EP1042608B1 - Fuel supply system of an internal combustion engine - Google Patents
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- F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
- F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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- F04B49/225—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
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- F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
- F04B7/0076—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the members being actuated by electro-magnetic means
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Definitions
- the invention is based on a fuel supply system for supplying fuel to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, as e.g. out DE-A-19 630 938 is known.
- a first fuel pump from a fuel tank promotes fuel via a fuel connection to a second fuel pump.
- the second fuel pump in turn conveys the fuel into a pressure line to which at least one fuel valve is connected.
- the number of fuel valves is equal to the number of cylinders of the internal combustion engine.
- the fuel supply system may be constructed so that the fuel valve injects the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. During operation of this fuel supply system, a high pressure in the pressure line leading to the fuel valve is required.
- the second fuel pump is usually directly from the Internal combustion engine mechanically driven.
- the second fuel pump usually has one in a pump room hinund forthcoming pump body, the frequency of Pump body rigidly to the speed of the internal combustion engine is coupled.
- Flow rate of the second fuel pump can be controlled can, can between the first fuel pump and the second fuel pump a flow rate controlling Control valve can be provided during a pressure stroke the pump body a part of the fuel from the Pump room in the fuel connection between the first Flow back the fuel pump and the second fuel pump leaves.
- Another disadvantage is that because of the previously required size of the control valve a relatively long Time passes until the flow area of the control valve is completely closed, so that in this transitional period a portion of the fuel from the pump room of the second Fuel pump in the fuel connection under relative high pressure flows back, which is an undesirable Energy loss and an undesirable heating of the fuel means.
- control valve is relatively small overall can be dimensioned and still arises during the Flowing the fuel from the fuel connection in the pump chamber through the relatively large flow area a relatively small flow resistance. This in turn has the advantage that when the fuel flows into the Pump room the risk of the formation of a gas bubble in the Fuel despite using a relatively small control valve is greatly reduced.
- the invention running control valve can be particularly fast and closed or opened at the exact time.
- control valve is designed so that when decreasing Energizing or switching off the energization of the electromagnet the counteracting the magnetic force of the electromagnet Spring displaces the valve member into a closed position, in which the flow area is closed, so one gets the advantage that even with a functional failure the electromagnet of the control valve, the second fuel pump the fuel from the fuel connection in the too can promote the fuel valves leading pressure line.
- control valve is designed as a so-called seat valve, then can with relatively little displacement of the valve member advantageously a relatively large flow area controlled or opened and closed.
- the fuel supply system according to the invention for Metering of fuel for an internal combustion engine can at used different types of internal combustion engines become.
- fuel is preferably a gasoline fuel, especially gasoline, used.
- the internal combustion engine is for example, a gasoline engine with external or internal Mixture formation and spark ignition, the engine with a reciprocating piston (reciprocating engine) or with a rotatably mounted piston (Wankel piston engine) be provided can.
- the ignition of the fuel-air mixture happens usually with a spark plug.
- the internal combustion engine is for example a hybrid engine. With this engine with Charge stratification becomes the fuel-air mixture in the combustion chamber Enriched in the area of the spark plug so far that a safe ignition is guaranteed, combustion in the Medium but takes place in a strongly lean mixture.
- the gas change in the combustion chamber of the internal combustion engine can for example, after the four-stroke process or after Two-stroke procedure done.
- Gas exchange valves intake valves and exhaust valves
- the internal combustion engine can be designed in such a way that at least one fuel valve directly into the fuel the combustion chamber of the internal combustion engine injected.
- the control the performance of the internal combustion engine takes place depending on the operating mode by controlling the combustion chamber supplied Amount of fuel. But there is also an operating mode at which for the combustion of the fuel the combustion chamber supplied air is controlled by a throttle valve. Also on the position of the throttle, the of the Internal combustion engine to be delivered power controlled.
- the internal combustion engine has, for example, a cylinder with a piston, or it can with multiple cylinders and be provided with a corresponding number of pistons.
- a fuel valve per cylinder is provided.
- the fuel valves 16 are often referred to in the art as injectors 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.
- From the fuel connection 10 branches a fuel line 22 from. Via the fuel line 22 can fuel from the fuel 10 directly in the fuel tank 2 are returned.
- a pressure regulating valve or Pressure control valve 26 is provided in the fuel line 22 .
- the pressure control valve 26 works as a pressure relief valve or as a Differential pressure valve; It ensures that in the fuel connection 10 a largely constant feed pressure Regardless of how much fuel from the second fuel pump 12 from the fuel connection 10th is removed.
