EP1124055A2 - Fuel supply system for a combustion engine - Google Patents
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- EP1124055A2 EP1124055A2 EP01100782A EP01100782A EP1124055A2 EP 1124055 A2 EP1124055 A2 EP 1124055A2 EP 01100782 A EP01100782 A EP 01100782A EP 01100782 A EP01100782 A EP 01100782A EP 1124055 A2 EP1124055 A2 EP 1124055A2
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- F02D2250/02—Fuel evaporation in fuel rails, e.g. in common rails
Definitions
- the reference number 1 denotes the fuel tank of a motor vehicle, in which a fuel pump 2 is arranged, via a delivery line 3 of a high-pressure fuel pump 4 that of a not shown Internal combustion engine provides the required fuel.
- high-pressure pump mechanically driven by the internal combustion engine 4 promotes the fuel provided by the fuel pump 2 under very high pressure (for example in the order of 130 bar) in an injection bar 5 provided on the internal combustion engine, of which from those assigned to the individual internal combustion engine cylinders, only symbolically represented fuel injection valves 6 are supplied.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer den Kraftstoff aus einem Tank über eine Förderleitung zur Brennkraftmaschine fördernden Kraftstoffpumpe sowie mit einem Druckregler, der den für die Brennkraftmaschine relevanten Kraftstoffdruck wahlweise auf unterschiedliche Druckniveaus einstellt. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 44 43 836 A1 verwiesen.The invention relates to a fuel supply system for an internal combustion engine with the fuel from a tank via a delivery line to the internal combustion engine pumping fuel pump and with a pressure regulator, of the fuel pressure relevant for the internal combustion engine optionally adjusted to different pressure levels. To the technical environment for example, reference is made to DE 44 43 836 A1.
Generell, insbesondere jedoch bei in Kraftfahrzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen besteht das Problem, daß bei einem sog. Heißstart der Brennkraftmaschine eine ausreichende Menge von flüssigem Kraftstoff zur Verfügung gestellt werden muß, und zwar auch dann, wenn die sich beim vorhergehenden Abstellen und dem darauffolgenden Stillstand der Brennkraftmaschine in deren Umgebung (d.h. insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeug-Motorraumes) befindende Kraftstoffmenge aufgrund der hohen Umgebungstemperatur zumindest teilweise in den dampfförmigen Zustand übergegangen ist, so daß sich im der Brennkraftmaschine nahen Kraftstoffzuführsystem Dampfblasen bilden. Um dennoch einen sicheren Heißstart der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, kann der Kraftstoffdruck unter diesen Umständen zumindest kurzzeitig erhöht werden, so wie dies in der eingangs genannten Schrift vorgeschlagen und beschrieben ist. Generally, but especially in the case of internal combustion engines installed in motor vehicles there is the problem that with a so-called hot start the Internal combustion engine a sufficient amount of liquid fuel Must be made available, even if the previous shutdown and the subsequent stoppage of the internal combustion engine in their surroundings (i.e. especially in the area of the motor vehicle engine compartment) fuel quantity due to the high Ambient temperature at least partially in the vapor state has passed over, so that there is in the fuel supply system close to the internal combustion engine Form vapor bubbles. To ensure a safe hot start of the To allow the internal combustion engine, the fuel pressure can be below this Circumstances can be increased at least briefly, as in the beginning is proposed and described.
Grundsätzlich ließe sich die beschriebene Heißstart-Problematik, die im übrigen auch im Heißbetrieb bei geringem Kraftstoff-Bedarf der Brennkraftmaschine (also bspw. im Stop-and-Go-Betrieb des von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeuges) auftreten kann, durch Einsatz einer entsprechend leistungsstärkeren Kraftstoffpumpe lösen, jedoch ist dies unter Wirtschaftlichkeits- und Wirkungsgrad-Aspekten unerwünscht. Bei hohem Kraftstoff-Bedarf der Brennkraftmaschine ist bspw. ein sog. für die Brennkraftmaschine relevanter Kraftstoffdruck von 3,5 bar ausreichend, während für den Heißstart und ggf. auch für den Heißbetrieb im Hinblick auf die beschriebene Dampfblasenbildung ein "relevanter" Kraftstoffdruck von bspw. 6 bar erwünscht wäre.Basically, the hot start problem described could be the rest also in hot operation with low fuel consumption of the internal combustion engine (for example, in stop-and-go operation of the engine driven motor vehicle) can occur by using a corresponding solve more powerful fuel pump, but this is under economic and efficiency aspects are undesirable. When fuel consumption is high the internal combustion engine is, for example, a so-called for the internal combustion engine relevant fuel pressure of 3.5 bar is sufficient, while for the Hot start and possibly also for hot operation with regard to the described Vapor formation a "relevant" fuel pressure of 6 bar, for example, is desirable would.
