EP1042608A1 - Kraftstoffversorgungsanlage einer brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffversorgungsanlage einer brennkraftmaschine

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EP1042608A1
EP1042608A1 EP99931008A EP99931008A EP1042608A1 EP 1042608 A1 EP1042608 A1 EP 1042608A1 EP 99931008 A EP99931008 A EP 99931008A EP 99931008 A EP99931008 A EP 99931008A EP 1042608 A1 EP1042608 A1 EP 1042608A1
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EP
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fuel
pump
valve
supply system
valve member
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EP99931008A
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Helmut Rembold
Werner-Karl Marquardt
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F04B2205/15—By-passing over the pump

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply system for supplying fuel for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Fuel pump delivers.
  • the second fuel pump in turn pumps the fuel into a pressure line to which at least one fuel valve is connected.
  • the number of fuel valves is usually the same. the number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the fuel supply system can be constructed so that the fuel valve injects the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. When operating this fuel supply system, a high pressure is required in the pressure line leading to the fuel valve.
  • the second fuel pump is usually mechanically driven directly by the internal combustion engine.
  • the second fuel pump usually has a pump body which reciprocates in a pump chamber, the frequency of the Pump body is rigidly coupled to the speed of the internal combustion engine. So that the delivery rate of the second fuel pump can be controlled in spite of the rigid coupling of the pump body to the speed of the internal combustion engine, a control valve controlling the delivery rate can be provided between the first fuel pump and the second fuel pump, which control valve controls a portion of the fuel from the pump body during a pressure stroke Pump chamber can flow back into the fuel connection between the first fuel pump and the second fuel pump.
  • control valve monitoring the connection from the first fuel pump into the pump chamber of the second fuel pump and controlling the flow rate does not prevent the fuel from flowing into the pump chamber during the suction stroke of the second fuel pump so that no vapor bubbles form within the fuel-containing spaces throttles too much. It is therefore important that the control valve has a sufficiently large flow area.
  • the control valve Because the flow cross-section has to be relatively large, the control valve has so far been built quite large overall, and a large and heavy electromagnet and a large, powerful spring are required to adjust the flow cross-section. Because of the required size of the flow cross-section, it has not previously been possible to build the control valve in such a way that it switches sufficiently quickly to control the pressure in the pressure line leading to the fuel valves satisfactorily even at a high frequency of the pump body of the second fuel pump to get.
  • Another disadvantage is that because of the size of the control valve that was previously required, it takes a relatively long time until the flow cross-section of the control valve is completely closed, so that a part of the fuel flows back from the pump chamber of the second fuel pump into the fuel connection under relatively high pressure during this transition period, which means an undesirable loss of energy and an undesirable heating of the fuel.
  • the fuel supply system according to the invention with the characterizing features of claim 1 offers the advantage that the control valve can be dimensioned relatively small overall and still results in a relatively small flow resistance during the inflow of fuel from the fuel connection into the pump chamber due to the relatively large flow cross section. This in turn has the advantage that when the fuel flows into the pump chamber, the risk of a gas bubble being formed in the fuel is greatly reduced, despite the use of a relatively small control valve.
  • the amount of fuel delivered by the second fuel pump can be controlled or regulated very precisely in a very simple manner and with little dissipation.
  • the control valve designed according to the invention can be closed or opened particularly quickly and precisely.
  • control valve is designed in such a way that, by energizing the electromagnet, the generated magnetic force moves the valve member into a closed position in which the flow cross section of the control valve is closed, the advantage is obtained that the electromagnet of the control valve only has to be energized for a relatively short time as a whole , because the required time span in which the flow cross section is to be open is usually longer than the time span in which the flow cross section is to be closed.
  • control valve is designed in such a way that when the energization decreases or when the energization of the electromagnet is switched off, the spring which counteracts the magnetic force of the electromagnet moves the valve member into a closed position in which the flow cross section is closed, this gives the advantage that even in the event of a functional failure of the electromagnet of the control valve, the second fuel pump can deliver the fuel from the fuel connection into the pressure line leading to the fuel valves.
  • control valve is designed so that when the fuel flows from the fuel connection into the pump chamber, the valve member can lift off the actuator body, then the advantage is obtained that only the valve member, which has only a relatively small mass, has to be moved. which is noticeably noticeable by the quick response of the valve element to pressure changes. Another advantage is that the actuating body only has to travel a small distance overall, and nevertheless it is possible that the valve member can cover an overall longer adjustment path. If the control valve is designed as a so-called seat valve, then a relatively large flow cross-section can advantageously be controlled or opened and closed with relatively little adjustment travel of the valve member.
  • FIG. 1 shows in symbolic form a preferred selected exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a detail of the exemplary embodiment
  • FIGS. 3 and 4 show a detail of another particularly advantageous exemplary embodiment of the fuel supply system.
  • Metering fuel for an internal combustion engine can be used in various types of internal combustion engines.
  • a petrol, in particular gasoline, is preferably used as the fuel.
  • the internal combustion engine is, for example, a gasoline engine with an outer or inner one
  • the engine can be provided with a reciprocating piston (reciprocating piston engine) or with a rotatably mounted piston (Wankel piston engine).
  • the fuel-air mixture is usually ignited with a spark plug.
  • the internal combustion engine is, for example, a hybrid engine. In this engine with charge stratification, the fuel-air mixture in the combustion chamber in the area of the spark plug is enriched to such an extent that reliable ignition is guaranteed, but the combustion takes place on average when the mixture is very lean.
  • the gas exchange in the combustion chamber of the internal combustion engine can take place, for example, according to the four-stroke process or the two-stroke process.
  • gas exchange valves injection valves and exhaust valves
  • the internal combustion engine can be designed such that at least one fuel valve injects the fuel directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the power of the internal combustion engine is controlled by controlling the amount of fuel supplied to the combustion chamber.
  • the air supplied to the combustion chamber for the combustion of the fuel is controlled with a throttle valve.
  • the power to be output by the internal combustion engine can also be controlled via the position of the throttle valve.
  • the internal combustion engine has, for example, a cylinder with a piston, or it can be provided with a plurality of cylinders and with a corresponding number of pistons.
  • a fuel valve is preferably provided for each cylinder.
  • the four fuel valves injecting the fuel, usually gasoline, directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel in the combustion chamber is ignited using a spark plug.
  • the performance of the internal combustion engine can be controlled by controlling the amount of fuel injected or by throttling the inflowing air.
  • a load stratification with fuel enrichment takes place in the Area of the spark plug.
  • the mixture around the spark plug is very lean outside of this range.
  • the aim is to achieve a homogeneous distribution between fuel and air throughout the combustion chamber.
  • FIG. 1 shows a fuel reservoir 2, a suction line 4, a first fuel pump 6, an electric motor 8, a filter 9, a fuel connection 10, a second fuel pump 12, a pressure line 14, four fuel valves 16, an energy supply unit 18 and an electrical one or electronic control device 20.
  • the fuel valves 16 are frequently referred to in specialist circles as injection valves or injectors.
  • the first fuel pump 6 has a pressure side 6h and a suction side 6n.
  • the second fuel pump 12 has a high pressure side 12h and a low pressure side 12n.
  • the fuel connection 10 leads from the pressure side 6h of the first fuel pump 6 to the low pressure side 12n of the second fuel pump 12.
  • a fuel line 22 branches off from the fuel connection 10. Fuel can be fed back from the fuel connection 10 directly into the fuel reservoir 2 via the fuel line 22.
  • a pressure control valve or pressure control valve 26 is provided in the fuel line 22.
  • the pressure control valve 26 works like a pressure limiting valve or as a differential pressure valve; it ensures that a largely constant feed pressure prevails in the fuel connection 10, regardless of how much fuel is drawn from the fuel connection 10 by the second fuel pump 12.
  • the pressure control valve 26 regulates the pressure to 3 bar, for example, which corresponds to 300 kPa.
  • the first fuel pump 6 is driven by the electric motor 8.
  • the first fuel pump 6, the electric motor 8 and the pressure control valve 26 are located in the area of the fuel tank 2. These parts are preferably arranged on the outside of the fuel tank 2 or are located inside the fuel tank 2, which is symbolically represented by a dash-dotted line.
  • the second fuel pump 12 is mechanically coupled to an output shaft, not shown, of the internal combustion engine via a mechanical transmission means 12m. Since the second fuel pump 12 is mechanically rigidly coupled to the output shaft of the internal combustion engine, the second fuel pump 12 operates purely in proportion to the speed of the output shaft of the internal combustion engine. The speed of the output shaft is very different, depending on the current operating condition of the internal combustion engine.
  • the output shaft is, for example, a camshaft of the internal combustion engine.
  • the second fuel pump 12 has a pump chamber 28.
  • a control valve 30 on the input side in front of the pump chamber 28.
  • the control valve 30 essentially serves to control the pump to be pumped by the second fuel pump 12 Amount of fuel, which is why the control valve 30 can also be referred to as a quantity control valve. This is explained in more detail below.
  • a check valve 32 on the outlet side is provided in the pressure line 14, on the high-pressure side 12h of the second fuel pump 12.
  • the second fuel pump 12 is located within a housing 12g symbolically indicated by dash-dotted lines.
  • the check valve 32 can also be located within the housing 12g.
  • the control valve 30 has a Valve housing 30g.
  • the valve housing 30g is flanged to the housing 12g or integrated into the housing 12g.