- the pressure control valve 26 regulates the pressure for example, to 3 bar, 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 in the range of Fuel tank 2. These parts are preferably arranged outside the fuel tank 2 or located inside the fuel tank 2, what symbolically represented by a dot-dash line is.
- a mechanical transmission means 12m Via a mechanical transmission means 12m is the second Fuel pump 12 mechanically with a not shown Output shaft of the internal combustion engine coupled. Because the second fuel pump 12 mechanically rigidly to the output shaft the internal combustion engine is coupled, the works second fuel pump 12 purely proportional to the speed of the Output shaft of the internal combustion engine. The speed of the Output shaft is, depending on the current operating condition the internal combustion engine, very different. at the output shaft is for example a Camshaft of the internal combustion engine.
- the second fuel pump 12 has a pump room 28.
- the second fuel pump 12 In the fuel connection 10, on the low pressure side 12n the second fuel pump 12 is located on the input side in front of the pump chamber 28, a control valve 30.
- the control valve 30 essentially serves to control the second Fuel pump 12 to be pumped amount of fuel, why the control valve 30 as a quantity control valve can be designated. This will be even closer explained.
- the second fuel pump 12 is located within a with dash-dotted lines symbolically indicated housing 12g. Also, the check valve 32 may be within of the housing 12g are located.
- the control valve 30 has a Valve body 30g. The valve housing 30g is attached to the housing Flanged 12g or integrated into the housing 12g. The Control valve 30 can also be installed directly in the housing 12g be.
- the from the second fuel pump 12 to the fuel valves 16 leading pressure line 14 can simplify be divided into a line section 42, a Storage space 44 and in distribution lines 46.
- the fuel valves 16 are each a distribution line 46 to the Memory space 44 connected.
- a pressure sensor 48 is connected to the Memory space 44 connected and senses the respective Pressure of the fuel in the pressure line 14. Accordingly This pressure is the pressure sensor 48, an electrical signal to the control device 20.
- the fuel supply system further includes a sensor 54 or more sensors 54 and an accelerator pedal sensor 56.
- the sensors 54, 56 sense the operating condition, below the internal combustion engine is working.
- the operating condition for the internal combustion engine may consist of several single operating conditions put together.
- the single 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 the internal combustion engine or speed of the output shaft the internal combustion engine, composition of the exhaust gas the internal combustion engine, injection time of the fuel valves 16, etc.
- the accelerator pedal sensor 56 is located in the region of Accelerator pedal and detects, as another single operating condition, the position of the accelerator pedal and thus the desired by the driver Speed.
- the electric motor 8, the fuel valves 16, the pressure sensor 48 and the sensors 54, 56 are via electrical Lines 58 connected to the controller 20.
- the electrical line 58 between the fuel valves 16 and the controller 20 is configured so that the Control device 20 of each of the fuel valves 16 can control separately.
- the electrical lines 58 shown in phantom are the electrical lines 58 shown in phantom.
- the first fuel pump 6 is For example, a robust, easy to produce Positive displacement pump, which is essentially a specific Constant amount of fuel promotes.
- feed pressure The pressure of the fuel in the fuel connection 10th
- the second fuel pump 12 delivers the fuel from the Fuel connection 10, through the control valve 30 in the Pump chamber 28 and from the pump chamber 28 through the output-side check valve 32 in the pressure line 14th
- the pressure in the pressure line 14 may during the normal Operating state, for example, be around 100 bar, which 10 MPa corresponds. That's why it's important to make sure that the second fuel pump 12 exactly the instantaneous required amount of fuel in the pressure line 14 pumps, so that no fuel from the pressure line 14 in the low pressure area of the fuel supply system must be returned, which is very undesirable, unnecessary would mean dissipation.
- the control valve 30 shown symbolically in FIG is in a first valve position 30.1, in a second Valve position 30.2 and in a third valve position 30.3 switchable.
- the symbolic valve positions 30.1, 30.2, 30.3 are just for the sake of clarity shown because of different sizes.
- the control valve 30 has an actuator 60.
- the actuator 60 essentially comprises an electromagnet 62 and one of the magnetic force of the electromagnet 62 counteracting Spring 64.
- the control valve 30 has a valve member 66 ( Figure 2).
- the valve member 66 is separated from that by the control valve 30 flowing therethrough of the fuel against the force of a contact spring 68 actuated.
- the valve member 66 At flow of Fuel from the fuel connection 10 in the pump room 28 of the second fuel pump 12, so if the pressure in the fuel connection 10 is greater than the pressure in the Pump chamber 28, the valve member 66 (Fig.