In der Erkenntnis, daß unter diesen genannten kritischen Betriebszuständen die von der Brennkraftmaschine benötigte Kraftstoffmenge zumeist relativ gering ist, kann daher auf relativ einfache Weise auch mit einer leistungsschwächeren Kraftstoffpumpe das Druckniveau von 6 bar erzeugt werden, wenn ein üblicherweise vorhandener Druckregler, der das üblicherweise geforderte Druckniveau von 3,5 bar (bspw.) einstellt, geeignet verstimmt wird. In der bereits genannten DE 44 43 836 A1 ist dieser Druckregler in einer von der Förderleitung der Kraftstoffpumpe abzweigenden und im Kraftstofftank mündenden Rücklaufleitung angeordnet. Wird nun diese Rücklaufleitung stromab des Druckreglers abgesperrt oder zumindest gedrosselt, so führt dies aufgrund der geringeren in den Tank zurück geförderten Kraftstoffmenge zwangsläufig zu einem Druckaufbau bzw. zu einer Drucküberhöhung in der Förderleitung, so daß mit dieser einfachen Maßnahme in diesen zeitlich deutlich beschränkten Betriebszuständen ein überhöhter Kraftstoffdruck von bspw. 6 bar bereitgestellt werden kann. Recognizing that under these critical operating conditions the amount of fuel required by the internal combustion engine is usually relative is low, can therefore be done in a relatively simple manner even with a less powerful one Fuel pump the pressure level of 6 bar are generated if a pressure regulator that is usually available, the one that is usually required Pressure level of 3.5 bar (for example) is set, detuned appropriately. In the already mentioned DE 44 43 836 A1, this pressure regulator is in one of branching off the delivery line of the fuel pump and in the fuel tank opening return line arranged. Now this return line shut off downstream of the pressure regulator or at least throttled, so leads this is due to the lower amount of fuel returned to the tank inevitably to a pressure build-up or to a pressure increase in the delivery line, so that with this simple measure in time clearly limited operating conditions an excessive fuel pressure of For example, 6 bar can be provided.
Die geschilderte Heißstart- und/oder Heißbetrieb-Problematik stellt sich im übrigen auch bei mit Kraftstoffdirekteinspritzung arbeitenden Brennkraftmaschinen ein, bei denen an oder nahe der Brennkraftmaschine (und somit im ggf. abermals sehr heißen Motorraum eines Kraftfahrzeuges) eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe angeordnet ist, für welche die bislang genannte und stromauf des besagten Druckreglers angeordnete Kraftstoffpumpe quasi eine Vorförderpumpe darstellt. Beim sog. für die Brennkraftmaschine relevanten Kraftstoffdruck handelt es sich dann um den an der Saugseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe anliegenden Kraftstoffdruck. Auch dieser Druck sollte unter üblichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bspw. in der Größenordnung von 3,5 bar liegen, in den genannten kritischen Heißstart- und/oder Heißbetrieb-Bedingungen jedoch abermals im Bereich von 6 bar, und bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine in der Größenordnung von 5 bar.The hot start and / or hot operation problem described arises in others also in internal combustion engines working with direct fuel injection a, where at or near the internal combustion engine (and thus in possibly very hot engine compartment of a motor vehicle) a high-pressure fuel pump is arranged for which the previously mentioned and fuel pump arranged upstream of said pressure regulator is virtually a Represents feed pump. The so-called relevant for the internal combustion engine The fuel pressure is then that on the suction side of the high-pressure fuel pump applied fuel pressure. This pressure should also under normal operating conditions of the internal combustion engine, for example in the Order of magnitude of 3.5 bar, in the critical hot start and / or hot operation conditions again in the range of 6 bar, and with a cold start of the internal combustion engine in the order of 5 bar.
