EP0307739B1 - Entlüftungsvorrichtung für eine Kraftstoffanlage von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Entlüftungsvorrichtung für eine Kraftstoffanlage von Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0307739B1
EP0307739B1 EP88114398A EP88114398A EP0307739B1 EP 0307739 B1 EP0307739 B1 EP 0307739B1 EP 88114398 A EP88114398 A EP 88114398A EP 88114398 A EP88114398 A EP 88114398A EP 0307739 B1 EP0307739 B1 EP 0307739B1
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closure member
valve
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Karl-H. Siebels
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Daimler Benz AG
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    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0023—Valves in the fuel supply and return system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/007—Venting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
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    • F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/20—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines characterised by means for preventing vapour lock

Definitions

  • the invention relates to a ventilation device in a fuel system for air-compressing internal combustion engines, according to the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such a fuel system is known from DE 29 52 016 A1, in which a non-return valve closing against the backflow and having a spring-loaded closing element is arranged in the line connecting the flow line to the return line.
  • This check valve prevents refilled air or gases from being able to get into the fuel filter and the supply line via the return line when refilling an empty fuel tank.
  • air carried along when fuel is being conveyed can be discharged into the return line via the check valve.
  • the invention has for its object the ventilation device described above with simple means to be improved in such a way that, while maintaining the proper functioning of the check valve when the internal combustion engine is at a standstill, permanent ventilation is ensured without simultaneous fuel transfer during operation of the internal combustion engine.
  • the measures according to the invention result in a valve-like function.
  • a pressure builds up in the feed line, which lifts the closing element from the inlet-side valve seat, such that air already in the fuel system, due to the low flow resistance, allows this closing element to flow freely around the connected return line and thus into the tank .
  • the closing element raises it further due to the higher flow resistance and presses it largely sealingly against the valve seat on the outlet side.
  • the gases continuously escaping from the fuel during normal driving and collected in the upper part of the filter can continue to escape in this position of the closing member without significant amounts of fuel passing through.
  • the closing member comes into contact with gravity on the opposite valve seat and effects a seal in the opposite direction, so that the previous connection between the supply and return lines is reliably interrupted and the backflow is prevented.
  • a fuel system with a check valve which is arranged in a return line branching from the supply line between a pressure control valve and a fuel injection nozzle and with it
  • the closing member prevents backflow from the return line into the supply line when the fuel system is not under pressure and, on the other hand, when the fuel is being conveyed, it removes air initially carried into the return line and then completely cuts off the connection between the supply and return lines during normal driving.
  • a permanent ventilation during operation of the internal combustion engine is not possible in this embodiment, since the closing element is sealing against the valve seat on the outlet side and gases which occur during vehicle vibrations are carried along to the injection nozzle.
  • a fuel system designated 1 for an air-compressing injection internal combustion engine 2 contains a ventilation device which is designed as a double-acting changeover valve 3 and is inserted into a fuel filter 4 in such a way that an unfiltered fuel supply line 6 starting from a feed pump 5 and connected to the fuel filter 4 contains unfiltered fuel Return line 7 can be connected, which leads from a high-pressure injection pump 8 to a fuel tank 9.
  • the changeover valve 3 consists of a hollow screw body screwed into the fuel filter 4 with a centrally running stepped blind bore 10, the stepping of which forms an overhead valve seat 11.
  • An underlying valve seat 12 is formed by a ring 13 pressed into the blind bore 10.
  • a closing member 14 is arranged such that it can move freely, depending on the operating state of the internal combustion engine 2, against one of the two valve seats 11, 12.
  • 2 is a ball, but it can also be a plate-shaped part.
  • the ball has a defined surface roughness through which vent gases can in principle pass over the hollow screw body via the blind bore 10 and a continuous transverse bore 15.
  • a ring piece 16 connects the transverse bore 15 to the return line 7.
  • the valve seat 11 can have a defined surface roughness or one or more small notches without significant amounts of fuel being removed.
  • the ventilation is permanently ensured.
  • the valve seat 13 below and the ball have the function of a check valve.
