EP1190174B1 - Pumpenanordnung zur förderung von kraftstoff - Google Patents

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EP1190174B1
EP1190174B1 EP00940210A EP00940210A EP1190174B1 EP 1190174 B1 EP1190174 B1 EP 1190174B1 EP 00940210 A EP00940210 A EP 00940210A EP 00940210 A EP00940210 A EP 00940210A EP 1190174 B1 EP1190174 B1 EP 1190174B1
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EP
European Patent Office
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pump
fuel
arrangement
main feed
run
Prior art date
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EP00940210A
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English (en)
French (fr)
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EP1190174A1 (de
Inventor
Andreas Kellner
Juergen Hammer
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • 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
    • F04B49/22—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/007—Venting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • 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
    • F04B49/22—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
    • F04B49/24—Bypassing
    • F04B49/243—Bypassing by keeping open the inlet valve

Definitions

  • the present invention relates to a pump arrangement for Fuel, with a main feed pump and one upstream pre-feed pump, which is a fuel flow via a fuel line from a tank and the total fuel flow promoted by a Drive / crank chamber of the main feed pump promotes, in Direction of flow of the total fuel flow after Drive / crank chamber a return for the lubrication flow too the tank and a delivery run for the flow to one Metering unit and further provided to the main feed pump is.
  • a pump arrangement for fuel which has a main feed pump designed as a high-pressure pump and an upstream feed pump.
  • the pre-feed pump is designed as an electric fuel pump and delivers a fuel flow from a tank via a fuel line.
  • the total fuel flow delivered is led through the drive / crank chamber of the main feed pump. After the drive / crank chamber, the total fuel flow is divided into a lubrication flow and a delivery flow.
  • the lubrication stream returns to the tank via a return.
  • the delivery flow first reaches a metering unit via a delivery run and then on to the main delivery pump.
  • the main feed pump has at least one pump cylinder on, which delimits a pump chamber in which a piston blows is movably guided.
  • the reciprocation of the piston in the pump chamber to effect, the main feed pump has the known Pump arrangement also on drive means, for example a drive shaft are formed.
  • the drive means turn or move in at high speeds a so-called drive or crank chamber.
  • the Pre-feed pump completely pumped total fuel flow led through the drive / crank chamber of the pump assembly. Due to the high fuel throughput in the area of Drive / crank chamber becomes a particularly good lubrication and enables high heat dissipation. In particular, too Forced lubrication of the drive / crank chamber possible because the total fuel flow with the full delivery pressure of the Pre-feed pump in the drive / crank chamber.
  • the object of the present invention is a To improve the pump arrangement of the type mentioned at the outset, in particular to create a pump assembly that is particularly simple and robust and special works reliably.
  • the invention is based on of the pump arrangement of the type mentioned at the beginning, that the pre-feed pump is mechanically driven and that between the metering unit and the main feed pump Zero feed run branches in which a zero feed throttle is arranged and on the suction side of the pre-feed pump opens into the fuel line.
  • the pump arrangement according to the invention Pre-feed pump as a particularly simple and robust constructed, mechanically driven pump trained.
  • the Pump arrangement first had to be used mechanically driven feed pump can be adjusted.
  • the pump arrangement according to the invention a zero conveyor run between the metering unit and the main feed pump, d. H. on the suction side of the Main feed pump, branched off and in front of the pre-feed pump, d. H. on the suction side of the pre-feed pump Fuel line opens.
  • Zero feed throttle arranged to set a zero feed flow limit a certain flow value.
  • the pre-feed pump as a gear pump is formed.
  • a gear pump is of a particularly simple design, works reliably and exhibits particularly good efficiency.
  • Gear pumps are for use in the hydraulics of motor vehicles particularly suitable.
  • Pump arrangement can also piston pumps, Vane pumps, roller cell pumps or other pumps can be used as a feed pump.
  • a check valve and in the return a choke arranged one behind the other.
  • the further return is parallel to the return further return provided in which one .Ventilation throttle is arranged.
  • the further return is For example, as a vent hole with a certain Throttle cross section formed. If the invention Pump arrangement for the delivery of fuel for a Internal combustion engine of a motor vehicle is used is a problem thanks to the further return Restart of the internal combustion engine after an empty tank possible.