Eine mögliche Ausbildung einer Kraftstoffversorgungsanlage für einen derartigen Anwendungsfall, an welcher das aus der bereits mehrfach genannten DE 44 43 836 A1 bekannte Prinzip zur Erhöhung des für die Brennkraftmaschine relevanten bzw. an der Saugseite einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe anliegenden Druckniveaus in deutlich abgewandelter Weise umgesetzt ist, ist in der beigefügten Figur 4 dargestellt und wird im folgenden erläutert:A possible embodiment of a fuel supply system for such an application, in which the principle known from DE 44 43 836 A1, which has already been mentioned several times, for increasing the pressure level relevant to the internal combustion engine or applied to the suction side of a high-pressure fuel pump is implemented in a significantly modified manner, is shown in the attached FIG. 4 and is explained below:
Mit der Bezugsziffer 1 ist der Kraftstoff-Tank eines Kraftfahrzeuges bezeichnet,
in welchem eine Kraftstoffpumpe 2 angeordnet ist, die über eine Förderleitung
3 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 4 den von einer nicht dargestellten
Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff zur Verfügung stellt. Die
bspw. mechanisch von der Brennkraftmaschine angetriebene Hochdruckpumpe
4 fördert dabei den von der Kraftstoffpumpe 2 bereitgestellten Kraftstoff
unter sehr hohem Druck (bspw. in der Größenordnung von 130 bar) in
eine an der Brennkraftmaschine vorgesehene Einspritzleiste 5, von welcher
aus die den einzelnen Brennkraftmaschinen-Zylindern zugeordneten, lediglich
symbolisch dargestellten Kraftstoff-Einspritzventile 6 versorgt werden.The
In der Einspritzleiste 5 ist ein als Sicherheitsventil wirkendes Druckbegrenzungsventil
7 angeordnet, das in einem Fehlerfall überschüssige Kraftstoffmenge
über eine Absteuerleitung 8 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 4
zurückführt. Von der Hochdruckpumpe 4 zweigt ferner unter Zwischenschaltung
eines Absperrventiles 9 eine Leckageleitung 10 ab, die in einer in
den Tank 1 führenden Rückführleitung 11 mündet, und über die geringe
Kraftstoff-Leckmengen der Hochdruckpumpe 4 abgeführt werden.In the
In der Förderleitung 3 ist stromauf der Hochdruckpumpe 4 ein Druckregler 12
angeordnet, von dem die bereits genannte Rückführleitung 11 abzweigt, so
daß der Druckregler 12 lediglich eine solche Kraftstoffmenge über die Förderleitung
3 der Hochdruckpumpe 4 zur Verfügung stellt, daß sich unter
normalen Betriebsbedingungen dort, d.h. an deren Saugseite der sog. für die
Brennkraftmaschine relevante Druck von bspw. 3,5 bar (gemessen als Differenzdruck
gegenüber der Umgebung) einstellt. Die für die Erreichung dieses
relevanten Druckes überschüssige, von der Kraftstoffpumpe 2 geförderte
und daher nicht benötigte Kraftstoffmenge wird vom Druckregler 12 über die
Rückführleitung 11 in den Tank 1 zurückgeführt.A
Dem Druckregler 12 ist ein Kraftstoff-Filter 13 vorgeschaltet, jedoch ist dies
unwesentlich. Ferner ist zwischen der Kraftstoffpumpe 2 und dem Filter 13
ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) vorgesehen, so daß es bei einem Abstellen
der Brennkraftmaschine nurmehr erforderlich ist, gleichzeitig das bereits
genannte Absperrventil 9 zu schließen, um sicherzustellen, daß auch
bei einem Stillstand der Brennkraftmaschine zumindest für einen gewissen
Zeitraum stromauf der Hochdruckpumpe 4 der sog. für die Brennkraftmaschine
relevante Kraftstoffdruck (von bspw. 3,5 bar als Differenzdruck) aufrecht
erhalten wird bzw. bleibt.A
Wie eingangs bereits erläutert, kann dieses Druckniveau von bspw. 3,5 bar
in kritischen Betriebszuständen, so bspw. beim Starten oder auch im Heißbetrieb
der Brennkraftmaschine nicht ausreichend hoch sein, um einer möglichen
Dampfblasenbildung auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 4 entgegen
zu wirken. Wenn nun in diesen Betriebszuständen von der Brennkraftmaschine
eine ggf. erheblich geringere Kraftstoffmenge benötigt wird,
als die Kraftstoffpumpe 2 zu fördern in der Lage ist, so kann in diesen Betriebszuständen
das stromab des Druckreglers 12 in der Förderleitung 3
herrschende Druckniveau zumindest kurzzeitig dadurch erhöht werden, daß
die vom Druckregler 12 in die Rückführleitung 11 abgezweigte Kraftstoffmenge
erheblich reduziert wird.As already explained at the beginning, this pressure level of, for example, 3.5 bar
in critical operating conditions, for example when starting or in hot operation
the internal combustion engine may not be high enough to be a possible
Vapor formation on the suction side of the
Zur Umsetzung dieses Prinzips ist in der bereits mehrfach genannten DE 44 43 836 A1 vorgeschlagen, in der (dortigen) Rückführleitung ein Sperrventil und parallel hierzu einen gedrosselten Bypass vorzusehen, wobei dort der Druckregler in der Rückführleitung selbst stromauf dieses Sperrventiles mit Bypass angeordnet ist. Dieser bekannte Stand der Technik ist jedoch insofern unbefriedigend, als praktisch nur zwei konkrete unterschiedliche Druckniveaus einstellbar sind. Neben dem für die laufende Brennkraftmaschine geltenden Druckniveau ist somit nur noch ein weiteres für einen Heißstart der Brennkraftmaschine relevantes Druckniveau einstellbar.To implement this principle is already mentioned several times DE 44 43 836 A1 proposes a check valve in the (local) return line and in parallel to provide a throttled bypass, where there the pressure regulator in the return line itself upstream of this check valve is arranged with bypass. However, this known prior art is unsatisfactory insofar as practically only two concrete different ones Pressure levels are adjustable. In addition to that for the running internal combustion engine applicable pressure level is therefore just another one Hot start of the internal combustion engine relevant pressure level adjustable.
Demgegenüber Verbesserungen aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden
Erfindung.