  • the ball can be loaded by a spring 17. The spring force is low, so that the opening pressure during fuel delivery is lower than that of the overflow valve (not shown) on the injection pump 8.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Entlüftungsvorrichtung in einer Kraftstoffanlage für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Aus der DE 29 52 016 A1 ist eine derartige Kraftstoffanlage bekannt, bei der in der die Vorlauf- mit der Rücklaufleitung verbindenden Leitung ein entgegen der Rückströmung schließendes Rückschlagventil mit einem federbelasteten Schließglied angeordnet ist. Durch dieses Rückschlagventil wird beim Wiederauffüllen eines leergefahrenen Kraftstoffbehälters verhindert, daß hieraus verdrängte Luft bzw. Gase über die Rücklaufleitung in den Kraftstoffilter und in die Vorlaufleitung gelangen können. Außerdem kann bei Kraftstofförderung mitgeführte Luft über das Rückschlagventil in die Rücklaufleitung abgeführt werden.
  • Bei dieser bekannten Ausführung ergibt sich ebenso wie bei derjenigen nach der DE 85 22 528 U1 jedoch der Nachteil, daß bei der Kraftstofförderung neben der Luft auch Kraftstoff über das Rückschlagventil abgeführt wird. Die Folge ist eine Verminderung des Förderdrucks und somit eine Beeinträchtigung des störungsfreien Betriebes der Einspritzpumpe.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Entlüftungsvorrichtung mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß unter Beibehaltung der einwandfreien Funktion des Rückschlagventiles bei Stillstand der Brennkraftmaschine auch eine dauerhaft wirkende Entlüftung ohne gleichzeitigen Kraftstoffübertritt während des Betriebes der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich eine ventilartige Funktion. Sobald die Förderpumpe pumpt, baut sich in der Vorlaufleitung ein Druck auf, der das Schließglied vom eingangsseitigen Ventilsitz abhebt, derart, daß bereits im Kraftstoffsystem befindliche Luft aufgrund des geringen Strömungswiderstandes dieses Schließglied ungehindert umströmend sehr schnell in den angeschlossenen Rücklauf und somit in den Tank entweicht. Bevor Kraftstoff übertreten kann, wird aufgrund des höheren Strömungswiderstandes zum Schließglied dieses weiter angehoben und weitgehend dichtend gegen den ausgangsseitigen Ventilsitz gepreßt. Die im normalen Fahrbetrieb aus dem Kraftstoff kontinuierlich austretenden, im Filteroberteil gesammelten Gase können in dieser Stellung des Schließgliedes weiterhin entweichen, ohne daß nennenswerte Kraftstoffmengen durchtreten. Sobald die Kraftstoffanlage drucklos ist, kommt das Schließglied durch die Schwerkraft auf dem gegenüberliegenden Ventilsitz zur Anlage und bewirkt eine Abdichtung in Gegenrichtung, so daß die vorherige Verbindung zwischen Vorlauf- und Rücklaufleitung zuverlässig unterbrochen und die Rückströmung unterbunden ist.
  • Aus der US-A-4 079 717 ist eine Kraftstoffanlage mit einem Rückschlagventil bekannt, das in einer von der Vorlaufleitung zwischen einem Druckhalteventil und einer Kraftstoffeinspritzdüse abzweigenden Rücklaufleitung angeordnet ist und mit seinem Schließglied einerseits bei druckloser Kraftstoffanlage eine Rückströmung von der Rücklauf- in die Vorlaufleitung verhindert und andererseits bei Kraftstofförderung anfangs mitgeführte Luft in die Rücklaufleitung abführt und dann im normalen Fahrbetrieb die Verbindung zwischen der Vorlauf- und Rücklaufleitung gänzlich unterbricht.
  • Eine dauerhaft wirkende Entlüftung während des Betriebes der Brennkraftmaschine ist bei dieser Ausführung nicht möglich, da das Schließglied gegen den ausgangsseitigen Ventilsitz abdichtend anliegt und somit bei Fahrzeugerschütterungen auftretende Gase bis zur Einspritzdüse mitgeführt werden.
  • In dem Unteranspruch ist noch eine förderliche Weiterbildung der Erfindung beansprucht.
  • Die Erfindung wird an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Kraftstoffanlage mit integrierter Entlüftungsvorrichtung als doppeltwirkendes Umschaltventil
    Fig. 2
    in vergrößertem Maßstab dieses Umschaltventil und
    Fig. 3
    das Umschaltventil mit federbelastetem Schließglied.
