DE4031232C2 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffversorgungseinrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung
für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung ist durch die
DE 27 15 587 C2 bekannt. Diese Kraftstoffversorgungseinrichtung
weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Saugraum auf, in den
Kraftstoff durch eine Förderpumpe aus einem Kraftstoffvorratsbehäl
ter gefördert wird. Vom Saugraum führt über ein Überströmventil eine
Entlastungsleitung ab, durch die Kraftstoff zum Kraftstoffvorratsbe
hälter zurückfließen kann. Unmittelbar stromabwärts des Überström
ventils ist in der Entlastungsleitung ein temperaturabhängig betä
tigbares Ventil angeordnet. Das temperaturabhängig betätigbare Ven
til weist ein vom abfließenden Kraftstoff umströmtes Arbeitselement
auf, das als eine Bimetallfeder ausgebildet ist, durch das die Ent
lastungsleitung bei niedrigen Kraftstofftemperaturen verschließbar
ist. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur verformt sich die Bime
tallfeder und gibt die Entlastungsleitung frei. Durch das Ventil
ist einerseits eine schnelle Erwärmung des Kraftstoffs im Saugraum
der Kraftstoffeinspritzpumpe erreicht und andererseits bei heißem
Kraftstoff eine Spülung des Saugraums und somit eine Kühlung er
reicht. Bei geschlossener Entlastungsleitung strömt jedoch kein
Kraftstoff zum Arbeitselement, so daß kein schneller Temperatur
transport vom Saugraum zum Arbeitselement stattfindet und das Ar
beitselement die Entlastungsleitung bei steigender Kraftstofftempe
ratur nur mit Verzögerung öffnet. Außerdem ist bei geschlossener
Entlastungsleitung keine Entlüftung des Saugraums der Kraftstoffein
spritzpumpe mehr möglich.
Durch die DE 37 10 807 C2 ist außerdem eine Kraftstoffversor
gungseinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, mit einer
Kraftstoffeinspritzpumpe, die einen Saugraum aufweist, in den
Kraftstoff durch eine Förderpumpe gefördert wird. Vom Saugraum
führt über ein Überströmventil eine Entlastungleitung ab, in der
unmittelbar stromabwärts des Überströmventils ein temperaturab
hängig betätigbares Ventil angeordnet ist, das ein vom durch die
Entlastungsleitung abströmenden Kraftstoff umströmtes Arbeits
element aufweist, durch das der Öffnungsquerschnitt des Ventils
mit zunehmender Kraftstofftemperatur vergrößerbar ist. Auch bei
dieser Kraftstoffversorgungseinrichtung strömt bei geschlossener
Entlastungsleitung kein Kraftstoff zum Arbeitselement, so daß
dieses die Entlastungsleitung nur mit Verzögerung öffnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße
Kraftstoffversorgungseinrichtung derart auszubilden, daß das
Ventil mit möglichst geringer Verzögerung die Entlastungsleitung
öffnet bzw. schließt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst,
wobei durch den Bypass auch bei geschlossenem Ventil Kraftstoff
aus dem Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe abströmt und somit
ein schneller Temperaturtransport zum Arbeitselement und somit
eine Steuerung der Entlastungsleitung mit geringer Verzögerung
ermöglicht ist. Darüberhinaus ist eine ständige Entlüftung des
Saugraums erreicht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Kraftstoffver
sorgungseinrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die im Anspruch 3 gekennzeichnete Ausbildung des Arbeitsele
ments ist eine einfache Bauweise des Ventils erreicht, da die Me
moryfeder direkt auf das Schließglied wirken kann. Bei der Ausbil
dung des Ventils gemäß Anspruch 4 sind nur geringe Betätigungskräfte
zur Öffnung des Ventils erforderlich. Eine kompakte Bauweise des
temperaturabhängig betätigbaren Ventils und des Überströmventils ist
durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 erreicht.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung in vereinfach
ter Darstellung, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Über
strömventils und eines temperaturabhängig betätigbaren Ventils der
Kraftstoffversorgungseinrichtung von Fig. 1 und Fig. 3 ein zweites
Ausführungsbeispiel der Ventile.