  • the control valve 30 can also be installed directly in the housing 12g.
  • the pressure line 14 leading from the second fuel pump 12 to the fuel valves 16 can be divided in a simplified manner into a line section 42, a storage space 44 and into distribution lines 46.
  • the fuel valves 16 are connected to each via a distribution line 46
  • a pressure sensor 48 is connected to the storage space 44 and senses the respective pressure of the fuel in the pressure line 14. According to this pressure, the pressure sensor 48 sends an electrical signal to the control device 20.
  • the pressure relief valve 53 ensures that the pressure of the fuel in the pressure line 14 cannot exceed a certain maximum value, even if, as a result of a defect, the second fuel pump 12 undesirably puts a lot of fuel into the pressure line 14 pumps.
  • the fuel supply system further comprises a sensor 54 or a plurality of sensors 54 and an accelerator pedal sensor 56.
  • the sensors 54, 56 sense the operating condition under which the internal combustion engine is operating.
  • the operating condition for the internal combustion engine can be composed of several individual operating conditions.
  • the individual operating conditions are, for example: temperature and / or pressure of the fuel in the fuel connection 10, temperature and / or pressure of the fuel in the pressure line 14, air temperature, cooling water temperature, oil temperature, engine speed of the internal combustion engine or speed of the output shaft of the internal combustion engine, composition of the exhaust gas of the internal combustion engine, injection time of the fuel valves 16, etc.
  • the accelerator pedal sensor 56 is located in the area of the accelerator pedal and detects, as a further individual operating condition, the Position of the accelerator pedal and thus the speed desired by the driver.
  • the electric motor 8, the fuel valves 16, the pressure sensor 48 and the sensors 54, 56 are connected to the control device 20 via electrical lines 58.
  • the electrical line 58 between the fuel valves 16 and the control device 20 is designed so that the control device 20 can control each of the fuel valves 16 separately.
  • the electrical lines 58 are shown in dashed lines.
  • the first fuel pump 6 is, for example, a robust, easy to manufacture positive displacement pump which essentially delivers a certain constant amount of fuel.
  • the pressure of the fuel in the fuel connection 10 on the pressure side 6h of the first fuel pump 6 is referred to below as the feed pressure.
  • the pressure control valve 26 determines the feed pressure in the fuel connection 10.
  • the second fuel pump 12 delivers the fuel from the fuel connection 10, through the control valve 30 into the pump chamber 28 and from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14.
  • the pressure in the pressure line 14 can be, for example, around 100 bar during normal operating conditions, which corresponds to 10 MPa. It is therefore important to ensure that the second fuel pump 12 pumps exactly the amount of fuel currently required into the pressure line 14, so that as little fuel as possible has to be returned from the pressure line 14 to the low-pressure area of the fuel supply system, which would mean very undesirable, unnecessary dissipation .
  • the control valve 30 shown symbolically in FIG. 1 can be switched into a first valve position 30.1, into a second valve position 30.2 and into a third valve position 30.3.
  • the symbolically illustrated valve positions 30.1, 30.2, 30.3 are only shown in different sizes for the sake of clarity.
  • the control valve 30 has an actuator 60.
  • the actuator 60 essentially comprises an electromagnet 62 and a spring 64 counteracting the magnetic force of the electromagnet 62.
  • the control valve 30 has a valve member 66 (FIG. 2).
  • the valve member 66 can be actuated by the flow of the fuel flowing through the control valve 30 against the force of a contact spring 68.
  • the control valve 30 In the first valve position 30.1, the connection or a flow cross section 74 between the fuel connection 10 and the pump chamber 28 is blocked. In the second valve position 30.2, the control valve 30 has only slightly opened the flow cross-section 74, and the fuel can flow back into the fuel connection 10 from the pump chamber 28 with a certain throttling. In the third valve position 30.3, the control valve 30 has opened the flow cross-section 74 widely, and the fuel can flow largely unthrottled from the fuel connection 10 into the pump chamber 28.
  • the second fuel pump 12 is constructed in such a way that the pump chamber 28 alternately increases and decreases, while the internal combustion engine drives the second fuel pump 12 via the transmission means 12m.
  • the pump chamber 28 increases or decreases, for example, in that a pump body 72 (FIG. 2) mounted in the housing 12g is driven by the internal combustion engine via the mechanical transmission means 12m to move axially back and forth.
  • a suction stroke of the second fuel pump 12 ie when the pump body 72 moves downward (based on FIG. 2), the pump space 28 increases.
  • a pressure stroke ie when the pump body 72 is pressed upward (based on FIG. 2), then the pump chamber 28 is reduced.
  • Valve position 30.2 is located, the second fuel pump 12 pushes the fuel from the pump chamber 28 back through the control valve 30 into the fuel connection 10.
  • the second fuel pump 12 pushes the fuel from the pump chamber 28 back through the control valve 30 into the fuel connection 10.
  • Pressure of the pressure sensor 48 senses in the pressure line 14 and depending on how much fuel the fuel valves 16 are to inject instantaneously into the combustion chambers of the internal combustion engine, the control device 20 calculates the point in time at which the flow cross section 74 of the
  • Control valve 30 is to be closed.
  • the electromagnet 62 is energized and the control valve 30 is switched to its first valve position 30.1. Because the control valve 30 was previously in its second valve position 30.2, in which the Flow cross-section 74 is not open to the maximum, the path that the valve member 66 (FIG. 2) has to travel to close the flow cross-section 74 is only relatively short, so that the flow cross-section 74 can be closed very quickly. This is necessary in order to be able to achieve very precise regulation of the pressure of the fuel in the pressure line 14.
  • the flow cross-section 74 can be closed very quickly and then opened again very quickly, it is also possible to use a very fast-working second fuel pump 12 in which the pump body 72 is moved back and forth very quickly, so that the pump chamber moves 28 very quickly enlarged or reduced. Because the times for the suction stroke and the pressure stroke are very short when the pump body 72 is working quickly (FIG. 2), it is important that the control valve 30 opens and closes the flow cross-section 74 quickly and precisely. By selecting the point in time at which the control valve 30 is switched from the second valve position 30.2 to the first valve position 30.1 during a pressure stroke, the amount of fuel that the second fuel pump delivers from the fuel connection 10 into the pressure line 14 per pressure stroke can be determined .
  • FIG. 2 shows a section of the first exemplary embodiment in exemplary form. The parts not shown in FIG. 2 correspond to those shown in the other figures.
  • FIG. 2 essentially shows a longitudinal section through the control valve 30, which is in the unactuated switching position 30.2.
  • the actuator 60 includes an actuator 76.
  • the actuator 76 is composed of an armature 76a and a plunger 76b which is fixedly connected to the armature 76a.
  • the spring 64 presses the actuating body 76 downward (based on FIG. 2) until the armature 76a comes to rest on a lower stop disk 78u provided on the valve housing 30g.
  • the actuating body 76 is actuated upward (FIG. 2) against the force of the spring 64 until the armature 76a rests on an upper stop disk 78o provided on the valve housing 30g.
  • a valve seat 80 is provided on the valve housing 30g.
  • the electromagnet 62 When the electromagnet 62 is not energized, the flow cross-section 74 which extends between the valve seat 80 and the valve member 66 is opened as far as is shown in FIG. FIG. 2 shows the control valve 30 in the second valve position 30.2.
  • the distance between the valve seat 80 and the valve member 66 In the second valve position 30.2, the distance between the valve seat 80 and the valve member 66 is relatively small, so that to switch over to the first valve position 30.1 (FIG. 1), the actuating body 76 only very slightly upwards (based on FIG. 2 ) must be moved until the valve member 66 comes to bear on the valve seat 80 to close the flow cross section 74. This allows the flow cross section 74 to be closed very quickly.
  • the closing of the flow cross section 74 is supported by the increasing pressure in the pump chamber 28 during the pressure stroke.
  • the pressure acts in the control chamber 10a, in which the feed pressure is essentially the same as in the fuel Connection 10 prevails on the valve member 66 downward in the opening direction, and the pressure in the control chamber 28a, in which the pressure is essentially the same as in the pump chamber 28, acts on the valve member 66 upward in the closing direction.
  • the pump body 72 moves downward (based on FIG. 2).
  • the pressure of the fuel in the pump chamber 28 drops below the feed pressure of the fuel in the fuel connection 10.
  • This pressure difference acts on the valve member 66 downward (FIG. 2) against the force of the contact spring 68.
  • the force of the contact spring 68 is quite small, so that even a small pressure difference between the fuel connection 10 and the pump chamber 28 presses the valve member 66 downward (FIG. 2). This ensures that the pressure in the pump chamber 28 does not drop too far, so that no undesired gas bubbles can arise in the pump chamber 28.
  • the valve member 66 is pressed hydraulically downward (FIG. 2), the valve member 66 lifts off the actuating body 76 of the actuator 60.
  • valve member 66 hydraulically acted upon by the pressure difference between the pump chamber 28 and the fuel connection 10 has only a small mass to be moved, which gives the advantage that even a small pressure difference dynamically advances the valve member 66 into the desired direction adjusted.
  • even a small pressure difference moves the valve member 66 against the force of the contact spring 68 downward (FIG. 2) or upward (FIG. 2) until the valve member 66 on the tappet 76b of the actuating body 76 or on the valve seat 80 comes to the plant.