- the control valve 30 In the first valve position 30.1 the connection or a flow area 74 between the fuel connection 10 and the pump room 28 locked. In the second Valve position 30.2, the control valve 30 has the flow area 74 just slightly open, and the fuel can with some throttling from the pump room 28 back in the fuel connection 10 flow. In the third valve position 30.3, the control valve 30 has the flow area 74 wide open, and the fuel can be largely unthrottled from the fuel connection 10 in the pump room 28 flow in.
- the second fuel pump 12 is constructed so that the Pump chamber 28 alternately enlarged and reduced, while the internal combustion engine via the transmission means 12m, the second fuel pump 12 drives.
- the pump room 28 increases or decreases, for example, by a pump body 72 (FIG. 2) mounted in the housing 12g from the internal combustion engine via the mechanical Transfer means 12m to axially reciprocating Movement is driven.
- a suction stroke the second fuel pump 12, d. H. when the pump body 72 down (relative to Fig. 2) moves, increases the pump chamber 28.
- a pressure stroke i. H. if the Pump body 72 pressed upward (relative to FIG. 2) is, then the pump chamber 28 is reduced.
- the electromagnet 62 is not energized and the from the fuel connection 10 in the pump chamber 28th inflowing fuel displaces the valve member 66 (Fig. 2), so that the control valve 30 in the third Valve position 30.3 is located, whereby the flow area 74 of the control valve 30 is wide open and the Fuel largely unthrottled from the fuel connection 10 can flow into the pump chamber 28.
- the electromagnet 62 initially energized, and the control valve 30 is in its second valve position 30.2.
- control valve 30 pushes the second fuel pump 12 the fuel from the pump chamber 28 through the Control valve 30 back into the fuel connection 10th
- the controller 20 calculates the controller 20 the time at which the flow area 74 of the Control valve 30 is to be closed.
- the electromagnet 62 is energized, and the control valve 30 is in its first valve position 30.1 switched.
- FIG. 2 shows by way of example a section of the first exemplary embodiment. The parts not shown in Figure 2 correspond to those shown in the remaining figures.
- FIG. 2 essentially shows a longitudinal section through the control valve 30, which is in the unactuated switch position 30.2.
- the actuator 60 includes in addition to the electromagnet 62 and the spring 64 is a control body 76.
- the actuator 76 is composed of an armature 76a and one with the anchor 76a fixedly connected plunger 76b.
- Electromagnet 62 pushes the spring 64, the actuating body 76th down (relative to FIG. 2) until the armature 76a abuts a lower, provided on the valve housing 30g stop disc 78u comes to the plant.
- With sufficiently strong Energization of the electromagnet 62 is the actuator 76th up (FIG. 2) against the force of the spring 64, until the armature 76a at an upper, on the valve housing 30g provided stop disc 78o is applied.
- FIG. 2 shows the control valve 30 in FIG the second valve position 30.2.
- the distance between the valve seat 80 and the valve member 66 is relatively low, so that for switching to the first valve position 30.1 (Fig. 1) of the actuating body 76th only very slightly upwards (relative to FIG. 2) moves must be until the valve member 66 to close the flow area 74 comes to rest on the valve seat 80. As a result, the flow area 74 can be very fast getting closed.
- the pump body 72 moves below (with reference to FIG. 2). This reduces the pressure of the Fuel in the pump chamber 28 below the feed pressure of Fuel in the fuel connection 10. This pressure difference acts on the valve member 66 down (Fig. 2) against the force of the application spring 68.
- the force of Apply spring 68 is quite small, so that already a small pressure difference between the fuel connection 10 and the pump chamber 28, the valve member 66 hydraulically after below (Fig. 2) presses. This ensures that the Pressure in the pump chamber 28 does not sink too far, so that no unwanted gas bubbles in the pump chamber 28 may arise. If the valve member 66 is pressed down hydraulically (FIG. 2), then raises the valve member 66 of the actuator body 76th of the actuator 60 from.
- valve member 66 By taking off is achieved that of the pressure difference between the pump chamber 28th and the fuel connection 10 hydraulically acted upon Valve member 66 in total only a small mass to be moved has, which gives the advantage that already a small Pressure difference, the valve member 66 dynamically very fast adjusted in the direction you want. With others Words, even a small pressure difference displaces that Valve member 66 against the force of the application spring 68 down (Fig. 2) and upwards (Fig. 2), to the valve member 66 at the plunger 76b of the actuating body 76 or on the valve seat 80th comes to the plant. The valve member 66 can from the valve seat 80th or from the actuator 76 so far lift until the valve member 66 at a provided on the valve housing 30g valve member stop 82 comes to the plant.
