemente angeordnet ist und die Mengenregelung auf deren Druckseite erfolgt.
Aus der DE 39 11 559 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Notaus-Einrichtung bekannt bei der die Notaus-Einrichtung sowohl die Saugseite als auch die Druckseite der Pumpenelemente betrifft.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Notaus-Einrichtung in das Kraftstoffeinspritzsystem zu integrieren. Außerdem soll die Brennkraftmaschine im Falle eines Notaus in kürzester Zeit abgestellt werden.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Notaus-Einrichtung zwischen der Mengenregeleinrichtung und den einzelnen Pumpenelementen angeordnet ist, dass die einzelnen Pumpenelemente über jeweils einen Kraftstoffzuführkanal mit Kraftstoff versorgt werden, und dass die Kraftstoffzuführkanäle durch eine Bohrung miteinander in Verbindung stehen, in der eine Abstellstange hin- und herbewegbar aufgenommen ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass eine Abstellvorrichtung für die Hochdruckpumpe auf Grund deren Ausführung für kleinere Fördermengen relativ aufwendig zu realisieren ist, da die Drosselverluste zu hoch sind. Bei einer Integration der Notaus-Einrichtung in den Niederdruckkreislauf des Kraftstoffeinspritzsystems hat sich als schwierig erwiesen, kurze Abstellzeiten zu realisieren. Mit der erfindungsgemäß in die Hochdruckpumpe integrierten Notaus-Einrichtung wurden bei erträglichem Herstellaufwand die besten Ergebnisse erzielt.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Notaus-Einrichtung liefert den Vorteil, dass die Notaus-Einrichtung unabhängig von der Mengenregeleinrichtung arbeitet. Dadurch wird das Risiko einer unbeabsichtigten Unterbrechung des Betriebs der Brennkraftmaschine verringert.
Durch die Abstellstange wird erreicht, dass die Kraftstoffzufuhr zu sämtlichen Pumpenelementen gleichzeitig unterbrochen werden kann. Darüber hinaus liefert diese Ausführungsart den Vorteil, dass sie ohne großen Aufwand auf herkömmliche Hochdruckpumpen ohne Notaus-Einrichtung angewendet werden kann.
Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betätigbar ist. Die Abstellstange stellt eine einfache und kostengünstig herstellbare Lösung dar. Darüber hinaus gewährleistet die Abstellstange auch bei hohen Drücken eine einwandfreie Funktion der Notaus-Einrichtung.
Eine weitere besondere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange mit einem Magnetanker gekoppelt ist, der mit einem elektrisch betätigbaren Magneten zusammenwirkt, um die Abstellstange zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Kraftstoffzuführkanäle geschlossen sind, und einer zweiten Stellung, in welcher die Kraftstoffzuführkanäle geöffnet sind, zu verschieben. Dadurch wird bei einem minimalen Totvolumen ein Druckabfall im System beim Abschalten verhindert. Außerdem können mit der Abstellstange schnelle Ansprechzeiten realisiert werden.
Eine weitere besondere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange im stromlosen Zustand des Magneten mit Hilfe einer Feder in der zweiten Stellung gehalten wird. Dadurch wird im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine die Kraftstoffzufuhr zu den einzelnen Pumpenelementen der Hochdruckpumpe gewährleistet. Bei einer Betromung des Magneten wird ein Notaus der Brennkraftmaschine bewirkt. Das Prinzip ist auch umkehrbar, erfordert dann aber einen dauerbestrombaren Magneten.
Eine weitere besondere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abstellstange und dem Magneten mehrere Einstellscheiben angeordnet sind. Über die Abmessung und die Anzahl der Einstellscheiben können z. B. fertigungstechnisch bedingte Toleranzen ausgeglichen werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
In der Zeichnung ist eine Zumesseinheit 1 einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe im Querschnitt dargestellt. Die Zumesseinheit 1 wird über einen Kraftstoffzulauf 2 mit Kraftstoff versorgt, wie durch einen Pfeil angedeutet ist. Durch eine (nicht dargestellte) Mengenregelung wird je nach Bedarf ein Teil des Kraftstoffzulaufstroms über einen Kraftstoffrücklauf 3 wieder zurück in den Kraftstofftank gefördert, wie durch einen Pfeil angedeutet ist.