Eine Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler
als elektronisches Druckregelventil mit integriertem Drucksensor ausgebildet
ist (= unabhängiger Anspruch 8). In contrast, it is the object of the present invention to show improvements.
A solution to this problem is characterized in that the pressure regulator is designed as an electronic pressure control valve with an integrated pressure sensor (= independent claim 8).
Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Druckregler in der Förderleitung angeordnet und in einer vom Druckregler
zum Tank führenden Rückführleitung eine Drossel vorgesehen ist, und wobei
der in der Rückführleitung stromauf der Drossel herrschende Kraftstoff-druck
anstelle des bislang üblichen Atmosphärendrucks als Eingangs-Steuerdruck
für den Druckregler herangezogen wird (= Anspruch 1). Vorteilhafte
Weiterbildungen hierzu sind Inhalt der Unteransprüche 2 bis 7.Another solution to this problem is characterized in that the
Pressure regulator arranged in the delivery line and in one of the pressure regulator
a throttle is provided to the return line leading to the tank, and wherein
the fuel pressure in the return line upstream of the throttle
instead of the usual atmospheric pressure as the input control pressure
is used for the pressure regulator (= claim 1). Beneficial
Further developments are the content of
Zurückkommend auf die beigefügte und bereits im wesentlichen erläuterte
Figur 4 ist nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
der Druckregler 12 als vollständig variabel ansteuerbares elektronisches
Druckregelventil mit integriertem Drucksensor ausgebildet. Ein derartiges
Druckregelventil erlaubt bedarfsabhängig die Einstellung unterschiedlicher
Druckniveaus in der Förderleitung 3 vor der Saugseite der Hochdruckpumpe
4, d.h. allgemein unterschiedlichster Werte des für die Brennkraftmaschine
relevanten Kraftstoffdruckes. Bevorzugt ist - wie dargestellt - dieser Druckregler
12 bzw. dieses elektronische Druckregelventil (12) direkt in der Förderleitung
3 (und nicht wie im bekannten Stand der Technik in der Rückführleitung
11) angeordnet, da hierdurch der Regelverzug so gering als möglich
gehalten wird.Returning to the attached and already essentially explained FIG. 4 , according to a first embodiment of the present invention, the
Elektronisch ist dieser Druckregler 12 über ein Taktmodul 14 mit einem auch
die gesamte elektronische Brennkraftmaschinen-Steuerung übernehmenden
elektronischen Steuergerät 15 verbunden, so daß in Abhängigkeit von den
jeweils vorliegenden Randbedingungen für jeden möglichen Betriebszustand
gezielt der optimale Kraftstoffdruck in der Förderleitung 3 stromab dieses
Druckreglers 12 eingestellt werden kann. Neben dem Startfall der Brennkraftmaschine
können bei deren Betrieb insbesondere deren Drehzahl und
Lastpunkt (niedere Last, mittlere Last, Hochlast) berücksichtigt werden, ferner
die aktuell tatsächlich benötigte Kraftstoffmenge und weiterhin selbstverständlich
relevante Temperatur-Werte, die im Steuergerät 15 zu anderen
Zwecken ggf. bereits vorliegen. Aufgrund des integrierten Drucksensors
kann dabei dieser elektronisch gesteuerte Druckregler 12 die jeweils als idealsten
Druckwerte festgelegten Kraftstoffdrücke (bspw. 6 bar Überdruck gegenüber
der Atmosphäre, aber auch andere Werte) sicher, einfach und
schnell einstellen.This
Für einfachere Anwendungsfälle werden im folgenden weitere Ausgestaltungen
des Druckreglers 12 vorgeschlagen, die die grundsätzlich vorteilhafte,
dabei jedoch möglicherweise etwas aufwendige und daher teuere Ausführungsform
als elektronisches Druckregelventil ohne nennenswerte Funktionseinbußen
ersetzen können. Diese Ausgestaltungen, die Inhalt der Patentansprüche
1 bis 7 sind, werden im folgenden anhand der Figuren 1 - 3
näher erläutert, in welchen drei verschiedene Ausführungsbeispiele jeweils
einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage in einer Prinzipdarstellung
analog Figur 4 dargestellt sind und wobei gleiche Bauelemente jeweils
mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.For simpler applications, further configurations of the
Beim sämtlichen dieser Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 - 3 ist der
Druckregler 12 in der Förderleitung 3 angeordnet und es ist in einer vom
Druckregler 12 zum Tank 1 führenden Rückführleitung 11 eine Drossel 16
vorgesehen. Beim Druckregler 12 handelt es sich dabei um einen an sich
üblichen mechanischen Druckregler, der durch Absteuerung einer gewissen
Fluid- bzw. hier Kraftstoffmenge in die Rückführleitung 11 in der Förderleitung
3 stromab dieses Druckreglers 12 ein bestimmtes Druckniveau einstellt.