- control valve 30 is energized by energizing the Electromagnet 62 in the first valve position 30.1 (FIG. 1) adjusted, in which the flow area 74 is closed is.
- the control valve 30 is energized by energizing the Electromagnet 62 in the first valve position 30.1 (FIG. 1) adjusted, in which the flow area 74 is closed is.
- the Figures 3 and 4 explained embodiment during energizing of the electromagnet 62 of the flow area 74th open.
- the directions the magnetic force of the electromagnet 62 and the spring force the spring 64 of the actuator 60 reversed.
- 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 area 74 is closed.
- FIG. 4 shows the second exemplary embodiment when the electromagnet 62 is fully energized, whereby the control valve 30 is in the second valve position 30.2.
- the electromagnet 62 is energized. It will, however proposed, at least towards the end of the suction stroke, at the latest just before the beginning of the compression stroke, the electromagnet 62 to energize, so that the actuator body 76 down in the in 4 valve position 30.2 shown is adjusted. This ensures that at the beginning of the print stroke of Flow section 74 is opened, so that the not in the pressure line 14 needed fuel in the fuel connection 10 can flow back.
- valve member 66 Because at the beginning of the Druckhubs the valve member 66 rests against the actuating body 76 and between the valve seat 80 and the valve member 66 only one small distance, the valve member 66 must for Close the flow area 74 only a short way cover so that closing the flow area 74 can happen very quickly. During the print stroke can the flow area 74 will be much smaller than during the suction stroke.
- the controller determines 20 the time at which during the print stroke the Energization of the electromagnet 62 is turned off, thereby the adjusting body 76 upwards (with reference to FIGS. 3 and 4) is moved, and the valve member 66 closes by conditioning on the valve seat 80, the flow area 74.
- the control valve 30 By Switching off the energization of the electromagnet 62 of the actuator 60, the control valve 30 during a pressure stroke from the second valve position 30.2 shown in FIG in the illustrated in Figure 3 first valve position 30.1 be switched very quickly. After switching to the first valve position 30.1 pushes the pump body 72 the Fuel from the pump chamber 28 through the output side Check valve 32 in the pressure line 14.
- the time of switching of the control valve 30 the respectively required amount of fuel with high dosing accuracy be pumped into the pressure line 14.
- the fuel supply system has a following Emergency function described: If in the in the figures 3 and 4 illustrated embodiment of the electromagnet 62nd should fail as a result of a defect or his Power supply is interrupted, then it is Valve member 66 during the entire pressure stroke in the in Figure 3 shown position in which the flow area 74 is closed, so that the whole of the Pump chamber 28 during the pressure stroke displaced amount of fuel through the outlet-side check valve 32 in the pressure line 14 is pumped. During the suction stroke can the valve member 66 even in the event of failure of the electromagnet 62, lift off from valve seat 80 as previously described. at Failure of the solenoid 62 of the actuator 60, the pump the second fuel pump 12 anyway, but without the possibility of accurate metering of the pressure line 14 pumped fuel quantity.
- a significant influence on the required force for Holding the valve member 66 in the second valve position 30.2 is the pressure of the fuel in the pump chamber 28 at Pushing back the fuel from the pump chamber 28 in the Fuel connection 10. This is in the pump room 28 essentially to a back pressure.
- the dynamic pressure is mainly determined by the flow velocity, with the fuel from the pump chamber 28 is displaced.
- the Flow rate depends on the speed of the upwards moving pump body 72 from.
- the speed the pump body 72 is determined by the pump speed, with which the fuel pump 12 is driven by the camshaft becomes. It is therefore proposed, the electromagnet 62 preferably in response to the valve member To energize 66 attacking dynamic pressure, then only spend even a little additional power to switch to have to. Because the dynamic pressure of the speed of the upwardly moving pump body 72 depends, in turn the pump speed corresponds, it is proposed that Electromagnet 62 in dependence on the pump speed energize.
- the voltage of the electrical power unit 18 ( Figure 1) is usually limited, it takes from the beginning the switching on of the electromagnet 62 a certain time, until the solenoid 62 with its full maximum magnetic force can act on the actuator 76.
- the in the Figures 3 and 4 illustrated embodiment is in Turning off the magnetic force of the electromagnet 62 of the flow area 74 closed, in particular the Closing the flow area 74 particularly fast, within a short time, should happen.