  • the further return branches in Flow direction of the total material flow after Drive / crank chamber of the main feed pump and opens also in the tank.
  • the return and the further Rewind can also be called a common rewind be formed, in which the vent throttle and on the other hand the check valve and the throttle are arranged parallel to each other.
  • an overflow valve is arranged and in the flow direction of the Total fuel flow before the feed pump in the Fuel line opens.
  • the overflow quantity of the Overflow valve guides the residual flow, i.e. H. the Amount of fuel that is not supplied by the metering unit Main feed pump is forwarded to the suction side of the Pre-feed pump back.
  • the metering unit is advantageously as one proportional slide valve.
  • the main feed pump as a high pressure pump, especially as a multi-cylinder radial piston eccentric pump, educated.
  • a radial piston pump has a drive shaft in a pump housing the pump is rotatably supported about its longitudinal axis.
  • the Drive shaft is eccentric or in Provide circumferential direction with cam-like elevations.
  • the Radial piston pump has several with respect to the drive shaft radially arranged pump cylinders.
  • everyone who Pump cylinder defines a pump chamber in which a piston is guided back and forth. By turning the The shaft drives the pistons in the pump rooms reciprocated.
  • the pump arrangement according to the invention preferably delivers the fuel into a storage volume of a common rail injection system.
  • a common rail injection system becomes Fuel supply used by internal combustion engines. in the Contrary to conventional high pressure injection systems, in which the fuel to the separate lines individual combustion chambers of the internal combustion engine promoted the injectors in common rail injection systems from a common storage volume - fed that also as a common manifold referred to as.
  • common rail injection systems come the advantages of the inventive Pump arrangement especially to carry, because the Manufacturing costs for common rail injection systems reduced and the reliability of these injection systems by using the pump arrangement according to the invention can be significantly improved.
  • the main feed pump and the pre-feed pump combined into an integral pump assembly.
  • the Pump assembly is outward over the Fuel line and a return line for the lubricating flow and for ventilation with the tank and via a High-pressure line with the storage volume of the common rail injection system connected.
  • the necessary connections for the connections to the tank and the storage volume of the common rail injection system can all be connected to one common flange are led outside where they are then particularly easy with the appropriate Connection lines can be connected.
  • the integral pump assembly is particularly small be formed.
  • the pump arrangement shown in FIG. 1 is concerned is a pump arrangement for a common rail injection system for the fuel supply of petrol and Diesel engines.
  • High pressure injection systems where the fuel is over separate lines to the individual combustion chambers of one Internal combustion engine is promoted in common rail injection systems the injectors from a common Storage volume fed, also as a common Distribution rail (“Common Rail”) is called.
  • Common Rail Common Distribution rail
  • the pump arrangement shown schematically in FIG. 1 is marked in their entirety with the reference number 1.
  • the pump arrangement 1 has a main feed pump 2 and an upstream feed pump 3.
  • the Pre-feed pump 3 delivers via a fuel line 4 Fuel from a tank 5.
  • a fuel filter 6 arranged over that of Delivery pump 3 delivered fuel is guided.
  • the of the prefeed pump 3 is total fuel flow by a drive / crank chamber 2a of the main feed pump 2 promoted.
  • a return 9 via the one Lubrication flow to the tank 5, and another return 8 is provided, via which a ventilation flow to the tank 5 can flow back.
  • a vent throttle 10 In the return 8 is one Vent throttle 10 and a throttle 11 in the return 9 and a check valve 12 is arranged. Also after Drive / crank chamber 2a is a conveyor run 13 for one Flow to a metering unit 14 and on to the Main feed pump 2 is provided.
  • the metering unit 14 is as a proportional slide valve is formed.
  • the pre-feed pump 3 is a mechanically driven one Gear pump trained.
  • the main feed pump 2 is as formed a high pressure pump, especially as one Multi-cylinder radial piston eccentric pump.
  • the in Figure 1 only symbolically represented radial piston pump includes one Drive shaft 2b, which is eccentric or in Has cam-like elevations in the circumferential direction (see FIG. 2).
