DE4231731C2 - Auf Druck ansprechendes Kraftstoffzuführsystem - Google Patents

Auf Druck ansprechendes Kraftstoffzuführsystem

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffzuführsystem für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Kraftstoffzuführsystem dieser Gattung ist aus der US 5,044,344 bekannt. Bei diesem Kraftstoffzuführsystem ist der Drucksensor mit der Kraftstoffleitung zwischen dem Auslaß der Kraftstoffpumpe und dem Rückschlagventil sowie mit einer elektronischen Schaltung zur Betätigung des Pumpenmotors in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung gekoppelt. Ein Druckentlastungsventil ist an die Kraftstoffleitung zwischen dem Rückschlagventil und der Brennkraftma­ schine angeschlossen, um Kraftstoff zum Reservoir zurückzuführen, falls in der Kraftstoffleitung ein Überdruck auftritt.
Wenn bei einem derartigen Kraftstoffzuführsystem der Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine auf Null absinkt, so fördert die Kraftstoffpumpe keinen Kraft­ stoff mehr. Wenn danach der Kraftstoffbedarf der Brennkraftmaschine rasch an­ steigt, beispielsweise zwecks rascher Beschleunigung der Brennkraftmaschine, so kann die Kraftstoffpumpe häufig nicht ausreichend schnell beschleunigt werden, um dem angeforderten Kraftstoffbedarf gerecht zu werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffzuführsystem der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß auch nach Betriebszuständen geringen Kraftstoffbedarfs die Kraftstoffpumpe ausreichend schnell beschleunigt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfin­ dung gelöst.
Da bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoffzuführsystem der Drucksensor zwischen dem Rückschlagventil und der Kraftstoffpumpe angeordnet ist, erfaßt er den Auslaßdruck der Pumpe (und nicht den Druck in der Kraftstofflei­ tung stromab des Rückschlagventils). Aufgrund des kontinuierlichen Bypassstroms ist die Kraftstoffpumpe ständig in Betrieb, so daß sie bei schnell steigendem Kraft­ stoffbedarf entsprechend schnell beschleunigt werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver­ bindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffzuführsystems gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Teilschnitt in vergrößertem Maßstab eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffzuführsystems; und
Fig. 3 ein Funktionsblockdiagramm der Elektronik des Kraftstoffzu­ führsystems.
Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffzuführsystem 10, das ein in sich abgeschlossenes Kraftstoffpumpenmodul 12 aufweist, das innerhalb eines Kraftstofftanks 14 mon­ tiert ist und von diesem umgeben wird. Das Kraftstoffpumpenmodul 12 liefert Kraftstoff unter Druck durch eine Kraftstoffleitung 16 zu einer von einem Motor 20 getragenen Kraftstoffschiene 18. Eine Vielzahl von Kraftstoffeinspritzvorrichtungen 22 ist zwischen der Schiene 18 und dem Motor 20 montiert, wobei Düsen der ein­ zelnen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen benachbart zu den Kraftstoff/Luft-Einlaß­ öffnungen 24 der zugehörigen Zylinder der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Verbrennungsluft kann über ein Luftfilter o. ä. auf atmosphärischem Druck einem Luftansaugkrümmer 26 zugeführt werden.