Üblicherweise wird dieses Druckniveau gegenüber dem Atmosphärendruck
definiert, d.h. ein üblicher Druckregler erhält als sog. Eingangs-Steuerdruck
den Atmosphärendruck, so daß der eingeregelte Fluid-Druck stromab des
Druckreglers als Differenzdruck gegenüber dem Atmosphärendruck bestimmt
ist. In all of these exemplary embodiments according to FIGS. 1-3 , the
Bei einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage nach den Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren 1 - 3 kann nun jedoch der in der Rückführleitung
11 stromauf der Drossel 16 herrschende Kraftstoffdruck anstelle
des bislang üblichen Atmosphärendrucks als Eingangs-Steuerdruck für den
Druckregler 12 herangezogen werden. Sobald also vom Druckregler 12 eine
Teilmenge der über die Förderleitung 3 herangeführten Kraftstoffmenge in
die Rückführleitung 11 abgezweigt wird, wird sich in dieser aufgrund der
Drossel 16, die einen gegenüber den anderen Leitungsquerschnitten erheblich
verengten Strömungsquerschnitt aufweist, Überdruck, d.h. ein gegenüber
der Atmosphäre erheblich erhöhter Druck einstellen. Dieser erhöhte
Druck wird über eine von der Rückführleitung 11 stromauf der Drossel 16
abzweigenden Zweigleitung 17 dem Druckregler 12 als Eingangs-Steuerdruck
zur Verfügung gestellt, wonach dieser auf seiner Ausgangsseite,
d.h. in der Förderleitung 3 stromab des Druckreglers 12 bzw. stromauf
der Hochdruckpumpe 4 ein dementsprechend höheres Druckniveau einstellt.In a fuel supply system according to the invention according to the exemplary embodiments according to FIGS. 1-3 , however, the fuel pressure prevailing in the
Beispielsweise liege der Regeldruck des Druckreglers 12 bei 3,5 bar, d.h. bei
Anliegen von Atmosphärendruck am Druckregler 12 (als Eingangs-Steuerdruck)
stelle dieser in der Förderleitung 3 einen Überdruck von 3,5 bar
ein. Wird nun anstelle des Atmosphärendruckes ein Überdruck von bspw.
2,5 bar als Eingangs-Steuerdruck an den Druckregler 12 angelegt, so regelt
dieser den Kraftstoff-Überdruck in der Förderleitung 3 auf ca. 6 bar. Mit dieser
äußerst einfachen Maßnahme, nämlich im wesentlichen nur der Zweigleitung
17 bei Anordnung des Druckreglers 12 in der Förderleitung 3 kann
somit der Kraftstoff-Druck stromab des Druckreglers 12 bzw. stromauf der
Brennkraftmaschine, genauer hier der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 4, wie
gewünscht erhöht werden. For example, the control pressure of the
Vorteilhafterweise erfolgt diese Druckerhöhung quasi selbsttätig genau in
denjenigen Betriebszuständen bzw. unter denjenigen Randbedingungen, bei
denen diese Druckerhöhung erforderlich ist. Wie eingangs erläutert wurde,
ist diese besagte Druckerhöhung nur dann erforderlich, wenn relativ geringe
Kraftstoffmengen von der Brennkraftmaschine angefordert werden, da nur
dann die Gefahr der Dampfblasenbildung besteht. Und nur in diesem Fall
wird vom Druckregler 12 eine größere Kraftstoffmenge in die Rückführleitung
11 abgezweigt, so daß sich dort aufgrund der Drossel 16 ein nennenswerter
Überdruck einstellt, der über die besagte Zweigleitung 17 als Eingangs-Steuerdruck
den Druckregler 12 veranlaßt, in der Förderleitung 3 stromauf
der Hochdruckpumpe 4 bzw. stromauf der Brennkraftmaschine einen erhöhten
Kraftstoff-Druck einzustellen. Liegt hingegen ein relativ hoher Kraftstoff-Durchsatz
durch den Druckregler 12 vor, d.h. benötigt die Brennkraftmaschine
eine relativ große Kraftstoffmenge, so besteht zum einen keine
Gefahr durch Dampfblasenbildung, so daß stromauf der Hochdruckpumpe 4
kein erhöhtes Druckniveau benötigt wird. Zum anderen kann der Druckregler
12 dann dort auch kein überhöhtes Druckniveau einstellen, da allenfalls geringe
Kraftstoffmengen in die Rückführleitung 11 abgesteuert werden, so
daß sich dort die Drossel 16 kaum auswirkt und sich somit dort kein höherer