  • the radial piston pump also includes several radially arranged with respect to the drive shaft 2b Pump cylinder 2c, each having a pump chamber 2e limit and only one of those shown in Figure 1 is.
  • a piston 2d is reciprocated in the pump cylinder 2c movably guided. The piston 2d of the radial piston pump by rotating the drive shaft 2b in the respective Pump cylinder 2c reciprocated.
  • the zero conveying run 18 opens in the direction of flow 7 of the total fuel flow before the feed pump 3, i.e. on the suction side of the Pre-feed pump 3, in the fuel line 4.
  • Overflow flow 20 in which an overflow valve 21st is arranged.
  • the overflow flow 20 opens into Flow direction 7 of the total fuel flow before Prefeed pump 3, i.e. on the suction side of the pre-feed pump 3, into the fuel line 4.
  • the pressure of the Overflow valve 21 in the amount of about 6 bar.
  • the pressure of the overflow valve 21 is chosen so large that the Lubrication flow through the drive / crank chamber 2a Main feed pump 2 is constant and large enough to good lubrication of the drive shaft 2b and good Ensure heat dissipation from the drive shaft 2b can.
  • the pressure of the overflow valve 21 must be so be chosen large that forced lubrication of the Slider bearing in the drive / crank chamber 2a.
  • the pump arrangement 1 according to the invention is shown in FIG partially shown in section.
  • the pump arrangement 1 has Pump housing 22 in which the main feed pump 2 and Pre-feed pump 3 to form an integral pump assembly are summarized.
  • the drive shaft 2b of the The main feed pump 2 is from the outside in the pump housing 22 guided.
  • the drive shaft 2b rotates about its longitudinal axis 23 in the drive / crank chamber 2a, which in the pump housing 22 is formed.
  • the drive / crank chamber 2a is through a shaft seal 24 to the pump housing 22 to the outside sealed off.
  • the total fuel flow ends in Seen longitudinal direction of the drive shaft 2b, approximately in the middle in the drive / crank chamber 2a, so that in the Drive / crank chamber 2a on the way from the mouth into the Drive / crank chamber 2a up to the shaft sealing ring 24 Pressure reduction can take place.
  • This has the advantage that at the pump assembly 1 of the invention Shaft sealing ring 24, the entire delivery pressure is not present, which leads to a particularly long durability of the Shaft sealing ring 24 leads.

Landscapes

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Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für Kraftstoff, mit einer Hauptförderpumpe und einer vorgeschalteten Vorförderpumpe, die einen Kraftstoffstrom über eine Kraftstoffleitung aus einem Tank und den geförderten Gesamtkraftstoffstrom durch einen Antrieb-/Kurbelraum der Hauptförderpumpe fördert, wobei in Strömungsrichtung des Gesamtkraftstoffstroms nach dem Antrieb-/Kurbelraum ein Rücklauf für den Schmierstrom zu dem Tank und ein Förderlauf für den Förderstrom zu einer Zumesseinheit und weiter zu der Hauptförderpumpe vorgesehen ist.
Eine derartige Pumpenanordnung ist bspw. aus der deutschen Patentanmeldung 198 01 355 bekannt. Dort wird eine Pumpenanordnung für Kraftstoff offenbart, die eine als Hochdruckpumpe ausgebildete Hauptförderpumpe und eine vorgeschaltete Vorförderpumpe aufweist. Die Vorförderpumpe ist als eine elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet und fördert einen Kraftstoffstrom über eine Kraftstoffleitung aus einem Tank. Der geförderte Gesamtkraftstoffstrom wird durch den Antrieb-/Kurbelraum der Hauptförderpumpe geführt. Nach dem Antrieb-/Kurbelraum wird der Gesamtkraftstoffstrom in einen Schmierstrom und einen Förderstrom aufgeteilt. Der Schmierstrom gelangt über einen Rücklauf in den Tank zurück. Der Förderstrom gelangt über einen Förderlauf zunächst zu einer Zumesseinheit und dann weiter zu der Hauptförderpumpe.