  • the valve member 66 can lift off the valve seat 80 or the actuating body 76 until the valve member 66 comes to rest against a valve member stop 82 provided on the valve housing 30g.
  • control valve 30 is adjusted by energizing the electromagnet 62 into the first valve position 30.1 (FIG. 1), in which the flow cross section 74 is closed.
  • the electromagnet 62 when the electromagnet 62 is energized, the flow cross section 74 is opened.
  • the embodiment shown in Figures 1 and 2 are in the in the in the
  • Figures 3 and 4 shown embodiment reversed the directions of the magnetic force of the electromagnet 62 and the spring force of the spring 64 of the actuator 60.
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment when the electromagnet 62 is not energized, so that the control valve 30 is in the first valve position 30.1, in which the flow cross section 74 is closed.
  • FIG. 4 shows the second exemplary embodiment with the electromagnet 62 fully energized, as a result of which the control valve 30 is in the second valve position 30.2.
  • the pump chamber 28 increases in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4 during a suction stroke, then the pressure in the pump chamber 28 drops and the fuel flows out of the fuel connection 10 through the flow cross section 74 into the pump chamber 28, the fuel flowing through it Valve member 66 lifts off valve seat 80.
  • the flow cross section 74 can open fully so that the fuel can flow into the pump chamber 28 with very little pressure loss. It is not absolutely necessary for the electromagnet 62 to be energized during the suction stroke. However, it is proposed to energize the electromagnet 62 at least towards the end of the suction stroke, at the latest shortly before the start of the pressure stroke, so that the actuating body 76 is adjusted downward into the valve position 30.2 shown in FIG. This ensures that the flow cross-section 74 is open at the beginning of the pressure stroke, so that the fuel not required in the pressure line 14 can flow back into the fuel connection 10. Because at the beginning of the
  • valve member 66 abuts the actuating body 76 and there is only a small distance between the valve seat 80 and the valve member 66, the valve member 66 only has to cover a short distance to close the flow cross-section 74, so that the closing of the flow cross-section 74 can be done very quickly.
  • the flow cross section 74 can be significantly smaller than during the suction stroke.
  • the control device determines on the basis of calculations
  • the control valve 30 can be switched very quickly during a pressure stroke from the second valve position 30.2 shown in FIG. 4 to the first valve position 30.1 shown in FIG. After switching over to the first valve position 30.1, the pump body 72 presses the fuel from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14. By varying the time at which the control valve 30 switches over, the each required amount of fuel can be pumped into the pressure line 14 with high dosing accuracy.
  • the fuel supply system has an emergency function described below: If, in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the electromagnet 62 should fail as a result of a defect or its power supply is interrupted, the valve member 66 is in the position shown in FIG. 3 during the entire pressure stroke Position in which the flow cross section 74 is closed, so that the entire amount of fuel displaced from the pump chamber 28 during the pressure stroke is pumped through the outlet-side check valve 32 into the pressure line 14. During the suction stroke, the valve member 66 can lift off the valve seat 80, as described above, even if the electromagnet 62 fails. If the electromagnet 62 of the actuator 60 fails, the second fuel pump 12 can still pump, but without the possibility of an exact metering of the fuel quantity pumped into the pressure line 14. The excess portion of fuel which is not required and therefore not removed by the fuel valves 16 leads to an increase in pressure in the pressure line 14 until the pressure relief valve 53 (FIG. 1) responds and the fuel not required from the pressure line 14 through the
  • Return line 52 is led back into the fuel connection 10 or, in the case of a modified embodiment, back into the fuel reservoir 2. If the electromagnet 62 fails, the internal combustion engine can continue to operate with an emergency function. As soon as the control device 20 determines that the pressure sensor 48 senses a pressure which is higher than the pressure which should result from the actuation of the control valve 30, the control device 20 recognizes that the emergency function has occurred. Because an exact dosage of the amount of fuel delivered to the pressure line 14 is not possible, it is proposed to design the control device 20 such that a corresponding error message is displayed.
  • the electromagnet 62 is energized to such an extent that the Force of the spring 64 minus the magnetic force of the
  • Electromagnet 62 is just sufficient to hold the valve member 66 securely in the second valve position 30.2. If the time then comes at which the flow cross section 74 is to be closed, a relatively small additional energization of the electromagnet 62 is sufficient. This slight additional energization of the electromagnet 62 can take place in a considerably shorter time than if the electromagnet 62 started from the completely de-energized state should be energized.
  • a significant influence on the force required to hold the valve member 66 in the second valve position 30.2 is the pressure of the fuel in the pump chamber 28 when the fuel is pushed back from the pump chamber 28 into the fuel connection 10. This is essentially a pump chamber 28 Back pressure.
  • the dynamic pressure is mainly determined by the flow rate at which the fuel is displaced from the pump chamber 28.
  • the flow rate depends on the speed of the pump body 72 moving upward.
  • the speed of the pump body 72 is determined by the pump speed at which the fuel pump 12 is driven by the camshaft. It is therefore proposed to energize the electromagnet 62 preferably as a function of the dynamic pressure acting on the valve member 66, in order then to have to use only a small additional energization to switch over. Because the dynamic pressure depends on the speed of the pump body 72 moving upwards, which in turn corresponds to the pump speed, it is proposed to energize the electromagnet 62 as a function of the pump speed.
  • the control valve 30 is in the second valve position 30.2 and the flow cross-section 74 is open, then at a low pump speed, the dynamic pressure acting on the valve member 66 and acting in the closing direction is lower than at a high pump speed.
  • the force of the actuator 60 in the opening direction at a high pump speed must be significantly greater than at a low pump speed.
  • the changeover period required for the changeover of the control valve 30 can additionally be shortened considerably.
  • the electromagnet 62 of the actuator 60 must be dimensioned sufficiently strong that, if necessary, the electromagnet 62 can hold the valve member 66 in the second valve position 30.2 shown in FIG. 4, in which the flow cross-section 74 is open, under all operating conditions.
  • the required magnetic force of the electromagnet 62 to hold the valve member 66 is lower in most of the operating conditions. It is proposed that under the operating conditions in which a lower magnetic force of the electromagnet 62 is sufficient to hold the valve member 66 in the second valve position 30.2, the electromagnet 62 is correspondingly less energized.
  • FIGS. 3 and 4 of the exemplary embodiment shown are closed when the magnetic force of the electromagnet 62 is switched off, the flow cross-section 74 being closed, in particular the closing of the flow cross-section 74 should take place particularly quickly and within a very short time. Because it is possible to design the control device 20 such that the magnetic force is switched off faster than the magnetic force is switched on, the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 advantageously results in a particularly short closing time when the flow cross section 74 is closed, because here to close the flow cross section 74, the magnetic force of the electromagnet 62 must be switched off. Therefore, in the second embodiment, the amount of fuel delivered by the second fuel pump 12 can be controlled particularly precisely.

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Abstract

Bei Kraftstoffversorgungsanlagen mit zwei in Reihe geschalteten Kraftstoffpumpen war bisher eine zufriedenstellend genaue Regelung der von der zweiten Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffmenge trotz hohem Aufwand nicht zufriedenstellend möglich. Mit dem vorgeschlagenen Steuerventil (30), welches relativ klein baut, kann bei geringem Aufwand eine sehr genaue Mengenregelung der von der zweiten Kraftstoffpumpe (12) in die Druckleitung (14) geförderten Kraftstoffmenge erzielt werden. Die Kraftstoffversorgungsanlage ist für eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs vorgesehen.

Description

Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bisher gab es Kraftstoffversorgungsanlagen, bei denen eine erste Kraftstoffpumpe aus einem Kraftstoffvorratsbehälter Kraftstoff über eine KraftstoffVerbindung zu einer zweiten
Kraftstoffpumpe fördert. Die zweite Kraftstoffpumpe ihrerseits fördert den Kraftstoff in eine Druckleitung, an der mindestens ein Kraftstoffventil angeschlossen ist. Üblicherweise ist die Anzahl der Kraftstoffventile gleich. der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine. Die Kraft- Stoffversorgungsanlage kann so gebaut sein, daß das Kraftstoffventil den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine spritzt. Beim Betrieb dieser Kraftstoff- Versorgungsanlage ist ein hoher Druck in der zum Kraftstoff- ventil führenden Druckleitung erforderlich.
Die zweite Kraftstoffpumpe wird üblicherweise direkt von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben. Die zweite Kraftstoffpumpe hat üblicherweise einen in einem Pumpenraum hin- und hergehenden Pumpenkörper, wobei die Frequenz des Pumpenkörpers starr an die Drehzahl der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Damit trotz der starren Kopplung des Pumpenkörpers an die Drehzahl der Brennkraftmaschine die Fördermenge der zweiten Kraftstoffpumpe gesteuert werden kann, kann zwischen der ersten Kraftstoffpumpe und der zweiten Kraftstoffpumpe ein die Fördermenge steuerndes Steuerventil vorgesehen werden, das während eines Druckhubs des Pumpenkörpers einen Teil des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum in die Kraftstoffverbindung zwischen der ersten Kraftstoffpumpe und der zweiten Kraftstoffpumpe zurückströmen läßt. Damit innerhalb der Kraftstoff enthaltenden Räume keine Dampfblasen entstehen, ist es wichtig, daß das die Verbindung von der ersten Kraftstoffpumpe in den Pumpenraum der zweiten Kraftstoffpumpe überwachende, die Durch- flußmenge steuernde Steuerventil während des Saughubs der zweiten Kraftstoffpumpe das Hineinfließen des Kraftstoffs in den Pumpenraum nicht zu sehr drosselt. Deshalb ist es wichtig, daß das Steuerventil einen ausreichend großen Durchflußquerschnitt aufweist.