Druck einstellt, der als gegenüber dem Atmosphärendruck nennenswert erhöhter
Eingangs-Steuerdruck für den Druckregler 12 herangezogen werden
könnte.Advantageously, this pressure increase takes place almost automatically in
those operating conditions or under those boundary conditions, at
who need this pressure increase. As explained at the beginning,
is said pressure increase only necessary if relatively small
Amounts of fuel are requested from the engine because only
then there is a risk of vapor bubble formation. And only in this case
is a larger amount of fuel from the
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist in der Rückführleitung 11 stromab
der Drossel 16 ein schaltbares Druckbegrenzungsventil 18 mit einem zumindest
in der Höhe des oberen gewünschten Druckniveaus des für die
Brennkraftmaschine relevanten Kraftstoffdruckes liegenden Grenzwert vorgesehen,
wobei auch die bereits genannte Leckageleitung 10 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe
4 stromauf dieses Druckbegrenzungsventiles 18 in der
Rückführleitung 11 mündet. Dieses schaltbare Druckbegrenzungsventil 18
stellt sicher, daß sich bei jedem Startvorgang und bei stillstehender Brennkraftmaschine
stromauf der Drossel 16 ein erhöhter Druck einstellt, worauf -
wie bereits erläutert - über den Druckregler 12 stromauf der Hochdruckpumpe
4 der gewünschte höhere Druck von bspw. 6 bar eingestellt wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 1 , a switchable
Als besonderer Vorteil zu erwähnen ist, daß bei den beiden bislang beschriebenen
Kraftstoffversorgungsanlagen an die Kraftstoffpumpe 2 keine
besonders erhöhten Anforderungen gestellt werden, auch wenn zeitweise
das Druckniveau stromab des Druckreglers 12 auf erhöhte Werte angehoben
wird. Tatsächlich sind die Betriebszeiten, in denen dieses erhöhte
Druckniveau zur Sicherstellung der Funktion der Kraftstoffversorgungsanlage
benötigt wird, derart gering, daß eine übliche Kraftstoffpumpe 2, die normalerweise
nur gegen das niedrigere Druckniveau (von bspw. 3,5 bar) fördern
muß, auch den erhöhten für die Brennkraftmaschine bzw. für die Hochdruckpumpe
4 relevanten Druckwert (von bspw. 6 bar) problemlos bereitstellen
kann, insbesondere da - wie bereits erwähnt - bei Nachfrage nach
diesem erhöhtem Druckwert lediglich relativ geringe Kraftstoffmengen bereitgestellt
werden müssen.It should be mentioned as a particular advantage that the two described so far
Fuel supply systems to
Im übrigen sei darauf hingewiesen, daß anstelle einer einfachen Kraftstoffpumpe
2 mit einer fixen Förderleistung im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung
auch eine bedarfsgeregelte (insbesondere elektromotorisch angetriebene
und demzufolge bevorzugt elektronisch geregelte) Kraftstoffpumpe
2 zum Einsatz kommen kann, da hiermit relativ exakt ein gewünschter
Druckwert im System eingestellt werden kann.It should also be noted that instead of a
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist dem mit dem Kraftstoffdruck in
der Rückführleitung 11 als Eingangs-Steuerdruck beaufschlagten ersten
Druckregler 12 in der Förderleitung 3 der Kraftstoffpumpe 2 ein zweiter
Druckregler 19 vorgeschaltet, dessen Druck-Regelwert annähernd doppelt
so groß wie derjenige des ersten Druckreglers 12 bei Beaufschlagung mit
Atmosphärendruck als Steuerdruck ist. Dieser zweite Druckregler 19 wird mit
dem Atmosphärendruck als Eingangs-Steuerdruck beaufschlagt. Vorgesehen
ist hier ein insbesondere als Elektromagnetventil ausgebildetes 3/2-Wege-Ventil
20, mit Hilfe dessen wahlweise der erste Druckregler 12 oder
der zweite Druckregler 19 mit der Rückführleitung 11 stromauf der Drossel
16 verbindbar ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 2 , a
Unter der Bezugsziffer 20 ist dieses 3/2-Wege-Ventil dabei in derjenigen
Schaltposition dargestellt, die bei laufender Brennkraftmaschine relevant ist.