Eine in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Kraftstoffversorgungsein
richtung für Brennkraftmaschinen weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe
9 auf, mit einem Saugraum 10, in den durch eine Förderpumpe 11 über
eine Saugleitung 12 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter
13 gefördert wird. In der Saugleitung 12 ist ein Filter 14 angeord
net. Die Förderpumpe 11 ist der Kraftstoffeinspritzpumpe 9 vorge
schaltet, kann jedoch auch, wie gestrichelt dargestellt, bei einer
anderen Ausführungsform in der Kraftstoffeinspritzpumpe integriert
sein. Der Kraftstoff im Saugraum 10 wird in bekannter Weise unter
einem bestimmten Druck gehalten, der, wenn dieser Druck zu Steuer
zwecken ausgenutzt wird, zusätzlich geregelt wird. Aus dem Saugraum
10 werden in bekannter Weise von nicht dargestellten Pumpenkolben
begrenzte Pumpenarbeitsräume beim Saughub der Pumpenkolben mit
Kraftstoff versorgt und beim Druckhub der Pumpenkolben wird Kraft
stoff zu den Einspritzstellen der mit der Kraftstoffeinspritzpumpe
betriebenen Brennkraftmaschine gefördert. Die während des Pumphubs
der Pumpenkolben zum Beispiel im Teillastbereich nicht benötigte
Kraftstoffmenge wird dem Saugraum wieder zugeführt, was zu einer
Erwärmung des Kraftstoffs im Saugraum führt. Außerdem wird der
Kraftstoff durch Reibungsvorgänge zwischen bewegten Bauteilen der
Kraftstoffeinspritzpumpe erwärmt. Ein Teil des von der Förderpumpe
11 geförderten Kraftstoffs fließt über ein Überströmventil 16 sowie
ein temperaturabhängig betätigbares Ventil 17 durch eine Entla
stungsleitung 18 zum Kraftstoffvorratsbehälter 13 zurück. Das Über
strömventil 16 kann eine feste oder variable Drossel sein. Bei einer
Reiheneinspritzpumpe, bei der mit dem Saugraumdruck keine Steuerun
gen durchgeführt werden, kann das Überströmventil 16 auch als ein
Rückschlagventil ausgebildet werden.
Bei einem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist
das Überströmventil 16 als ein Rückschlagventil ausgebildet und in
einem Ventilgehäuse 19 angeordnet. Das Überströmventil weist eine
Kugel 21 als Schließglied auf, die durch eine Bohrung 22 im Ventil
gehäuse 19 vom Kraftstoffdruck im Saugraum 10 der Kraftstoffein
spritzpumpe 9 beaufschlagt ist. Dem Kraftstoffdruck entgegenwirkend
greift an der Kugel 21 eine sich über einen Federteller 23 am Ven
tilgehäuse 19 abstützende Schraubenfeder 24 an. Der Federteller 23
ist mit einer Öffnung 26 versehen, durch die Kraftstoff strömen
kann. Stromabwärts des Rückschlagventils 16 ist im Ventilgehäuse 19
das temperaturabhängig betätigbare Ventil 17 angeordnet. Dieses
weist als Arbeitselement eine sich wiederum über einen Federteller
27 jedoch entgegen Strömungsrichtung abstützende Schraubenfeder 28
aus einer Memorylegierung auf, die auf ein als Scheibe ausgebildetes
Schließglied 29 in Strömungrichtung wirkt. Auch der Federteller 27
ist zum Durchtritt des Kraftstoffs mit einer Öffnung 31 versehen.
Das Schließglied 29 wirkt mit einem im Ventilgehäuse 19 gebildeten
Ventilsitz 32 zusammen, wobei die Öffnungsbewegung des Schließ
glieds 29 in Strömungsrichtung erfolgt. In Schließrichtung entgegen
der Strömungsrichtung ist das Schließglied 29 durch eine sich über
einen Federteller 33 am Ventilgehäuse 19 abstützende Schließfeder 34
belastet. Da die Öffnungsbewegung des Schließglieds 29 in Strömungs
richtung erfolgt, ist ein schnelles und sicheres Öffnen des Ventils
17 erreicht. Der Federteller 33 weist ebenfalls eine Öffnung 36 auf.
Das Schließglied 29 ist mit einer als Bypass wirkenden Drosselboh
rung 37 versehen, durch die bei geöffnetem Rückschlagventil 16 eine
ständige gedrosselte Durchströmung ermöglicht ist. Alternativ kann
auch anstelle der Bohrung 37 durch entsprechende Ausbildung des Ven
tilsitzes 32 und/oder des Schließglieds 29 auch bei am Ventilsitz 32
anliegendem Schließglied 29 eine gezielte Undichtigkeit erreicht
werden, durch die der Bypass gebildet ist.
Bei zu Beginn des Betriebs der Kraftstoffeinspritzpumpe niedriger
Kraftstofftemperatur hat die Memoryfeder 28 eine geringe Länge, so
daß das Schließglied 29 durch die Schließfeder 34 in der Anlage am
Ventilsitz 32 gehalten wird. Eine Abströmung von Kraftstoff aus dem
Saugraum 10 der Kraftstoffeinspritzpumpe 9 erfolgt durch das Rück
schlagventil 16, die Federteller 23, 27, 33 sowie den Bypass 37 im
Schließglied 29 bzw. zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Schließglied
29. Durch die im Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe zunehmende
Kraftstofftemperatur nimmt die Länge der Memoryfeder 28 bei einer
bestimmten Temperatur schnell zu und hebt das Schließglied 29 gegen
die Kraft der Schließfeder 34 vom Ventilsitz 32 ab, so daß gegenüber
dem Bypass ein wesentlich größerer Öffnungsquerschnitt freigegeben
wird. Durch das Ventil 17 ist eine schnelle Erwärmung des Kraft
stoffs im Saugraum 10 erreicht, da bei niedriger Kraftstofftempera
tur nur wenig Kraftstoff zum Kraftstoffvorratsbehälter zurückströmt.