Weil der Durchflußquerschnitt relativ groß sein muß, baut das Steuerventil bisher insgesamt ziemlich groß und zum Verstellen des DurchflußquerSchnitts ist ein großer und schwerer Elektromagnet und eine große, kräftige Feder erforderlich. Wegen der erforderlichen Größe des Durchflußquerschnitts war es bisher nicht möglich, das Steuerventil so zu bauen, daß es ausreichend schnell schaltet, um auch bei hoher Frequenz des Pumpenkörpers der zweiten Kraftstoffpumpe eine befriedigend genaue Steuerung bzw. Regelung des Drucks in der zu den Kraftstoffventilen führenden Druckleitung zu bekommen.
Ein weiterer Nachteil ist, daß wegen der bisher erforderlichen Größe des Steuerventils eine relativ lange Zeit vergeht, bis der Durchflußquerschnitt des Steuerventils vollkommen geschlossen ist, so daß in dieser Übergangszeit ein Teil des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum der zweiten Kraftstoffpumpe in die KraftstoffVerbindung unter relativ hohem Druck zurückströmt, was ein unerwünschter Energieverlust und eine unerwünschte Erwärmung des Kraftstoffs bedeutet.
Trotz hohem Aufwand war es bisher nicht möglich, die von der zweiten Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoffmenge auch bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine ausreichend genau zu regeln bzw. zu steuern und gleichzeitig dafür zu sorgen, daß in der zweiten Kraftstoffpumpe keine Gasblasen entstehen und die zweite Kraftstoffpumpe keine überschüssige Kraftstoffmenge fördert, was Energieverlust und Erwärmung des Kraftstoffs bedeutet.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bietet den Vorteil, daß das Steuerventil insgesamt relativ klein dimensioniert sein kann und trotzdem ergibt sich während des Einströmens des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung in den Pumpenraum durch den relativ großen Durchflußquerschnitt ein relativ kleiner Durchflußwiderstand. Dies wiederum hat den Vorteil, daß beim Einströmen des Kraftstoffs in den Pumpenraum die Gefahr der Entstehung einer Gasblase im Kraftstoff trotz Verwendung eines relativ kleinen Steuerventils stark vermindert ist.
Dadurch, daß beim Strömen des Kraftstoffs durch das geöffnete Steuerventil aus dem Pumpenraum zurück in Richtung der zur ersten Kraftstoffpumpe führenden Kraftstoffverbindung der Durchflußquerschnitt relativ klein ausgeführt ist, erhält man den Vorteil, daß auch nur ein relativ kleiner Durchflußquerschnitt gesteuert werden muß, so daß es mit relativ geringem Aufwand möglich ist, das Steuerventil so auszuführen, daß der Durchflußquerschnitt sehr schnell geschlossen bzw. geöffnet werden kann.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Kraftstoffversorgungsanlage nach dem Anspruch 1 möglich.
Durch das Schließen des DurchflußquerSchnitts in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine kann die von der zweiten Kra tstoffpumpe geförderte Kraftstoffmenge auf sehr einfache Weise und mit geringer Dissipation sehr genau gesteuert bzw. geregelt werden. Das erfindungsgemäß ausgeführte Steuerventil kann besonders schnell und zeitgenau geschlossen bzw. geöffnet werden.
Wird der Elektromagnet des das Ventilglied verstellenden Stellantriebs noch während sich der Stellkörper des Stell - antriebs in seiner unbetätigten Ruheposition befindet, d. h. gewisse Zeit bevor der Stellkörper seine Stellbewegung ausführen soll, in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit eines Drucks innerhalb der Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere in Abhängigkeit eines an dem Ventilglied angreifenden
Staudrucks und/oder in Abhängigkeit der Zeit, insbesondere in Abhängigkeit der augenblicklichen Position des Pumpenkörpers und/oder in Abhängigkeit einer Pumpendrehzahl angepaßt unterschiedlich bestromt, dann erhält man dadurch den Vorteil, daß der Elektromagnet gerade so viel Kraft aufbaut, daß der Stellkörper noch in seiner Ruheposition verbleibt, aber anschließend, um den Stellkörper aus seiner Ruheposition zu verstellen, muß nur noch eine geringfügige Änderung der Bestromung veranlaßt werden, was innerhalb extrem kurzer Zeit geschehen kann, so daß der Stellkörper und damit auch das vom Stellkörper betätigte Ventilglied extrem schnell in die neue vorgesehene Position umgeschaltet werden kann.
Wenn man das Steuerventil so ausführt, daß durch Bestromen des Elektromagneten die erzeugte Magnetkraft das Ventilglied in eine Schließposition verstellt, in der der Durchflußquer- schnitt des Steuerventils geschlossen ist, erhält man den Vorteil, daß der Elektromagnet des Steuerventils insgesamt nur relativ kurz bestromt werden muß, weil die erforderliche Zeitspanne, in der der Durchflußquerschnitt geöffnet sein soll, meistens länger ist als die Zeitspanne, in der der Durchflußquerschnitt geschlossen sein soll.
Wird das Steuerventil so ausgebildet, daß bei nachlassendem Bestromen bzw. beim Ausschalten der Bestromung des Elektromagneten die der Magnetkraft des Elektromagneten entgegenwirkende Feder das Ventilglied in eine Schließposition verstellt, in der der Durchflußquerschnitt geschlossen ist, so erhält man den Vorteil, daß auch bei einem Funktionsausfall des Elektromagneten des Steuerventils die zweite Kraftstoffpumpe den Kraftstoff aus der Kraftstoff erbindung in die zu den Kraftstoffventilen führende Druckleitung fördern kann.
Ist das Steuerventil so ausgebildet, daß beim Strömen des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung in den Pumpenraum das Ventilglied vom Stellkörper des Stellantriebs abheben kann, dann erhält man den Vorteil, daß dabei nur das Ventilglied, das nur eine relativ geringe Masse aufweist, bewegt werden muß, was sich durch schnelles Ansprechen des Ventil - glieds auf Druckänderungen auf vorteilhafte Weise bemerkbar macht. Ein weiterer Vorteil ist, daß der Stellkörper insgesamt nur wenig Weg zurücklegen muß, und trotzdem ist es möglich, daß das Ventilglied einen insgesamt längeren Verstellweg zurücklegen kann. Wird das Steuerventil als sogenanntes Sitzventil ausgebildet, dann kann mit relativ wenig Verstellweg des Ventilglieds vorteilhafterweise ein relativ großer Durchflußquer- schnitt gesteuert bzw. geöffnet und geschlossen werden.
Zeichnung
Ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen die Figur 1 in symbolhafter Form ein bevorzugt ausgewähltes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, die Figur 2 eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels und die Figuren 3 und 4 eine Einzelheit eines weiteren besonders vorteilhaft ausgeführten Ausführungsbeispiels der Kraftstoffversorgungsanlage .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage zum
Zumessen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine kann bei verschiedenen Arten von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Als Kraftstoff wird vorzugsweise ein Ottokraftstoff, insbesondere Benzin, verwendet. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Ottomotor mit äußerer oder innerer
Gemischbildung und Fremdzündung, wobei der Motor mit einem hin- und hergehenden Kolben (Hubkolbenmotor) oder mit einem drehbar gelagerten Kolben (Wankel-Kolbenmotor) versehen sein kann. Die Zündung des Kraftstoff-Luftgemischs geschieht üblicherweise mit einer Zündkerze. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Hybridmotor. Bei diesem Motor mit LadungsSchichtung wird das Kraftstoff-Luftgemisch im Brennraum im Bereich der Zündkerze so weit angereichert, daß eine sichere Entflammung garantiert ist, die Verbrennung im Mittel aber bei stark abgemagertem Gemisch stattfindet. Der Gaswechsel im Brennraum der Brennkraftmaschine kann beispielsweise nach dem Viertaktverfahren oder nach dem Zweitaktverfahren erfolgen. Zur Steuerung des Gaswechsels im Brennraum der Brennkraftmaschine können in bekannter Weise Gaswechselventile (Einlaßventile und Auslaßventile) vorgesehen sein. Die Brennkraftmaschine kann so ausgebildet sein, daß mindestens ein Kraftstoffventil den Kraftstoff direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine spritzt. Die Steuerung der Leistung der Brennkraftmaschine erfolgt je nach Betriebsmodus durch Steuerung der dem Brennraum zugeführten Menge an Kraftstoff. Es gibt aber auch einen Betriebsmodus, bei dem die für die Verbrennung des Kraftstoffs dem Brennraum zugeführte Luft mit einer Drosselklappe gesteuert wird. Auch über die Stellung der Drosselklappe kann die von der Brennkraftmaschine abzugebende Leistung gesteuert werden.
Die Brennkraftmaschine besitzt beispielsweise einen Zylinder mit einem Kolben, oder sie kann mit mehreren Zylindern und mit einer dementsprechenden Anzahl Kolben versehen sein.
Vorzugsweise ist je Zylinder je ein Kraftstoffventil vorgesehen.