- the controller 20 in such a way that the Turning off the magnetic force happens faster than that Switching on the magnetic force, results in the in the Figures 3 and 4 illustrated embodiment advantageously a particularly short closing time when closing the flow area 74, because here to close the fürflußqueritess 74, the magnetic force of the electromagnet 62 must be turned off. Therefore, in the second Embodiment of the second fuel pump 12th Promoted fuel quantity controlled very precisely become.
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage
zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie z.B. aus
der DE-A-19 630 938 bekannt ist.The invention is based on a fuel supply system
for supplying fuel to an internal combustion engine
according to the preamble of
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 Kraftstoffversorgungsanlage
kann so gebaut sein, daß das Kraftstoffventil
den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der
Brennkraftmaschine spritzt. Beim Betrieb dieser Kraftstoffversorgungsanlage
ist ein hoher Druck in der zum Kraftstoffventil
führenden Druckleitung erforderlich.So far, there have been fuel supply systems in which a first fuel pump from a fuel tank promotes fuel via a fuel connection to a second fuel pump. The second fuel pump in turn conveys the fuel into a pressure line to which at least one fuel valve is connected.
Usually, the number of fuel valves is equal to the number of cylinders of the internal combustion engine. The fuel supply system may be constructed so that the fuel valve injects the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. During operation of this fuel supply system, a high pressure in the pressure line leading to the fuel valve is required.
Die zweite Kraftstoffpumpe wird üblicherweise direkt von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben. Die zweite Kraftstoffpumpe hat üblicherweise einen in einem Pumpenraum hinund 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 Durchflußmenge 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.The second fuel pump is usually directly from the Internal combustion engine mechanically driven. The second fuel pump usually has one in a pump room hinund forthcoming pump body, the frequency of Pump body rigidly to the speed of the internal combustion engine is coupled. Thus, despite the rigid coupling of Pump body to the speed of the internal combustion engine Flow rate of the second fuel pump can be controlled can, can between the first fuel pump and the second fuel pump a flow rate controlling Control valve can be provided during a pressure stroke the pump body a part of the fuel from the Pump room in the fuel connection between the first Flow back the fuel pump and the second fuel pump leaves. Thus within the fuel containing If there are no steam bubbles in the room, it is important that the connection from the first fuel pump into the pump room the second fuel pump monitoring, the flow rate controlling control valve during the suction stroke of second fuel pump the inflow of the fuel in does not throttle the pump room too much. That's why it is important that the control valve has a sufficiently large Has flow area.
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.Because the flow area must be relatively large, builds the control valve so far quite large and to Adjusting the flow area is a big and heavy electromagnet and a big, powerful spring required. Because of the required size of the flow area Until now it was not possible to use the control valve to build so that it switches fast enough, too at high frequency of the pump body of the second fuel pump a satisfactorily accurate control of the Pressure in the leading to the fuel valves To get pressure line.
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.Another disadvantage is that because of the previously required size of the control valve a relatively long Time passes until the flow area of the control valve is completely closed, so that in this transitional period a portion of the fuel from the pump room of the second Fuel pump in the fuel connection under relative high pressure flows back, which is an undesirable Energy loss and an undesirable heating of the fuel means.
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.Despite high expenditure it was not possible, that of the second fuel pump delivered amount of fuel even at high speed of the internal combustion engine sufficiently accurate to regulate and at the same time to ensure that in the second fuel pump no gas bubbles arise and the second fuel pump no excess fuel promotes energy loss and warming of the Fuel means.
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.The fuel supply system according to the invention with the
Characteristic features of
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.Characterized in that the flow of the fuel through the opened control valve from the pump room back towards the leading to the first fuel pump fuel connection the flow area made relatively small is, one gets the advantage that only a relative small flow area must be controlled so that it with relatively little effort is possible, the control valve to be carried out so that the flow area very fast closed or can be opened.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der Kraftstoffversorgungsanlage nach dem Anspruch 1 möglich.By the measures listed in the dependent claims
are advantageous developments and improvements
the fuel supply system according to
Durch das Schließen des Durchflußquerschnitts in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine kann die von der zweiten Kraftstoffpumpe 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.By closing the flow area in dependence an operating condition of the internal combustion engine, the amount of fuel delivered by the second fuel pump in a very simple way and with little dissipation very much be precisely controlled or regulated. The invention running control valve can be particularly fast and closed or opened at the exact time.