Bei hoher Kraftstofftemperatur fließt eine größere Kraftstoffmenge
zum Vorratsbehälter zurück, so daß eine Kühlung des Saugraums 10 er
reicht ist. Durch die ständige Durchströmung des Ventils 17 ist si
chergestellt, daß die Memoryfeder 28 die Kraftstofftemperatur im
Saugraum 10 schnell 'erkennt' und somit schnell anspricht. Durch
eine entsprechende Abstimmung des im Ventilgehäuse 19 eingeschlosse
nen Volumens zum Volumen des Saugraums 10 ist ein Abbau von Druck
spitzen im Saugraum 10 der Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.
Bei einem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist
das temperaturabhängig betätigbare Ventil 17 abweichend vom ersten
Ausführungsbeispiel als Arbeitselement ein Dehnstoffelement 40 auf.
Aas Dehnstoffelement 40 weist ein Gehäuse 41 auf, das in Strömungs
richtung an nach innen weisenden Vorsprüngen 42 des Ventilgehäuses
19 anliegt, gegen die es durch eine sich zum gegenüber dem ersten
Ausführungsbeispiel unveränderten Rückschlagventil 16 hin abstüt
zende Feder 43 gehalten ist. Aus dem Gehäuse 41 des Dehnstoffele
ments 40 ragt ein auf das Schließglied 44 des Ventils 17 wirkender
Stift 46. Das Dehnstoffelement 40 ist mit mehreren Kanälen 47 verse
hen, um eine Durchströmung deselben zu ermöglichen. Das Schließglied
44 ist mit wenigstens einer den Bypass bildenden Bohrung 48 verse
hen. Das Dehnstoffelement 40 vergrößert mit zunehmender Temperatur
seine Länge, so daß der Stift 46 aus dem Gehäuse 41 verschoben wird
und das Schließglied vom Ventilsitz 49 gegen die Kraft 51 abgehoben
wird. Eine infolge der Erwärmung auftretende Ausdehnung des Gehäuses
41 des Dehnstoffelements 40 ist gegen die Feder 43 möglich. Durch
die Kanäle 47 im Dehnstoffelement 40 ist eine gute Durchströmung und
somit ein schnelles Ansprechen des Ventils 17 möglich.
Claims (8)
1. Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit ei
ner Kraftstoffeinspritzpumpe (9), die einen Saugraum (10) aufweist,
in den Kraftstoff durch eine Förderpumpe (11) gefördert wird, und
mit einer vom Saugraum (10) über ein Überströmventil (16) abführen
den Entlastungsleitung (18), in der unmittelbar stromabwärts des
Überströmventils (16) ein temperaturabhängig betätigbares Ventil
(17) angeordnet ist, das ein vom durch die Entlastungsleitung (18)
abströmenden Kraftstoff umströmtes Arbeitselement (28; 40) aufweist,
durch das der Öffnungsquerschnitt des Ventils (17) mit zunehmender
Kraftstofftemperatur vergrößerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
das Arbeitselement (28; 40) auf ein mit einem Ventilsitz (32; 49)
zusammenwirkendes Schließglied (29; 44) wirkt und temperaturabhängig
seine Länge ändert und daß das Ventil (17) einen parallel zum
Schließglied (29; 44) angeordneten Bypass (37; 48) aufweist, durch
den ständig Kraftstoff aus dem Saugraum (10) abfließt und das Ar
beitselement (28; 40) umströmt.
2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Arbeitselement als ein Dehnstoffelement (40) aus
gebildet ist.
3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Arbeitselement als eine Feder (28) ausgebildet
ist, die aus einer Memorylegierung besteht.
4. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (28; 40)
stromaufwärts des Schließglieds (29; 44) angeordnet ist und daß das
Schließglied in Strömungsrichtung gegen eine auf das Schließglied
wirkende Feder öffnet.
5. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (16) und das
temperaturabhängig betätigbare Ventil (17) in einem gemeinsamen Ge
häuse (19) angeordnet sind.
6. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (16) als
ein Rückschlagventil ausgebildet ist.
7. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass durch wenigstens ei
ne Öffnung (37; 48) Schließkörper (29; 44) gebildet ist.
8. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass durch eine Undichtigkeit
zwischen dem Schließglied (29; 44) und dem Ventilsitz (32; 49)
gebildet ist.
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