Das Pumpenmodul 12 besitzt eine elektrische Kraftstoffpumpe 28 mit einem Einlaß, der Kraftstoff von einem umgebenden Tank 14 über ein Filter 30 empfängt, und einem Auslaß, der Kraftstoff unter Druck über eine Anschlußleitung 32 einem Verteiler 34 zuführt. Innerhalb des Verteilers 34 ist ein innerer Kraftstoffkanal 36 über ein Fitting 38 an ein Ende einer Kraftstoffleitung 32 und über ein Fitting 40 an das andere Ende der Kraftstoffleitung 16 angeschlossen, wie in Fig. 2 gezeigt. Ein Rückschlagventil 42 ist im Kanal 36 angeordnet, um ein Zurückströmen des Kraft­ stoffs von der Schiene 18 zum Tank 14 zu verhindern, wenn die Pumpe 28 ausge­ schaltet wird. Ein Druckentlastungsventil 44 ist im Verteiler 34 montiert und an ei­ nen Kanal 36 abstromseitig des Rückschlagventils 42 angeschlossen, um Kraftstoff zum Tank 24 zurückzuführen, falls ein Überdruckzustand innerhalb der Kraft­ stoffleitung 16 und/oder der Schiene 18 auftritt. Ein Drucksensor 46 ist an einer Schaltungsplatte 48 montiert, die vom Verteiler 34 gelagert wird, und ist mit dem Kraftstoffkanal 36 derart gekoppelt, daß er sich durch diesen erstreckt, um ein elek­ trisches Signal in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck innerhalb des Kanales 36 auf­ stromseitig des Rückschlagventiles 42 abzugeben. Der Verteiler 34 ist über eine Stopfbüchse 50 montiert, um die Öffnung im Kraftstofftank 14 zu verschließen, durch die der Kraftstoffpumpenmodul 12 während der Fahrzeugmontage eingeführt wird.
Wie in Fig. 3 gezeigt, besitzt die Schaltungsplatte 48 einen Stromverstärker 52, um dem Motor der Pumpe 28 ein pulsbreitenmoduliertes Signal in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Drucksensors 46 zuzuführen. Die Schaltungsplatte 48 er­ hält elektrischen Strom von einer Batterie 54 und ist mit Hilfe von Leitern 56, 58 geerdet. In entsprechender Weise ist der Verstärker 52 über elektrische Leiter 60, 62 an die Pumpe 28 angeschlossen.
Eine Öffnung 64 ist in das Fitting 38 zwischen der Leitung 32 und dem Ver­ teiler 34 gebohrt oder in anderer Weise darin ausgebildet, um einen kontinuierlich offenen, jedoch gedrosselten Weg für den Kraftstoff zur Umgehung des Verteilers 34 und zur Rückführung zum Tank 14 zur Verfügung zu stellen. Selbst wenn daher der Kraftstoffbedarf des Motors minimal ist und wenig Kraftstoff durch das Rück­ schlagventil 42 und die Kraftstoffleitung 16 fließt, stellt die Öffnung 64 einen Kraftstoffströmungsweg zur Verfügung, so daß der Drucksensor 46 den Betrieb der Pumpe 28 nicht unter einen Minimalwert reduziert. Wenn der Kraftstoffbedarf rasch ansteigt, wenn beispielsweise der Fahrzeuglenker das Fahrzeug nach einer Verzö­ gerungsperiode rasch beschleunigen will, kann die Drehzahl der Kraftstoffpumpe rasch auf das gewünschte Niveau ansteigen, ohne daß man hohe Trägheitskräfte bei einer niedrigen Betriebsgeschwindigkeit überwinden muß. Während des Normalbe­ triebes bildet die geringe Größe der Öffnung 64 eine ausreichende Drosselung, um den normalen Kraftstofffluß zum Motor nicht zu verfälschen.