Um den Umfang der Beschreibung nicht unnötig umfangreich ausfallen zu lassen, beschränkt sich die nachfolgende
Beschreibung der Ausführungsbeispiele auf einen Hubkolbenmotor mit vier Zylindern als Brennkraftmaschine, wobei die vier Kraftstoffventile den Kraftstoff, üblicherweise Benzin, direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine hinein- spritzen. Die Zündung des Kraftstoffs im Brennraum erfolgt über eine Zündkerze. Je nach Betriebsmodus kann die Leistung der Brennkraftmaschine über Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge oder über eine Drosselung der einströmenden Luft gesteuert werden. Bei Leerlauf und unterer Teillast erfolgt eine LadungsSchichtung mit Kraftstoffanreicherung im Bereich der Zündkerze. Dabei ist das Gemisch außerhalb dieses Bereichs um die Zündkerze sehr mager. Bei Vollast bzw. oberer Teillast wird eine homogene Verteilung zwischen Kraftstoff und Luft im gesamten Brennraum angestrebt.
Die Figur 1 zeigt einen Kraftstoffvorratsbehälter 2, eine Saugleitung 4, eine erste Kraftstoffpumpe 6, einen Elektromotor 8, einen Filter 9, eine KraftstoffVerbindung 10, eine zweite Kraftstoffpumpe 12, eine Druckleitung 14, vier Kraft- stoffventile 16, eine Energieversorgungseinheit 18 und eine elektrische bzw. elektronische Steuerungseinrichtung 20. Die Kraftstoffventile 16 werden in Fachkreisen häufig als Einspritzventile oder Injektoren bezeichnet.
Die erste Kraftstoffpumpe 6 besitzt eine Druckseite 6h und eine Saugseite 6n. Die zweite Kraftstoffpumpe 12 hat eine Hochdruckseite 12h und eine Niederdruckseite 12n. Die Kraft- stoffverbindung 10 führt von der Druckseite 6h der ersten Kraftstoffpumpe 6 zur Niederdruckseite 12n der zweiten Kraftstoffpumpe 12. Aus der Kraftstoffverbindung 10 zweigt eine Kraftstoffleitung 22 ab. Über die Kraftstoffleitung 22 kann Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung 10 direkt in den Kraftstoffvorratsbehälter 2 zurückgeleitet werden. In der Kraftstoffleitung 22 ist ein Druckregelventil bzw. Drucksteuerventil 26 vorgesehen. Das Drucksteuerventil 26 arbeitet wie ein Druckbegrenzungsventil bzw. wie ein Differenzdruckventil; es sorgt dafür, daß in der Kraftstoff- Verbindung 10 ein weitgehend konstanter Speisedruck herrscht, unabhängig davon, wieviel Kraftstoff von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 aus der Kraftstoffverbindung 10 abgenommen wird. Das Drucksteuerventil 26 regelt den Druck beispielsweise auf 3 bar, was 300 kPa entsprechen.
Die erste Kraftstoffpumpe 6 wird von dem Elektromotor 8 an- getrieben. Die erste Kraftstoffpumpe 6, der Elektromotor 8 und das Drucksteuerventil 26 befinden sich im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 2. Diese Teile sind vorzugsweise außen am Kraftstoffvorratsbehälter 2 angeordnet oder befinden sich innerhalb des Kraftstoffvorratsbehälters 2, was durch eine strichpunktierte Linie symbolhaft dargestellt ist.
Über ein mechanisches Übertragungsmittel 12m ist die zweite Kraftstoffpumpe 12 mechanisch mit einer nicht dargestellten Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt. Da die zweite Kraftstoffpumpe 12 mechanisch starr an die Abtriebs- welle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, arbeitet die zweite Kraftstoffpumpe 12 rein proportional zur Drehzahl der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine. Die Drehzahl der Abtriebswelle ist, je nach augenblicklicher Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, sehr unterschiedlich. Bei der Abtriebswelle handelt es sich beispielsweise um eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 hat einen Pumpenraum 28. In der Kraftstoffverbindung 10, auf der Niederdruckseite 12n der zweiten Kraftstoffpumpe 12, befindet sich eingangsseitig vor dem Pumpenraum 28 ein Steuerventil 30. Das Steuerventil 30 dient im wesentlichen zum Steuern der von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 zu fördernden Menge an Kraftstoff, weshalb das Steuerventil 30 auch als Mengensteuerventil bezeichnet werden kann. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert. In der Druckleitung 14, auf der Hochdruckseite 12h der zweiten Kraftstoffpumpe 12, ist ein ausgangsseitiges Rückschlagventil 32 vorgesehen.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 befindet sich innerhalb eines mit strichpunktierten Linien symbolhaft angedeuteten Gehäuses 12g. Auch das Rückschlagventil 32 kann sich innerhalb des Gehäuses 12g befinden. Das Steuerventil 30 hat ein Ventilgehäuse 30g. Das Ventilgehäuse 30g ist an das Gehäuse 12g angeflanscht oder in das Gehäuse 12g integriert. Das Steuerventil 30 kann auch direkt im Gehäuse 12g eingebaut sein.
Die von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 zu den Kraftstoff- ventilen 16 führende Druckleitung 14 kann vereinfachend unterteilt werden in einen Leitungsabschnitt 42, einen Speicherraum 44 und in Verteilleitungen 46. Die Kraftstoff- ventile 16 sind über je eine Verteilleitung 46 an dem
Speicherraum 44 angeschlossen. Ein Drucksensor 48 ist an den Speicherraum 44 angeschlossen und sensiert den jeweiligen Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14. Entsprechend diesem Druck gibt der Drucksensor 48 ein elektrisches Signal an die Steuerungseinrichtung 20.
Ist der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14 zu hoch, dann wird Kraftstoff aus der Druckleitung 14 über eine Rückleitung 52 in die Kraftstoffverbindung 10 geleitet. In der Rückleitung 52 gibt es ein Überdruckventil 53. Das Überdruckventil 53 sorgt dafür, daß der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14 einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreiten kann, auch dann, wenn infolge irgendeines Defekts die zweite Kraftstoffpumpe 12 unerwünscht viel Kraftstoff in die Druckleitung 14 pumpt.
Die Kraftstoffversorgungsanlage umfaßt ferner einen Sensor 54 oder mehrere Sensoren 54 und einen Fahrpedalsensor 56. Die Sensoren 54, 56 sensieren die Betriebsbedingung, unter der die Brennkraftmaschine arbeitet. Die Betriebsbedingung für die Brennkraftmaschine kann sich aus mehreren Einzel - Betriebsbedingungen zusammensetzen. Die Einzel-Betriebsbedingungen sind beispielsweise: Temperatur und/oder Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffverbindung 10, Temperatur und/oder Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14, Luft- temperatur, Kühlwassertemperatur, Öltemperatur, Motordrehzahl der Brennkraftmaschine bzw. Drehzahl der Abtriebs- welle der Brennkraftmaschine, Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine, Einspritzzeit der Kraftstoffventile 16 usw. Der Fahrpedalsensor 56 befindet sich im Bereich des Fahrpedals und erfaßt, als weitere Einzel-Betriebsbedingung, die Stellung des Fahrpedals und damit die vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit .
Der Elektromotor 8, die Kraftstoffventile 16, der Drucksensor 48 und die Sensoren 54, 56 sind über elektrische Leitungen 58 mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden. Die elektrische Leitung 58 zwischen den Kraftstoffventilen 16 und der Steuerungseinrichtung 20 ist so ausgeführt, daß die Steuerungseinrichtung 20 jedes der Kraftstoffventile 16 separat ansteuern kann. Zwecks besserer Unterscheidung gegenüber den anderen nichtelektrischen Leitungen sind die elektrischen Leitungen 58 gestrichelt dargestellt.
Bei der ersten Kraftstoffpumpe 6 handelt es sich beispielsweise um eine robuste, einfach herstellbare Verdrängerpumpe, die im wesentlichen eine bestimmte konstante Menge Kraftstoff fördert.
Der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoffverbindung 10 auf der Druckseite 6h der ersten Kraftstoffpumpe 6 wird nachfolgend als Speisedruck bezeichnet. Bei der vorgeschlagenen Kraftstoffversorgungsanlage bestimmt das Drucksteuerventil 26 den Speisedruck in der Kraftstoffverbindung 10.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 fördert den Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung 10, durch das Steuerventil 30 in den Pumpenraum 28 und aus dem Pumpenraum 28 durch das ausgangsseitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14. Der Druck in der Druckleitung 14 kann während des normalen Betriebszustands beispielsweise um die 100 bar betragen, was 10 MPa entspricht. Deshalb ist es wichtig, dafür zu sorgen, daß die zweite Kraftstoffpumpe 12 genau die augenblicklich benötigte Kraftstoffmenge in die Druckleitung 14 pumpt, damit möglichst kein Kraftstoff aus der Druckleitung 14 in den Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage zurückgeleitet werden muß, was sehr unerwünschte, unnötige Dissipation bedeuten würde.
Das in der Figur 1 symbolhaft dargestellte Steuerventil 30 ist in eine erste Ventilstellung 30.1, in eine zweite Ventilstellung 30.2 und in eine dritte Ventilstellung 30.3 schaltbar. Die symbolhaft dargestellten Ventilstellungen 30.1, 30.2, 30.3 sind nur der besseren Übersichtlichkeit wegen unterschiedlich groß dargestellt.