Wird der Elektromagnet des das Ventilglied verstellenden Stellantriebs noch während sich der Stellkörper des Stellantriebs 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.Will the solenoid of the valve member adjusting Actuator still while the actuator of the actuator is in its unoperated rest position, d. H. some time before the actuator body its adjusting movement to execute, depending on a condition of the operating Internal combustion engine and / or in dependence of a pressure within the fuel supply system, in particular in Dependence of an attacking on the valve member Dynamic pressure and / or as a function of time, in particular depending on the instantaneous position of the pump body and / or depending on a pump speed adapted differently energized, then one obtains thereby the advantage that the solenoid just so much power builds up that the adjusting body still in its rest position remains, but then to the actuator body from his Rest position to adjust, only a minor Change of the current supply can be caused, which within can happen extremely short time, so that the actuator body and thus also actuated by the actuator valve member extremely quickly switched to the new intended position can be.
Wenn man das Steuerventil so ausführt, daß durch Bestromen des Elektromagneten die erzeugte Magnetkraft das Ventilglied in eine Schließposition verstellt, in der der Durchflußquerschnitt 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.When you run the control valve so that by energizing of the electromagnet, the generated magnetic force the valve member adjusted to a closed position in which the flow area the control valve is closed, you get the Advantage that the solenoid of the control valve in total must be energized for a relatively short time, because the required Time span in which the flow area is open should, is usually longer than the period in which the Flow section should be closed.
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 Kraftstoffverbindung in die zu den Kraftstoffventilen führende Druckleitung fördern kann.If the control valve is designed so that when decreasing Energizing or switching off the energization of the electromagnet the counteracting the magnetic force of the electromagnet Spring displaces the valve member into a closed position, in which the flow area is closed, so one gets the advantage that even with a functional failure the electromagnet of the control valve, the second fuel pump the fuel from the fuel connection in the too can promote the fuel valves leading pressure line.
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 Ventilglieds 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. Is the control valve designed so that when flowing the Fuel from the fuel connection in the pump room lift off the valve member from the actuating body of the actuator can, then you get the advantage that while only the valve member, which has only a relatively small mass moves must be, which is characterized by rapid response of the valve member noticeable to pressure changes in an advantageous manner power. Another advantage is that the actuator body All in all, there is little way to go, and yet it is possible that the valve member has an overall longer Can travel adjustment path.
Wird das Steuerventil als sogenanntes Sitzventil ausgebildet, dann kann mit relativ wenig Verstellweg des Ventilglieds vorteilhafterweise ein relativ großer Durchflußquerschnitt gesteuert bzw. geöffnet und geschlossen werden.If the control valve is designed as a so-called seat valve, then can with relatively little displacement of the valve member advantageously a relatively large flow area controlled or opened and closed.
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.Selected, particularly advantageous embodiments of the Invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it Figure 1 in symbolic form a preferred selected advantageous embodiment, Figure 2 is a detail of the embodiment and Figures 3 and 4 a Detail of another particularly advantageous executed Embodiment of the fuel supply system.
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. The fuel supply system according to the invention for Metering of fuel for an internal combustion engine can at used different types of internal combustion engines become. As fuel is preferably a gasoline fuel, especially gasoline, used. The internal combustion engine is For example, a gasoline engine with external or internal Mixture formation and spark ignition, the engine with a reciprocating piston (reciprocating engine) or with a rotatably mounted piston (Wankel piston engine) be provided can. The ignition of the fuel-air mixture happens usually with a spark plug. The internal combustion engine is for example a hybrid engine. With this engine with Charge stratification becomes the fuel-air mixture in the combustion chamber Enriched in the area of the spark plug so far that a safe ignition is guaranteed, combustion in the Medium but takes place in a strongly lean mixture.
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.The gas change in the combustion chamber of the internal combustion engine can for example, after the four-stroke process or after Two-stroke procedure done. For controlling the gas exchange in the Combustion chamber of the internal combustion engine can in a known manner Gas exchange valves (intake valves and exhaust valves) provided be. The internal combustion engine can be designed in such a way that at least one fuel valve directly into the fuel the combustion chamber of the internal combustion engine injected. The control the performance of the internal combustion engine takes place depending on the operating mode by controlling the combustion chamber supplied Amount of fuel. But there is also an operating mode at which for the combustion of the fuel the combustion chamber supplied air is controlled by a throttle valve. Also on the position of the throttle, the of the Internal combustion engine to be delivered power controlled.
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.The internal combustion engine has, for example, a cylinder with a piston, or it can with multiple cylinders and be provided with a corresponding number of pistons. Preferably, one fuel valve per cylinder is provided.