Wie aus einem Vergleich der Figur 2 mit der bereits erläuterten Figur 1 ersichtlich
wird, führt diese Schaltposition im wesentlichen zu der in Figur 1
erläuterten Anordnung, da der zweite Druckregler 19 aufgrund seiner gesperrten,
d.h. nicht mit der Rückführleitung 11 verbundenen Absteuerleitung
nicht wirksam ist. Nicht beeinflußt wird die erfindungsgemäße Funktion,
nämlich daß der Druckregler 12 mit einem erhöhten Eingangs-Steuerdruck
(in der Größenordnung von maximal 1,5 bar) beaufschlagt werden kann, dadurch,
daß die Zweigleitung an einer etwas anderen Stelle von der Rückführleitung
11 abzweigt, da dieser Abzweig weiterhin stromauf der Drossel
16 liegt. Aufgrund des reduzierten Eingangs-Steuerdruckes kann hier die
Leckageleitung 10 der Hochdruckpumpe 4 bereits stromauf der Drossel 16 in
die Rückführleitung 11 münden.This 3/2-way valve is shown in
Unter der Bezugsziffer 20' ist in Figur 2 das 3/2-Wege-Ventil in derjenigen
Schaltposition dargestellt, die beim Abstellen der Brennkraftmaschine sowie
bei deren Start relevant ist. Für diese Betriebszustände, d.h. für einen Neustart
der Brennkraftmaschine ist somit aufgrund des dann aktiven zweiten
Druckreglers 19, der bspw. auf ein Druckniveau in der Größenordnung von 6
bar regeln kann, ein absolut sicherer Brennkraftmaschinen-Start gewährleistet. The 3/2-way valve is shown in FIG. 2 in the switching position that is relevant when the internal combustion engine is switched off and when it is started, in FIG. 2 . For these operating states, ie for a restart of the internal combustion engine, an absolutely safe start of the internal combustion engine is thus ensured due to the then active
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist in einer in der Rückführleitung 11
mündenden Spülleitung 21 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 4 ein zweiter
Druckregler 19 vorgesehen, dessen Druck-Regelwert annähernd doppelt so
groß wie derjenige des ersten Druckreglers 12 bei Beaufschlagung mit Atmosphärendruck
als Steuerdruck ist, wobei alternativ der erste Druckregler
12 oder der zweite Druckregler 19 mit der Rückführleitung 11 verbindbar ist.
Zur Realisierung dieser wahlweisen Verbindungsfunktion ist -analog Figur 2-
ein 3/2-Wege-Ventil 20 in der Rückführleitung 11 (und zwar sowohl stromab
der Absteuerleitung des ersten Druckreglers 12 als auch stromab des zweiten
Druckreglers 19) vorgesehen, wobei dieses 3/2-Wege-Ventil nicht nur
elektromagnetisch arbeiten kann, sondern bspw. unter Zuhilfenahme des
Thermo-Bimetall-Effektes auch thermisch angesteuert werden kann.In the exemplary embodiment according to FIG. 3 , a
Dieses Ausführungsbeispiel ist somit relativ ähnlich demjenigen nach der
bereits erläuterten Figur 2, wobei quasi ergänzend die bereits genannte
Spülleitung 21 integriert bzw. vorgesehen ist, mit Hilfe derer die Hochdruckpumpe
4 mit vom Kraftstoff-Tank 1 geförderten Kraftstoff zur Wärmeabfuhr
gespült werden kann. Während somit unter der Bezugsziffer 20 das 3/2-Wege-Ventil
in seiner üblichen Schaltposition, d.h. bei laufender Brennkraftmaschine,
dargestellt ist, ist unter der Bezugsziffer 20' die Schaltposition
dieses 3/2-Wege-Ventiles beim Start der Brennkraftmaschine gezeigt, wobei
dann die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 4 zusätzlich über die Spülleitung 21
gespült wird.This exemplary embodiment is thus relatively similar to that according to FIG. 2 already explained , with the
Eine solche Spülleitung kann im übrigen in geeigneter Weise auch in den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, wie überhaupt eine Vielzahl von Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen gestaltet sein können, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets erhält man mit den relevanten Merkmalen eine Kraftstoffversorgungsanlage, die sich auch bei hohen Umgebungstemperaturen und somit bei der Gefahr von Dampfblasenbildung im Kraftstoffsystem mit relativ einfachen Mitteln durch höchste Funktionssicherheit auszeichnet.Such a flushing line can also suitably also in the other exemplary embodiments may be provided, such as a variety deviating from details, particularly of a constructive nature the exemplary embodiments shown can be designed without the content leave the claims. You always get with the relevant ones Features of a fuel supply system that can operate even at high ambient temperatures and thus at the risk of vapor bubble formation in the Fuel system with relatively simple means through maximum functional reliability distinguished.
- 11
- Kraftstoff-TankFuel tank
- 22nd
- KraftstoffpumpeFuel pump
- 33rd
- FörderleitungConveyor line
- 44th
- (Kraftstoff-) Hochdruckpumpe(Fuel) high pressure pump
- 55
- EinspritzleisteInjection molding
- 66
- Kraftstoff-EinspritzventilFuel injector
- 77
- Druckbegrenzungsventil (in 5)Pressure relief valve (in 5)
- 88th
- AbsteuerleitungDischarge line
- 99
- AbsperrventilShut-off valve
- 1010th
- LeckageleitungLeakage line
- 1111
- RückführleitungReturn line
- 1212th
- (erster) Druckregler(first) pressure regulator
- 1313
- Kraftstoff-FilterFuel filter
- 1414
- TaktmodulClock module
- 1515
- elektronisches Steuergerätelectronic control unit
- 1616
- Drosselthrottle
- 1717th
- ZweigleitungBranch line
- 1818th
- DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
- 1919th
- zweiter Druckreglersecond pressure regulator
- 2020th
- 3/2-Wege-Ventil3/2-way valve
- 2121
- SpülleitungFlush line
Claims (8)
wobei der Druckregler (12) in der Förderleitung (3) angeordnet ist und in einer vom Druckregler (12) zum Tank (1) führenden Rückführleitung (11) eine Drossel (16) vorgesehen ist, und wobei der in der Rückführleitung (11) stromauf der Drossel (16) herrschende Kraftstoffdruck anstelle des bislang üblichen Atmosphärendrucks als Eingangs-Steuerdruck für den Druckregler (12) herangezogen wird.Fuel supply system for an internal combustion engine with a fuel pump (2) which conveys the fuel from a tank (1) via a delivery line (3) to the internal combustion engine and with a pressure regulator (12) which optionally adjusts the fuel pressure relevant for the internal combustion engine to different pressure levels,
wherein the pressure regulator (12) is arranged in the delivery line (3) and a throttle (16) is provided in a return line (11) leading from the pressure regulator (12) to the tank (1), and the one in the return line (11) upstream the throttle (16) prevailing fuel pressure is used instead of the usual atmospheric pressure as the input control pressure for the pressure regulator (12).