Das Steuerventil 30 hat einen Stellantrieb 60. Der Stellantrieb 60 umfaßt im wesentlichen einen Elektromagneten 62 und eine der Magnetkraft des Elektromagneten 62 entgegenwirkende Feder 64. Durch Bestromen bzw. Nichtbestromen des Elektromagneten 62 wird das Steuerventil 30 in die erste Ventilstellung 30.1 bzw. in die zweite Ventilstellung 30.2 geschaltet. Das Steuerventil 30 hat ein Ventilglied 66 (Fig. 2) . Das Ventilglied 66 ist von der durch das Steuerventil 30 hindurchfließenden Strömung des Kraftstoffs gegen die Kraft einer Anlegefeder 68 betätigbar. Bei Strömung des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 der zweiten Kraftstoffpumpe 12, wenn also der Druck in der Kraftstoffverbindung 10 größer ist als der Druck im Pumpenraum 28, wird das Ventilglied 66 (Fig. 2) von der Strömung des Kraftstoffs gegen die Kraft der Anlegefeder 68 so verstellt, daß sich das Steuerventil 30 in der in der Figur 1 symbolhaft dargestellten dritten Ventilstellung 30.3 befindet. Ist der Druck im Pumpenraum 28 größer als in der Kraftstoffverbindung 10, dann strömt der Kraftstoff vom Pumpenraum 28 zurück in die Kraftstoffverbindung 10 und das Ventilglied 66 wird so verstellt, daß sich das Steuerventil 30 in der in der Figur 1 symbolhaft dargestellten zweiten Ventilstellung 30.2 befindet. Die Anlegefeder 68 sorgt auch dafür, daß das Ventilglied 66 (Fig. 2) der durch den Stellantrieb 60 vorgenommenen Stellbewegung folgen kann und das Steuerventil 30 in die erste Ventilstellung 30.1 gelangen kann. Um bildhaft zu zeigen, daß das Steuerventil 30 zwischen den beiden Ventilstellungen 30.2 und 30.3 druckabhängig umschaltbar ist, sind in der Figur 1 symbolhaft zwei Steuerleitungen bzw. Steuerräume 10a und 28a eingezeichnet .
In der ersten Ventilstellung 30.1 ist die Verbindung bzw. ein Durchfluß uerschnitt 74 zwischen der Kraftstoffverbindung 10 und dem Pumpenraum 28 gesperrt. In der zweiten Ventilstellung 30.2 hat das Steuerventil 30 den Durchflußquerschnitt 74 nur etwas geöffnet, und der Kraftstoff kann mit gewisser Androsselung aus dem Pumpenraum 28 zurück in die Kraftstoffverbindung 10 strömen. In der dritten Ventilstellung 30.3 hat das Steuerventil 30 den Durchflußquerschnitt 74 weit geöffnet, und der Kraftstoff kann weitgehend ungedrosselt aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpen- räum 28 hineinströmen.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 ist so gebaut, daß sich der Pumpenraum 28 abwechselnd vergrößert und verkleinert, während die Brennkraftmaschine über das Übertragungsmittel 12m die zweite Kraftstoffpumpe 12 antreibt. Der Pumpenraum 28 vergrößert bzw. verkleinert sich beispielsweise dadurch, daß ein im Gehäuse 12g gelagerter Pumpenkörper 72 (Fig. 2) von der Brennkraftmaschine über das mechanische Übertragungsmittel 12m zu axial hin- und hergehender Bewegung angetrieben wird. Während eines Saughubs der zweiten Kraftstoffpumpe 12, d. h. wenn der Pumpenkörper 72 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) fährt, vergrößert sich der Pumpenraum 28. Während eines Druckhubs, d. h. wenn der Pumpenkörper 72 nach oben (bezogen auf die Fig. 2) gedrückt wird, dann wird der Pumpenraum 28 verkleinert.
Während eines Saughubs, während sich der Pumpenraum 28 vergrößert, ist der Elektromagnet 62 nicht bestromt und der aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 einströmende Kraftstoff verstellt das Ventilglied 66
(Fig. 2) , so daß sich das Steuerventil 30 in der dritten Ventilstellung 30.3 befindet, wodurch der Durchflußquer- schnitt 74 des Steuerventils 30 weit geöffnet ist und der Kraftstoff weitgehend ungedrosselt aus der Kraftstoffver- bindung 10 in den Pumpenraum 28 strömen kann. Bei durchschnittlicher Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine ist im anschließenden Druckhub, während sich der Pumpenraum 28 verkleinert, der Elektromagnet 62 zunächst unbestromt, und das Steuerventil 30 befindet sich in seiner zweiten Ventil- Stellung 30.2. Solange sich das Steuerventil 30 in der
Ventilstellung 30.2 befindet, drückt die zweite Kraftstoffpumpe 12 den Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 durch das Steuerventil 30 zurück in die Kraftstoffverbindung 10. Abhängig von der augenblicklichen Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, insbesondere abhängig davon, welchen
Druck der Drucksensor 48 in der Druckleitung 14 sensiert und abhängig davon, wieviel Kraftstoff die Kraftstoffventile 16 augenblicklich in die Brennräume der Brennkraftmaschine hineinspritzen sollen, berechnet die Steuerungseinrichtung 20 den Zeitpunkt, zu dem der Durchflußquerschnitt 74 des
Steuerventils 30 geschlossen werden soll. Zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 wird der Elektromagnet 62 bestromt, und das Steuerventil 30 wird in seine erste Ventilstellung 30.1 geschaltet. Weil sich das Steuerventil 30 davor in seiner zweiten Ventilstellung 30.2 befunden hat, in der der Durchflußquerschnitt 74 nicht maximal geöffnet ist, ist der Weg, den das Ventilglied 66 (Fig. 2) zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 zurücklegen muß, nur relativ kurz, so daß das Schließen des Durchflußquerschnitts 74 sehr schnell geschehen kann. Dies ist notwendig, um eine sehr genaue Regelung des Drucks des Kraftstoffs in der Druckleitung 14 erreichen zu können. Dadurch daß der Durchflußquerschnitt 74 sehr schnell geschlossen und anschließend wieder sehr schnell geöffnet werden kann, ist es möglich, auch eine sehr schnell arbeitende zweite Kraftstoffpumpe 12 zu verwenden, bei der der Pumpenkörper 72 sehr schnell hin- und herbewegt wird, so daß sich der Pumpenraum 28 sehr schnell vergrößert bzw. verkleinert. Weil bei schnell arbeitendem Pumpenkörper 72 (Fig. 2) die Zeiten für den Saughub und den Druckhub sehr kurz sind, ist es wichtig, daß das Steuerventil 30 schnell und präzise den Durchflußquerschnitt 74 öffnet bzw. schließt. Durch Wahl des Zeitpunkts, zu dem während eines Druckhubs das Steuerventil 30 von der zweiten Ventilstellung 30.2 in die erste Ventilstellung 30.1 umgeschaltet wird, kann die Menge an Kraftstoff, die die zweite Kraftstoffpumpe je Druckhub aus der Kraftstoffverbindung 10 in die Druckleitung 14 fördert, bestimmt werden.
Die Figur 2 zeigt in beispielhafter Form einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels . Die nicht in der Figur 2 dargestellten Teile entsprechen dem in den übrigen Figuren Dargestellten. Die Figur 2 zeigt im wesentlichen einen Längsschnitt durch das Steuerventil 30, das sich in der unbetätigten Schaltstellung 30.2 befindet.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.
Der Stellantrieb 60 umfaßt neben dem Elektromagneten 62 und der Feder 64 einen Stellkörper 76. Der Stellkörper 76 ist zusammengesetzt aus einem Anker 76a und einem mit dem Anker 76a fest verbundenen Stößel 76b. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 62 drückt die Feder 64 den Stellkörper 76 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) , bis der Anker 76a an einer unteren, am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Anschlagscheibe 78u zur Anlage kommt. Bei ausreichend starker Bestromung des Elektromagneten 62 wird der Stellkörper 76 nach oben (Fig. 2) gegen die Kraft der Feder 64 betätigt, bis der Anker 76a an einer oberen, am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Anschlagscheibe 78o anliegt.
Am Ventilgehäuse 30g ist ein Ventilsitz 80 vorgesehen. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 62 ist der zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 verlaufende Durchflußquerschnitt 74 so weit geöffnet, wie es in der Figur 2 dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2. In der zweiten Ventil - Stellung 30.2 ist der Abstand zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 relativ gering, so daß zum Umschalten in die erste Ventilstellung 30.1 (Fig. 1) der Stellkörper 76 nur sehr wenig nach oben (bezogen auf die Fig. 2) bewegt werden muß, bis das Ventilglied 66 zum Schließen des DurchflußquerSchnitts 74 an dem Ventilsitz 80 zur Anlage kommt. Dadurch kann der Durchflußquerschnitt 74 sehr schnell geschlossen werden. Unterstützt wird das Schließen des Durchflußquerschnitts 74 durch den während des Druckhubs im Pumpenraum 28 zunehmenden Druck. Wie die Figur 2 zeigt, wirkt der Druck im Steuerraum 10a, in dem der im wesentlichen gleiche Speisedruck wie in der Kraftstoff- Verbindung 10 herrscht, auf das Ventilglied 66 nach unten in Öffnungsrichtung, und der Druck im Steuerraum 28a, in dem der im wesentlichen gleiche Druck wie in dem Pumpenraum 28 herrscht, wirkt auf das Ventilglied 66 nach oben in Schließ- richtung.