  • Eine mit 1 bezeichnete Kraftstoffanlage für eine luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine 2 enthält eine Entlüftungsvorrichtung, die als doppeltwirkendes Umschaltventil 3 ausgebildet und in ein Kraftstoffilter 4 so eingesetzt ist, daß eine von einer Förderpumpe 5 ausgehende und an dem Kraftstoffilter 4 angeschlossene und ungefilterten Kraftstoff enthaltende Vorlaufleitung 6 mit einer Rücklaufleitung 7 verbindbar ist, die von einer Hochdruckeinspritzpumpe 8 zu einem Kraftstofftank 9 führt. Das Umschaltventil 3 besteht aus einem in das Kraftstoffilter 4 eingeschraubten Hohlschraubenkörper mit einer zentral verlaufenden abgestuften Sackbohrung 10, deren Abstufung einen obenliegenden Ventilsitz 11 bildet. Ein untenliegender Ventilsitz 12 ist durch einen in die Sackbohrung 10 eingepreßten Ring 13 gebildet.
  • Zwischen beiden Ventilsitzen 11 und 12 ist ein Schließglied 14 frei bewegbar angeordnet, das je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine 2 an einem der beiden Ventilsitze 11, 12 anliegt. Das Schließglied 14 ist gemäß Fig. 2 eine Kugel, es kann aber auch ein plattenförmiges Teil sein. Die Kugel weist eine definierte Oberflächenrauhigkeit auf, durch die grundsätzlich Entlüftungsgase über die Sackbohrung 10 und eine durchgehende Querbohrung 15 dem Hohlschraubenkörper übertreten können. Ein Ringstück 16 stellt die Verbindung der Querbohrung 15 zur Rücklaufleitung 7 her.
  • Anstelle einer aufgerauhten Kugel für den Durchlaß der Entlüftungsgase kann der Ventilsitz 11 eine definierte Oberflächenrauhigkeit oder eine oder mehrere kleine Kerben aufweisen, ohne daß nennenswerte Kraftstoffmengen mit abgeführt werden. Durch selbstreinigende Wirkung der feinen Durchgänge beim Öffnen der Kugel - die Brennkraftmaschine ist stillgesetzt und der Kraftstoffdruck zusammengefallen -werden Verstopfungsgefahren vermieden. Die Entlüftung ist dauerhaft sichergestellt. Der untenliegende Ventilsitz 13 sowie die Kugel haben die Funktion eines Rückschlagventiles. Um hierbei eine zuverlässige Trennung zwischen der Rücklaufleitung 7 und der Vorlaufleitung 6 zu ermöglichen, kann die Kugel durch eine Feder 17 belastet sein. Die Federkraft ist hierbei gering, so daß der Öffnungsdruck während der Kraftstofförderung kleiner ist als derjenige des Überströmventils (nicht dargestellt) an der Einspritzpumpe 8.

Claims (2)

  1. Entlüftungsvorrichtung in einer Kraftstoffanlage für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen, mit einem für die Entlüftungsmenge vorgesehenen und stromauf eines Kraftstoffilters (4) angeordneten Durchlaß, der ausgangsseitig mit einer von einer Hochdruckeinspritzpumpe (8) zu einem Kraftstofftank (9) führenden Rücklaufleitung (7) und der eingangsseitig mit einer von einer Förderpumpe (5) ausgehenden und über den Kraftstoffilter (4) zu der Hochdruckeinspritzpumpe (8) führenden Vorlaufleitung (6) über ein Rückschlagventil in Verbindung steht, wobei dessen Schließglied (14) an den dem Eingang des Durchlasses zugewandten Ventilsitz (12) die Verbindung zwischen der Vorlauf- und Rücklaufleitung trennend zur Anlage kommt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Ausgang des Durchlasses ein zusätzlicher Ventilsitz (11) für dasselbe Schließglied (14) vorgesehen ist und daß dieser Ventilsitz (11) oder das Schließglied (14) mit einer aufgerauhten Anlagefläche oder der Ventilsitz mit mindestens einer Kerbe versehen ist, derart, daß jeweils das Schließglied lediglich bei Förderdruck an diesen Ventilsitz (11) gasdurchlässig, jedoch weitgehend flüssigkeitsdicht zur Anlage kommt.
  2. Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das das Schließglied enthaltende Rückschlagventil als ein in das Kraftstoffilter (4) fest eingesetzter Hohlschraubenkörper ausgebildet ist, der eine zentral verlaufende und abgestufte Sackbohrung (10) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stufe der Sackbohrung (10) den am Ausgang des Durchlasses angeordneten Ventilsitz (11) bildet, während der am Eingang des Durchlasses liegende Ventilsitz (12) durch einen in die Sackbohrung (10) eingepreßten Ring (13) gebildet ist.
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