Außerdem sind in der Zumesseinheit 1 zwei Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5 angeordnet, durch die der Kraftstoff zu den Pumpenelementen der Hochdruckpumpe gelangt, wie durch Pfeile 10 und 11 angedeutet ist. Die beiden Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5 stehen durch ein Sackloch 6 miteinander in Verbindung.
In dem Sackloch 6 ist eine Abstellstange 7 hin- und herbewegbar aufgenommen. Die Abstellstange 7 hat die Form eines Kreiszylinders, in dem zwei Ringnuten 8 und 9 ausgenommen sind. Bei der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Abstellstange 7 befinden sich die Ringnuten 8 und 9 im Bereich der Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5. In dieser Stellung der Abstellstange 7 ist gewährleistet, dass der Kraftstoff durch die Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5 zu den Pumpenelementen gelangen kann.
Die Abstellstange 7 ist mit einem Magnetanker 12 gekoppelt. Der Magnetanker 12 gehört zu einem elektrisch betätigbaren Magnetventil, das insgesamt mit 13 bezeichnet ist. In dem Magnetventil 13 ist ein Magnet 14 angeordnet.
Wenn der Magnet 14 des Magnetventils 13 bestromt wird, bewegt sich der Magnetanker 12 mit der Abstellstange 7 entgegen der Vorspannkraft einer Druckfeder 15 in das Sackloch 6 hinein. Bei dieser Bewegung entfernen sich die Ringnuten 8 aus dem Bereich der Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5. Dabei werden die Kraftstoffzuführkanäle 4 und 5 durch die Abstellstange 7 verschlossen. Das wiederum hat zur Folge, dass kein Kraftstoff mehr in die Pumpenelemente der Hochdruckpumpe gelangt.

Claims

Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Mengenregeleinrichtung, die den von einer Vorförderpumpe gelieferten Kraftstoffstrom den einzelnen Pumpenelementen zumisst, mit einer in die Hochdruckpumpe integrierten Notaus-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Notaus-Einrichtung (7) zwischen der Mengenregeleinrichtung und den einzelnen Pumpenelementen angeordnet ist, dass die einzelnen Pumpenelemente über jeweils einen Kraftstoffzuführkanal (4, 5) mit Kraftstoff versorgt werden, dass die Kraftstoffzuführkanäle (4, 5) durch eine Bohrung (6) miteinander in Verbindung stehen, und dass in der Bohrung (6) eine Abstellstange (7) hin- und herbewegbar aufgenommen ist.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange (7) elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betätigbar ist.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange (7) mit einem Magnetanker (12) gekoppelt ist, der mit einem elektrisch betätigbaren Magneten (14) zusammenwirkt, um die Abstellstange (7) zwischen einer ersten Stellung, in welcher die Kraftstoffzuführkanäle (4, 5) geschlossen sind, und einer zweiten Stellung, in welcher die Kraftstoffzuführkanäle (4, 5) geöffnet sind, zu verschieben.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange (7) im stromlosen Zustand des Magneten (14) mit Hilfe einer Feder in der zweiten Stellung gehalten wird.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abstellstange und dem Magneten mehrere Einstellscheiben angeordnet sind.
Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstellstange (7) als ein Ringnuten (8) aufweisender Längsschieber ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere Common-Rail-System, zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine, mit einer Vorförderpumpe, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Hochdruckpumpe mit mehreren Pumpenelementen liefert, durch die der Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und zu einem Kraftstoffhochdruckspeicher gefördert wird, und mit einer Notaus-Einrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Notaus-Einrichtung eine Notaus-Einrichtung (7) nach einem der vorstehenden Ansprüche ist.