Während eines Saughubs bewegt sich der Pumpenkörper 72 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) . Dadurch sinkt der Druck des Kraftstoffs im Pumpenraum 28 unter den Speisedruck des Kraftstoffs in der Kraftstoffverbindung 10. Dieser Druckunterschied beaufschlagt das Ventilglied 66 nach unten (Fig. 2) gegen die Kraft der Anlegefeder 68. Die Kraft der Anlegefeder 68 ist ziemlich klein, so daß bereits ein kleiner Druckunterschied zwischen der Kraftstoffverbindung 10 und dem Pumpenraum 28 das Ventilglied 66 hydraulisch nach unten (Fig. 2) drückt. Dadurch ist sichergestellt, daß der Druck im Pumpenraum 28 nicht zu weit absinkt, so daß keine unerwünschten Gasblasen im Pumpenraum 28 entstehen können. Wird das Ventilglied 66 hydraulisch nach unten (Fig. 2) ge- drückt, dann hebt das Ventilglied 66 von dem Stellkörper 76 des Stellantriebs 60 ab. Durch das Abheben wird erreicht, daß das von dem Druckunterschied zwischen dem Pumpenraum 28 und der Kraftstoffverbindung 10 hydraulisch beaufschlagte Ventilglied 66 insgesamt nur eine kleine zu bewegende Masse aufweist, was den Vorteil ergibt, daß bereits ein kleiner Druckunterschied das Ventilglied 66 dynamisch sehr schnell in die jeweils gewünschte Richtung verstellt. Mit anderen Worten, bereits ein kleiner Druckunterschied verstellt das Ventilglied 66 gegen die Kraft der Anlegefeder 68 nach unten (Fig. 2) bzw. nach oben (Fig. 2) , bis das Ventilglied 66 an dem Stößel 76b des Stellkörpers 76 oder an dem Ventilsitz 80 zur Anlage kommt. Das Ventilglied 66 kann vom Ventilsitz 80 bzw. vom Stellkörper 76 so weit abheben, bis das Ventilglied 66 an einem am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Ventilglied- anschlag 82 zur Anlage kommt. Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Steuerventil 30 durch Bestromen des Elektromagneten 62 in die erste Ventilstellung 30.1 (Fig. 1) verstellt, in der der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen ist. Im Unterschied dazu wird bei dem nachfolgend anhand der Figuren 3 und 4 erläuterten Ausführungsbeispiel beim Bestromen des Elektromagneten 62 der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet. Im Vergleich zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei dem in den
Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Richtungen der Magnetkraft des Elektromagneten 62 und der Federkraft der Feder 64 des Stellantriebs 60 vertauscht.
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein weiteres bevorzugt ausgewähltes, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Die Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel bei nicht bestromtem Elektromagneten 62, so daß sich das Steuerventil 30 in der ersten Ventilstellung 30.1 befindet, in der der Durchfluß- querschnitt 74 geschlossen ist. Die Figur 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel bei vollständig bestromtem Elektromagneten 62, wodurch sich das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2 befindet.
Wenn sich der Pumpenraum 28 bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel während eines Saughubs vergrößert, dann sinkt der Druck im Pumpenraum 28, und der Kraftstoff strömt aus der Kraftstoffverbindung 10 durch den Durchflußquerschnitt 74 in den Pumpenraum 28, wobei der durchströmende Kraftstoff das Ventilglied 66 vom Ventilsitz 80 abhebt. Dabei kann sich der Durchflußquerschnitt 74 voll öffnen, so daß der Kraftstoff mit sehr geringem Druckverlust in den Pumpenraum 28 hineinströmen kann. Während des Saughubs ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Elektromagnet 62 bestromt ist. Es wird jedoch vorgeschlagen, zumindest gegen Ende des Saughubs, spätestens kurz vor Beginn des Druckhubs, den Elektromagneten 62 zu bestromen, so daß der Stellkörper 76 nach unten in die in der Figur 4 dargestellte Ventilstellung 30.2 verstellt wird. Damit ist sichergestellt, daß zu Beginn des Druckhubs der Durchflußguerschnitt 74 geöffnet ist, so daß der nicht in der Druckleitung 14 benötigte Kraftstoff in die Kraftstoff- Verbindung 10 zurückströmen kann. Weil zu Beginn des
Druckhubs das Ventilglied 66 am Stellkörper 76 anliegt und zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 nur ein kleiner Abstand besteht, muß das Ventilglied 66 zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 nur einen kurzen Weg zurücklegen, so daß das Schließen des DurchflußquerSchnitts 74 sehr schnell geschehen kann. Während des Druckhubs kann der Durchflußquerschnitt 74 wesentlich kleiner sein als während des Saughubs .
Aufgrund von Berechnungen bestimmt die Steuerungseinrichtung
20 den Zeitpunkt, zu dem während des Druckhubs die Bestromung des Elektromagneten 62 abgeschaltet wird, wodurch der Stellkörper 76 nach oben (bezogen auf die Fig. 3 und 4) bewegt wird, und das Ventilglied 66 verschließt durch Anlage am Ventilsitz 80 den Durchflußquerschnitt 74. Durch
Abschalten der Bestromung des Elektromagneten 62 des Stellantriebs 60 kann das Steuerventil 30 während eines Druckhubs von der in der Figur 4 gezeigten zweiten Ventilstellung 30.2 in die in der Figur 3 dargestellte erste Ventilstellung 30.1 sehr schnell umgeschaltet werden. Nach dem Umschalten in die erste Ventilstellung 30.1 drückt der Pumpenkörper 72 den Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 durch das ausgangsseitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14. Durch Variation des Zeitpunkts des Umschalts des Steuerventils 30 kann die jeweils benötigte Menge an Kraftstoff mit hoher Dosiergenauigkeit in die Druckleitung 14 gepumpt werden.
Die Kraftstoffversorgungsanlage hat eine nachfolgend beschriebene Notfunktion: Wenn bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Elektromagnet 62 infolge eines Defekts ausfallen sollte oder seine Stromversorgung ist unterbrochen, dann befindet sich das Ventilglied 66 während des gesamten Druckhubs in der in der Figur 3 dargestellten Position, in der der Durchflußquer- schnitt 74 geschlossen ist, so daß die gesamte aus dem Pumpenraum 28 während des Druckhubs verdrängte Kraftstoffmenge durch das auslaßseitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14 gepumpt wird. Während des Saughubs kann das Ventilglied 66 auch bei Ausfall des Elektromagneten 62, wie zuvor beschrieben, vom Ventilsitz 80 abheben. Bei Ausfall des Elektromagneten 62 des Stellantriebs 60 kann die zweite Kraftstoffpumpe 12 trotzdem pumpen, allerdings ohne die Möglichkeit einer genauen Dosierung der in die Druck- leitung 14 gepumpten Kraftstoffmenge. Die von den Kraft- Stoffventilen 16 nicht benötigte und deshalb nicht abgenommene überschüssige Teilmenge an Kraftstoff führt dabei zu einem Druckanstieg in der Druckleitung 14, bis das Überdruckventil 53 (Fig. 1) anspricht und der nicht benötigte Kraftstoff aus der Druckleitung 14 durch die
Rückleitung 52 zurück in die Kraftstoffverbindung 10 oder, bei abgewandelter Ausführung, zurück in den Kraftstoff- vorratsbehälter 2 geführt wird. Bei Ausfall des Elektromagneten 62 kann die Brennkraftmaschine mit einer Not- funktion weiterarbeiten. Sobald die Steuerungseinrichtung 20 feststellt, daß der Drucksensor 48 einen Druck sensiert, der höher ist als der Druck, der sich aufgrund der Ansteuerung des Steuerventils 30 ergeben müßte, erkennt die Steuerungseinrichtung 20, daß die Notfunktion eingetreten ist. Weil während der Notfunktion eine genaue Dosierung der in die Druckleitung 14 geförderten Kraftstoffmenge nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, die Steuerungseinrichtung 20 so auszubilden, daß eine entsprechende Fehlermeldung zur Anzeige gebracht wird.