Das Druckentlastungsventil 44 ist auf einen Wert eingestellt, der größer ist als der Verdampfungsdruck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 16 und der Kraftstoffschiene 18 bei der vorgegebenen maximalen Betriebstemperatur des Mo­ tors 20. Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt das Rückschlagventil 44 ein Ventilelement 66, das durch eine Feder 68 gegen einen Ventilsitz 70 gedrückt wird. Eine Mutter 72 dient zum Einstellen der Kompressionskraft der Feder 68 und somit der Kraft in der Kraftstoffleitung und der Kraftstoffschiene, die zur Überwindung der Feder 68 und zur Rückführung von Kraftstoff in den Tank 14 erforderlich ist. Vorzugsweise wird diese Federkraft auf einen Wert eingestellt, der geringfügig größer ist als der Verdampfungsdruck des speziellen Kraftstofftyps, mit dem zusammen der Motor bei der maximalen Kraftstoffschienenkonstruktionstemperatur des Motors betrieben werden soll. Wenn beispielsweise ein Motor mit reinem Benzin bei einer maximalen Temperatur von weniger als 94°C laufen soll, kann die Kraft der Feder 68 so einge­ stellt werden, daß das Bypass-Ventil 44 nur öffnet, wenn der Druck innerhalb der Leitung 16 und der Schiene 184,41 bar übersteigt. Durch dieses Merkmal wird die Ausbildung von Dampf in der Kraftstoffleitung und der Schiene reduziert oder eli­ miniert, indem man den Kraftstoffdruck auf einen Wert ansteigen läßt, der hoch ge­ nug ist, um eine Dampfbildung bei der maximalen Auslegungstemperatur des Mo­ tors oder im schlechtesten Falle zu verhindern. Wenn andererseits der Kraftstoff­ systemdruck durch Wärmeausdehnung übermäßig hoch wird, öffnet das Ventil 44 und bewirkt eine Druckentlastung. Somit wird durch Aufrechterhaltung eines hohen Kraftstoffdrucks die Dampfbildung in der Kraftstoffschiene und der Kraftstofflei­ tung reduziert oder eliminiert. Beim Wiederstarten des Motors werden durch den Betrieb der Einspritzvorrichtungen die Schiene 18 und die Leitung 16 schnell wie­ der auf normale Systembetriebsdrücke gebracht.

Claims (4)

1. Kraftstoffzuführsystem für eine Brennkraftma­ schine, mit
  • 1. einer elektrischen Kraftstoffpumpe (28), die in Abhängig­ keit von dem angelegten Strom Kraftstoff aus einem Kraft­ stoffvorrat (14) unter Druck durch eine Kraftstoffleitung (16, 36) der Brennkraftmaschine (20) zuführt,
  • 2. einem Rückschlagventil (42), das in der Kraftstoffleitung (16, 36) angeordnet ist, und
  • 3. einem Drucksensor (46), der in Abhängigkeit von dem Druck in der Kraftstoffleitung (16, 36) ein elektrisches Signal erzeugt, in Abhängigkeit von welchem Strom an die Kraftstoffpumpe (28) angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
  • 4. der Drucksensor (46) zwischen dem Rückschlagventil (42) und der Kraftstoffpumpe (28) angeordnet ist und
  • 5. zwischen der Kraftstoffpumpe (28) und dem Rückschlagventil (42) der Kraftstoffleitung (16, 36) ein Bypass (64) angeord­ net ist, durch den ein gedrosselter Kraftstoffstrom kontinu­ ierlich abfließt, so daß ein Betrieb der Kraftstoffpumpe (28) selbst bei fehlendem Kraftstoffbedarf der Brenn­ kraftmaschine ermöglicht wird.
2. Kraftstoffzuführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass einen kontinuierlich geöffne­ ten Kraftstoffkanal zwischen der Kraftstoffpumpe (28) und dem Kraftstoffvorrat (14) bildet.
3. Kraftstoffzuführsystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Bypass eine Öffnung (64) in der Kraftstoffleitung (16, 36) angrenzend an dem Auslaß der Kraftstoffpumpe (28) innerhalb des Kraftstofftanks (14) auf­ weist.
4. Kraftstoffzuführsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kraftstoffleitung (16, 36) zwischen dem Rückschlagventil (42) und der Brennkraftmaschine (20) ein Druckentlastungsventil (44) verbunden ist, das normalerweise geschlossen ist und bei einem Druck öffnet, der größer als der normale Betriebsdruck des Kraftstoffes in der Kraftstoffleitung (16, 36) und mindestens geringfügig größer als der Dampfdruck des Kraftstoffes in der Kraftstoffleitung (16, 36) bei einer vorgegebenen maximalen Sollbetriebs­ temperatur des Kraftstoffes in der Kraftstoffleitung (16, 36) ist.
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