Die Hauptförderpumpe weist zumindest einen Pumpenzylinder auf, der einen Pumpenraum begrenzt, in dem ein Kolben hinund herbewegbar geführt ist. Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens wird in einem sog. Saughub der Förderstrom in den Pumpenraum angesaugt und in einem anschließenden Förderhub der im Pumpenraum befindliche Kraftstoff verdichtet und bspw. in ein Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems gefördert.
Um die Hin- und Herbewegung des Kolbens in dem Pumpenraum zu bewirken, weist die Hauptförderpumpe der bekannten Pumpenanordnung außerdem Antriebsmittel auf, die bspw. als eine Antriebswelle ausgebildet sind. Die Antriebsmittel drehen bzw. bewegen sich mit hohen Geschwindigkeiten in einem sog. Antriebs- oder Kurbelraum. Bei der Drehung bzw. Bewegung der Antriebsmittel in dem Antrieb-/Kurbelraum entsteht in diesem Bereich eine große thermische und/oder mechanische Belastung. Aus diesem Grund wird der von der Vorförderpumpe geförderte Gesamtkraftstoffstrom vollständig durch den Antrieb-/Kurbelraum der Pumpenanordnung geführt. Durch den hohen Kraftstoffdurchsatz im Bereich des Antrieb-/Kurbelraums wird eine besonders gute Schmierung und eine hohe Wärmeabfuhr ermöglicht. Insbesondere ist auch eine Zwangsschmierung des Antrieb-/Kurbelraums möglich, da der Gesamtkraftstoffstrom mit dem vollen Förderdruck der Vorförderpumpe in dem Antrieb-/Kurbelraum anliegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpenanordnung der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere eine Pumpenanordnung zu schaffen, die besonders einfach und robust aufgebaut ist und besonders zuverlässig arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Pumpenanordnung der eingangs genannten Art vor, dass die Vorförderpumpe mechanisch angetrieben ist und dass zwischen der Zumesseinheit und der Hauptförderpumpe ein Nullförderlauf abzweigt, in dem eine Nullförderdrossel angeordnet ist und der auf der Saugseite der Vorförderpumpe in die Kraftstoffleitung mündet.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ist die Vorförderpumpe als eine besonders einfach und robust aufgebaute, mechanisch angetriebene Pumpe ausgebildet. Die Pumpenanordnung musste jedoch erst an einen Einsatz einer mechanisch angetriebenen Vorförderpumpe angepasst werden. Aus diesem Grund weist die erfindungsgemäße Pumpenanordnung einen Nullförderlauf auf, der zwischen der Zumesseinheit und der Hauptförderpumpe, d. h. auf der Saugseite der Hauptförderpumpe, abzweigt und vor der Vorförderpumpe, d. h. auf der Saugseite der Vorförderpumpe, in die Kraftstoffleitung mündet. In dem Nullförderlauf ist eine Nullförderdrossel angeordnet, um einen Nullförderstrom auf einen bestimmten Durchflusswert zu begrenzen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorförderpumpe als eine Zahnradpumpe ausgebildet ist. Eine Zahnradpumpe ist besonders einfach aufgebaut, arbeitet zuverlässig und weist einen besonders guten Wirkungsgrad auf. Zahnradpumpen sind für den Einsatz in der Hydraulik von Kraftfahrzeugen besonders gut geeignet. Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung können jedoch auch Kolbenpumpen, Flügelzellenpumpen, Rollenzellenpumpen oder andere Pumpen als Vorförderpumpe eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in dem Rücklauf ein Rückschlagventil und eine Drossel hintereinander angeordnet.