Nachfolgend noch ein Hinweis, wie die für das Umschalten des Steuerventils 30 benötigte Umschaltzeitspanne zusätzlich wesentlich verkürzt werden kann: Damit bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bei allen auftretenden Betriebsbedingungen, d. h. bei allen auftretenden Drücken in der Kraftstoffverbindung 10 und im Pumpenraum 28 und bei allen Strömungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffs durch den Durchflußquerschnitt 74, die Feder 64 das Ventilglied 66 in die in der Figur 2 gezeigte zweite Ventilstellung 30.2 betätigen und dort halten kann, muß die Feder 64 entsprechend ausreichend kräftig dimensioniert sein. Es gibt aber Betriebsbedingungen, in denen zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 nicht die volle Kraft der Feder 64 benötigt wird. Damit anschließend, wenn das Ventilglied 66 den Durchflußquer- schnitt 74 verschließen soll, das Umschalten noch schneller geschehen kann, wird vorgeschlagen, daß bereits solange das Ventilglied 66 noch in der zweiten Ventilstellung 30.2 verbleiben soll, der Elektromagnet 62 so weit bestromt wird, daß die Kraft der Feder 64 abzüglich der Magnetkraft des
Elektromagneten 62 gerade ausreicht, um das Ventilglied 66 sicher in der zweiten Ventilstellung 30.2 zu halten. Ist dann der Zeitpunkt gekommen, zu dem der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen werden soll, so genügt eine relativ geringe zusätzliche Bestromung des Elektromagneten 62. Diese geringfügige zusätzliche Bestromung des Elektromagneten 62 kann in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen, als wenn der Elektromagnet 62 ausgehend vom vollkommen unbestromten Zustand bestromt werden müßte. Ein wesentlicher Einfluß auf die erforderliche Kraft zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 ist der Druck des Kraftstoffs in dem Pumpenraum 28 beim Zurückschieben des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum 28 in die Kraftstoffverbindung 10. Dabei handelt es sich im Pumpenraum 28 im wesentlichen um einen Staudruck. Der Staudruck wird hauptsächlich von der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt, mit der der Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 verdrängt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeit des nach oben fahrenden Pumpenkörpers 72 ab. Die Geschwindigkeit des Pumpenkörpers 72 wird von der Pumpendrehzahl bestimmt, mit der die Kraftstoffpumpe 12 von der Nockenwelle angetrieben wird. Es wird deshalb vorgeschlagen, den Elektromagneten 62 vorzugsweise in Abhängigkeit von dem am Ventil- glied 66 angreifenden Staudruck zu bestromen, um dann nur noch eine geringe zusätzliche Bestromung zum Umschalten aufwenden zu müssen. Weil der Staudruck von der Geschwindigkeit des nach oben fahrenden Pumpenkörpers 72 abhängt, die ihrerseits der Pumpendrehzahl entspricht, wird vorgeschlagen, den Elektromagneten 62 in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl zu bestromen.
Wenn zu Beginn des Druckhubs das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2 steht und der Durchfluß- querschnitt 74 geöffnet ist, dann ist bei kleiner Pumpendrehzahl der am Ventilglied 66 angreifende, in Schließrichtung wirkende Staudruck geringer als bei großer Pumpendrehzahl. Zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 muß also die Kraft des Stellantriebs 60 in Öffnungsrichtung bei großer Pumpendrehzahl wesentlich größer sein als bei kleiner Pumpendrehzahl . Um bei allen Pumpendrehzahlen eine möglichst kurze Schließzeit zu erhalten, wird vorgeschlagen, einige Zeit vor dem beabsichtigten Umschalten von der zweiten Ventilstellung 30.2 (Fig. 2) in die erste Ventilstellung 30.1, den Elektro- magneten 62 bereits vorab etwas zu bestromen und zwar um so stärker, je kleiner die Pumpendrehzahl ist.
Auch bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Aus- führungsbeispiel kann die für das Umschalten des Steuerventils 30 benötigte Umschaltzeitspanne zusätzlich wesentlich verkürzt werden. Hier muß der Elektromagnet 62 des Stellantriebs 60 so ausreichend kräftig dimensioniert sein, daß bei Bedarf unter allen Betriebsbedingungen der Elektromagnet 62 das Ventilglied 66 in der in der Figur 4 wiedergegebenen zweiten Ventilstellung 30.2 halten kann, in der der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist. Die erforderliche Magnetkraft des Elektromagneten 62 zum Halten des Ventilglieds 66 ist jedoch beim überwiegenden Teil der Betriebsbedingungen geringer. Es wird vorgeschlagen, daß bei den Betriebsbedingungen, bei denen eine geringere Magnetkraft des Elektromagneten 62 ausreicht, um das Ventilglied 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 zu halten, der Elektromagnet 62 entsprechend geringer bestromt wird. Soll dann anschließend der Durchflußquerschnitt 74 vollständig geschlossen werden, so fällt die Magnetkraft des Elektromagneten 62 wesentlich schneller auf Null ab, und die Feder 64 kann den Stellkörper 76 wesentlich schneller nach oben (Fig. 4) betätigen, als wenn in der zweiten Ventilstellung 30.2 der Elektromagnet 62 maximal bestromt wäre.
Um bei allen Pumpendrehzahlen eine möglichst kurze Schließzeit zu erhalten, wird vorgeschlagen, einige Zeit vor dem beabsichtigten Umschalten von der zweiten Ventilstellung 30.2 (Fig. 4) in die erste Ventilstellung 30.1 (Fig. 3) den Elektromagneten 62 bereits vorab etwas weniger stark zu bestromen und zwar um so weniger, je kleiner die Pumpendrehzahl ist. Weil die Spannung der elektrischen Energieversorgungseinheit 18 (Fig. 1) üblicherweise begrenzt ist, dauert es vom Beginn des Einschaltens des Elektromagneten 62 eine gewisse Zeit, bis der Elektromagnet 62 mit seiner vollen maximalen Magnet- kraft auf den Stellkörper 76 wirken kann. Bei dem in den
Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird beim Abschalten der Magnetkraft des Elektromagneten 62 der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen, wobei insbesondere das Schließen des Durchflußquerschnitts 74 besonders schnell, innerhalb kürzester Zeit, geschehen soll. Weil es möglich ist, die Steuerungseinrichtung 20 so auszubilden, daß das Abschalten der Magnetkraft schneller geschieht als das Einschalten der Magnetkraft, ergibt sich bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vorteil - hafterweise eine besonders kurze Schließzeit beim Schließen des Durchflußquerschnitts 74, weil hier zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 die Magnetkraft des Elektromagneten 62 ausgeschaltet werden muß. Deshalb kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 geförderte Kraftstoffmenge besonders präzise gesteuert werden .

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, einer ersten Kraftstoffpumpe (6) , einer zweiten Kraftstoffpumpe (12) und mit einer Druckleitung (14) , an der mindestens ein Kraftstoffventil (16) angeschlossen ist, über das der Kraftstoff zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei die erste Kraftstoffpumpe (6) den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (2) in eine Kraftstoff- Verbindung (10) fördert, und die zweite Kraftstoff umpe (12) einen Pumpenraum (28) hat und im wesentlichen den Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung (10) durch ein Steuerventil (30) mit einem veränderbaren Durchflußquerschnitt (74) in den Pumpenraum (28) und aus dem Pumpenraum (28) in die Druckleitung (14) fördert, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30) ein den Durchflußquerschnitt (74) beeinflussendes Ventilglied { 66 ) umfaßt, wobei das Ventilglied (66) den Durchflußquerschnitt (74) in der Weise beeinflußt, daß der Durchflußquerschnitt (74) beim Strömen des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung (10) in den Pumpenraum (28) größer ist als beim Strömen des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum (28) in die Kraftstoffverbindung (10) .
2. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine den Durchflußquer- schnitt (74) verschließen kann.
3. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) von einem antreibbaren Stellkörper (76) eines Stellantriebs (60) verstellbar ist, wobei der Stellantrieb (60) zum Verstellen des Stellkörpers (66) einen Elektromagneten (62) und eine einer
Magnetkraft des Elektromagneten (62) entgegenwirkende Feder (64) umfaßt .
4. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3 , dadurch gekenn- zeichnet, daß der Stellkörper (76) eine unbetätigte Ruheposition hat, wobei, während der Stellkörper (76) in der unbetätigten Ruheposition bleibt, der Elektromagnet (62) in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine bestromt wird.
5. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkörper (76) eine unbetätigte Ruheposition hat, wobei, während der Stellkörper (76) in der unbetätigten Ruheposition bleibt, der Elektromagnet (62) in Abhängigkeit eines an dem Ventilglied (66) angreifenden Staudrucks bestromt wird.
6. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkörper (76) eine betätigte Position hat, wobei, während der Stellkörper (76) in der betätigten Position bleibt, der Elektromagnet (62) in Abhängigkeit eines an dem Ventilglied { 66 ) angreifenden Staudrucks bestromt wird.
7. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkörper (76) eine unbetätigte Ruheposition hat, wobei, während der Stellkörper (76) in der unbetätigten Ruheposition bleibt, der Elektromagnet (62) zeitabhängig unterschiedlich bestromt wird.
8, Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Bestromen des Elektromagneten (62) erzeugte Magnetkraft für eine den Durchflußquer- schnitt (74) schließende Schließposition des Ventilglieds (66) sorgt (Fig. 2) .
9. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine bei nachlassendem Bestromen des Elektromagneten (62) wirksam werdende Schließkraft der entgegenwirkenden Feder (64) für eine den Durchflußquerschnitt schließende Schließposition des Ventilglieds (66) sorgt (Fig. 3 und 4) .
10. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) beim Strömen des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung (10) in den Pumpenraum (28) vom Stellkörper (76) abhebt.
11. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Ventilglied (66) gegen den antreibbaren Stellkörper (76) des Stellantriebs (60) anlegende Anlegefeder (68) vorgesehen ist.
12. Kraftstoffversorgungsanlage nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (66) entgegen einer Kraft der Anlegefeder (68) vom Stellkörper (76) abhebt.
13. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abheben des Ventilglieds (66) vom Stellkörper (76) ein Abstand zwischen einem Ventilsitz (80) des Steuerventils (30) und dem Ventilglied (66) vergrößert wird.
14. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraftstoffpumpe einen antreibbaren Pumpenkörper (72) hat, wobei durch das Antreiben des Pumpenkörpers (72) der Pumpenkörper (72) den Pumpenraum (28) abwechselnd vergrößert und verkleinert.
15. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30) ein Sitzventil ist.
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