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 hineinspritzen. 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.To the extent of the description is not unnecessarily extensive to fail, the following is limited Description of the embodiments of a reciprocating engine with four cylinders as internal combustion engine, wherein the four fuel valves fuel, usually gasoline, Inject directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. The ignition of the fuel in the combustion chamber takes place over a spark plug. Depending on the operating mode, the power the internal combustion engine via control of the injected Fuel quantity or via a restriction of the incoming Be controlled by air. At idle and lower part load there is a charge stratification with fuel enrichment in Area of the spark plug. The mixture is outside This area around the spark plug is very lean. At full load or upper part load is a homogeneous distribution between Fuel and air in the entire combustion chamber sought.
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 Kraftstoffventile
16, eine Energieversorgungseinheit 18 und eine
elektrische bzw. elektronische Steuerungseinrichtung 20. Die
Kraftstoffventile 16 werden in Fachkreisen häufig als
Einspritzventile oder Injektoren bezeichnet. 1 shows a
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 Kraftstoffverbindung
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 Kraftstoffverbindung
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.The
Die erste Kraftstoffpumpe 6 wird von dem Elektromotor 8 angetrieben.
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.The
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 Abtriebswelle
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.Via a mechanical transmission means 12m is the
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.The
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.The
Die von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 zu den Kraftstoffventilen
16 führende Druckleitung 14 kann vereinfachend
unterteilt werden in einen Leitungsabschnitt 42, einen
Speicherraum 44 und in Verteilleitungen 46. Die Kraftstoffventile
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.The from the
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.Is the pressure of the fuel in the
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, Lufttemperatur,
Kühlwassertemperatur, Öltemperatur, Motordrehzahl
der Brennkraftmaschine bzw. Drehzahl der Abtriebswelle
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.The fuel supply system further includes a
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.The electric motor 8, the
Bei der ersten Kraftstoffpumpe 6 handelt es sich
beispielsweise um eine robuste, einfach herstellbare
Verdrängerpumpe, die im wesentlichen eine bestimmte
konstante Menge Kraftstoff fördert.The
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.The pressure of the fuel in the
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. The
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.The pressure in the
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.The
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.The
In der ersten Ventilstellung 30.1 ist die Verbindung bzw.
ein Durchflußquerschnitt 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 Pumpenraum
28 hineinströmen.In the first valve position 30.1 the connection or
a
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.The
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 Durchflußquerschnitt
74 des Steuerventils 30 weit geöffnet ist und der
Kraftstoff weitgehend ungedrosselt aus der Kraftstoffverbindung
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 Ventilstellung
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 hinund
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.During a suction stroke, while the
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. FIG. 2 shows by way of example a section of the first exemplary embodiment. The parts not shown in Figure 2 correspond to those shown in the remaining figures. FIG. 2 essentially shows a longitudinal section through the
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.In all figures are the same or equivalent parts with provided the same reference numerals. Unless otherwise stated mentioned or shown in the drawing, applies the one mentioned and represented by one of the figures also in the other embodiments. As far as the Unless otherwise stated in the explanation, the details are The various embodiments combined with each other.
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.The
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 Ventilstellung
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 Schließe 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 Kraftstoffverbindung
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 Schließrichtung.On the
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) gedrückt,
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 Ventilgliedanschlag
82 zur Anlage kommt. During a suction stroke, the
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.In the embodiment shown in Figures 1 and 2
the
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 Durchflußquerschnitt
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. Figures 3 and 4 show another preferred, particularly advantageous embodiment. FIG. 3 shows the exemplary embodiment when the
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. When the
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
Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist, so daß der nicht in
der Druckleitung 14 benötigte Kraftstoff in die Kraftstoffverbindung
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.During the suction stroke, it is not absolutely necessary
that the
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.Based on calculations, the controller determines
20 the time at which during the print stroke the
Energization of the
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 Durchflußquerschnitt
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 Druckleitung
14 gepumpten Kraftstoffmenge. Die von den Kraftstoffventilen
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 Kraftstoffvorratsbehälter
2 geführt wird. Bei Ausfall des Elektromagneten
62 kann die Brennkraftmaschine mit einer Notfunktion
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.The fuel supply system has a following
Emergency function described: If in the in the figures 3 and
4 illustrated embodiment of the electromagnet 62nd
should fail as a result of a defect or his
Power supply is interrupted, then it is
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 Durchflußquerschnitt
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. Below a note, as for the switching of the
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 Ventilglied
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.A significant influence on the required force for
Holding the
Wenn zu Beginn des Druckhubs das Steuerventil 30 in der
zweiten Ventilstellung 30.2 steht und der Durchflußquerschnitt
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 Elektromagneten
62 bereits vorab etwas zu bestromen und zwar um so
stärker, je kleiner die Pumpendrehzahl ist.If at the beginning of the pressure stroke, the
Auch bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
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.Also in the embodiment shown in Figures 3 and 4
can be used for switching the
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. At all pump speeds, the shortest possible closing time It is suggested to get some time before intended switching from the second valve position 30.2 (FIG. 4) into the first valve position 30.1 (FIG. 3) Electromagnet 62 already in advance a little less strong energize and that less, the smaller the pump speed is.