wobei die Förderleitung (3) stromab des Druckreglers (12) an der Saugseite einer für die Kraftstoff-Direkteinspritzung vorgesehenen Hochdruckpumpe (4) mündet und an dieser Stelle Kraftstoff unter dem für die Brennkraftmaschine relevanten Druck bereitstellt und eine von der Hochdruckpumpe (4) wegführende Leckageleitung (10) in der Rückführleitung (11) mündet. Fuel supply system according to claim 1,
The delivery line (3) opens downstream of the pressure regulator (12) on the suction side of a high-pressure pump (4) provided for direct fuel injection and at this point provides fuel under the pressure relevant for the internal combustion engine and a leakage line leading away from the high-pressure pump (4) (10) opens into the return line (11).
dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (11) stromab der Drossel (16) ein schaltbares Druckbegrenzungsventil (18) mit einem zumindest in der Höhe des oberen gewünschten Druckniveaus des für die Brennkraftmaschine relevanten Kraftstoffdruckes liegenden Grenzwert vorgesehen ist.Fuel supply system according to claim 1 or 2,
characterized in that a switchable pressure relief valve (18) is provided in the return line (11) downstream of the throttle (16) with a limit value which is at least at the level of the upper desired pressure level of the fuel pressure relevant for the internal combustion engine.
dadurch gekennzeichnet, daß die Leckageleitung (10) stromauf des Druckbegrenzungsventiles (18) in der Rückführleitung (11) mündet.Fuel supply system according to claim 3,
characterized in that the leakage line (10) opens upstream of the pressure relief valve (18) in the return line (11).
dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem Kraftstoffdruck in der Rückführleitung (11) als Eingangs-Steuerdruck beaufschlagten ersten Druckregler (12) in der Förderleitung (3) ein zweiter Druckregler (19) vorgeschaltet ist, dessen Druck-Regelwert annähernd doppelt so groß wie derjenige des ersten Druckreglers (12) bei Beaufschlagung mit Atmosphärendruck als Steuerdruck ist.Fuel supply system according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a second pressure regulator (19) is connected upstream of the first pressure regulator (12) acted upon as the input control pressure by the fuel pressure in the return line (11), the pressure control value of which is approximately twice that of the first pressure regulator (12) when acted upon by atmospheric pressure as the control pressure.
dadurch gekennzeichnet, daß alternativ der erste Druckregler (12) oder der zweite Druckregler (19) mit der Rückführleitung (11) stromauf der Drossel (16) verbindbar ist. Fuel supply system according to claim 5,
characterized in that, alternatively, the first pressure regulator (12) or the second pressure regulator (19) can be connected to the return line (11) upstream of the throttle (16).
dadurch gekennzeichnet, daß in einer in der Rückführleitung (11) mündenden Spülleitung (21) der Hochdruckpumpe (4) ein zweiter Druckregler (19) vorgesehen ist, dessen Druck-Regelwert annähernd doppelt so groß ist wie derjenige des ersten Druckreglers (12) bei Beaufschlagung mit Atmosphärendruck als Steuerdruck, wobei alternativ der erste Druckregler (12) oder der zweite Druckregler (19) mit der Rückführleitung (11) verbindbar ist.Fuel supply system according to claim 2 or 3,
characterized in that a second pressure regulator (19) is provided in a flushing line (21) of the high-pressure pump (4) opening in the return line (11), the pressure control value of which is approximately twice that of the first pressure regulator (12) when it is acted upon with atmospheric pressure as control pressure, alternatively the first pressure regulator (12) or the second pressure regulator (19) can be connected to the return line (11).
dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (12) als elektronisches Druckregelventil mit integriertem Drucksensor ausgebildet ist.Fuel supply system for an internal combustion engine with a fuel pump (2) which conveys the fuel from a tank (1) via a delivery line (3) to the internal combustion engine and with a pressure regulator (12) which optionally adjusts the fuel pressure relevant for the internal combustion engine to different pressure levels,
characterized in that the pressure regulator (12) is designed as an electronic pressure control valve with an integrated pressure sensor.
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