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 Magnetkraft
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 vorteilhafterweise
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.Because the voltage of the electrical power unit
18 (Figure 1) is usually limited, it takes from the beginning
the switching on of the electromagnet 62 a certain time,
until the
Claims (15)
- Fuel supply system for delivering fuel for an internal combustion engine, having a fuel reservoir container, a first fuel pump (6), a second fuel pump (12) and having a pressure line (14) to which at least one fuel valve (16), via which the fuel can pass at least indirectly into a combustion chamber of the internal combustion engine, is connected, the first fuel pump (6) conveying the fuel from the fuel reservoir container (2) into a fuel connection (10), and the second fuel pump (12) having a pump space (28) and substantially conveying the fuel from the fuel connection (10) through a control valve (30) with a variable flow passage (74) into the pump space (28) and from the pump space (28) into the pressure line (14), characterized in that the control valve (30) comprises a valve element (66) which influences the flow passage (74), the valve element (66) influencing the flow passage (74) in such a way that the flow passage (74) is larger when the fuel is flowing from the fuel connection (10) into the pump space (28) than when the fuel is flowing from the pump space (28) into the fuel connection (10).
- Fuel supply system according to Claim 1, characterized in that the valve element (66) can close the flow passage (74) as a function of an operating condition of the internal combustion engine.
- Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the valve element (66) can be displaced by a driveable actuating body (76) of an actuating drive (60), the actuating drive (60) comprising, in order to displace the actuating body (66), an electromagnet (62) and a spring (64) counteracting a magnetic force of the electromagnet (62).
- Fuel supply system according to Claim 3, characterized in that the actuating body (76) has an unactivated rest position, current being supplied to the electromagnet (62) as a function of an operating condition of the internal combustion engine while the actuating body (76) remains in the unactivated rest position.
- Fuel supply system according to Claim 3, characterized in that the actuating body (76) has an unactivated rest position, in which case, while the actuating body (76) remains in the unactivated rest position, current is supplied to the electromagnet (62) as a function of a back pressure acting on the valve element (66).
- Fuel supply system according to Claim 3, characterized in that the actuating body (76) has an activated position, in which case, while the actuating body (76) remains in the activated position, current is supplied to the electromagnet (62) as a function of a back pressure acting on the valve element (66).
- Fuel supply system according to Claim 3, characterized in that the actuating body (76) has an unactivated rest position, current being supplied to the electromagnet (62) differently as a function of time while the actuating body (76) remains in the unactivated rest position.
- Fuel supply system according to one of Claims 3 to 7, characterized in that the magnetic force produced when current is supplied to the electromagnet (62) ensures a closed position, closing the flow passage (74), of the valve element (66) (Figure 2).
- Fuel supply system according to one of Claims 3 to 7, characterized in that a closing force, becoming effective when decreasing current is supplied to the electromagnet (62), of the counteracting spring (64) ensures a closed position, closing the flow passage, of the valve element (66) (Figures 3 and 4).
- Fuel supply system according to one of Claims 3 to 9, characterized in that the valve element (66) lifts off from the actuating body (76) when the fuel flows from the fuel connection (10) into the pump space (28).
- Fuel supply system according to one of Claims 3 to 10, characterized in that a holding spring (68) is provided which holds the valve element (66) against the driveable actuating body (76) of the actuating drive (60).
- Fuel supply system according to Claims 10 and 11, characterized in that the valve element (66) lifts off from the actuating body (76) counter to a force of the guiding spring (68).
- Fuel supply system according to Claim 10 or 11, characterized in that a spacing between a valve seat (80) of the control valve (30) and the valve element (66) is increased when the valve element (66) lifts off from the actuating body (76).
- Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the second fuel pump has a driveable pump body (72), the pump body (72) alternately enlarging and reducing the pump space (28) as a result of the said pump body (72) being driven.
- Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve (30) is a seat valve.
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