Vorteilhafterweise ist parallel zu dem Rücklauf ein weiterer Rücklauf vorgesehen, in dem eine .Entlüftungsdrossel angeordnet ist. Der weitere Rücklauf ist bspw. als eine Entlüftungsbohrung mit einem bestimmten Drosselquerschnitt ausgebildet. Wenn die erfindungsgemäße Pumpenanordnung zur Förderung von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, ist dank des weiteren Rücklaufs ein problemloser Wiederstart der Brennkraftmaschine nach einer Tankleerfahrt möglich. Auch der weitere Rücklauf zweigt in Strömungsrichtung des Gesamtstoffstroms nach dem Antrieb-/Kurbelraum der Hauptförderpumpe ab und mündet ebenfalls in den Tank. Der Rücklauf und der weitere Rücklauf können auch als ein gemeinsamer Rücklauf ausgebildet sein, in dem einerseits die Entlüftungsdrossel und andererseits das Rückschlagventil und die Drossel parallel zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass von dem Förderlauf ein Überstromlauf abzweigt, in dem ein Überstromventil angeordnet ist und der in Strömungsrichtung des Gesamtkraftstoffstroms vor der Förderpumpe in die Kraftstoffleitung mündet. Die Überströmmenge des Überströmventils führt den Reststrom, d. h. die Kraftstoffmenge, die von der Zumeßeinheit nicht an die Hauptförderpumpe weitergeleitet wird, auf die Saugseite der Vorförderpumpe zurück.
Vorteilhafterweise ist die Zumesseinheit als ein proportionales Schieberventil ausgebildet.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hauptförderpumpe als eine Hochdruckpumpe, insbesondere als eine mehrzylindrige Radialkolben-Exzenterpumpe, ausgebildet. Eine solche Radialkolbenpumpe weist eine Antriebswelle auf, die in einem Pumpengehäuse der Pumpe um ihre Längsachse drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle ist exzentrisch ausgebildet oder in Umfangsrichtung mit nockenartigen Erhebungen versehen. Die Radialkolbenpumpe weist mehrere bezüglich der Antriebswelle radial angeordnete Pumpenzylinder auf. Jeder der Pumpenzylinder begrenzt einen Pumpenraum, in dem ein Kolben hin- und herbewegbar geführt ist. Durch Drehen der Antriebswelle werden die Kolben in den Pumpenräumen hinund herbewegt.
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung fördert vorzugsweise den Kraftstoff in ein Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems. Ein Common-Rail-Einspritzsystem wird zur Kraftstoffversorgung von Brennkraftmaschinen verwendet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, in denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine gefördert wird, werden die Einspritzdüsen in Common-Rail-Einspritzsystemen aus einem gemeinsamen Speichervolumen - gespeist, das auch als gemeinsame Verteilerleiste bezeichnet wird. Insbesondere bei Common-Rail-Einspritzsystemen kommen die Vorteile der erfindüngsgemäßen Pumpenanordnung besonders zum tragen, da die Herstellungskosten für Common-Rail-Einspritzsysteme reduziert und die Zuverlässigkeit dieser Einspritzsysteme durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung entscheidend verbessert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hauptförderpumpe und die Vorförderpumpe zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefasst. Die Pumpenbaugruppe ist nach außen hin über die Kraftstoffleitung und einen Rücklauf für den Schmierstrom und zur Entlüftung mit dem Tank und über eine Hochdruckleitung mit dem Speichervolumen des Common-Rail-Einspritzsystems verbunden. Die erforderlichen Anschlüsse für die Verbindungen zu dem Tank und dem Speichervolumen des Common-Rail-Einspritzsystems können alle an einen gemeinsamen Flansch nach außen geführt werden, wo sie dann besonders einfach mit den entsprechenden Verbindungsleitungen verbunden werden können. Außerdem kann die integrale Pumpenbaugruppe besonders kleinbauend ausgebildet werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und
Figur 2
eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung teilweise im Schnitt.
Bei der in Figur 1 dargestellten Pumpenanordnung handelt es sich um eine Pumpenanordnung für ein Common-Rail-Einspritzsystem zur Kraftstoffversorgung von Benzin- und Dieselmotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, bei denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen einer Brennkraftmaschine gefördert wird, werden bei Common-Rail-Einspritzsystemen die Einspritzdüsen aus einem gemeinsamen Speichervolumen gespeist, das auch als gemeinsame Verteilerleiste ("Common-Rail") bezeichnet wird.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Pumpenanordnung ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Pumpenanordnung 1 weist eine Hauptförderpumpe 2 und eine vorgeschaltete vorförderpumpe 3 auf. Die Vorförderpumpe 3 fördert über eine Kraftstoffleitung 4 Kraftstoff aus einem Tank 5. In der Kraftstoffleitung 4 ist ein Kraftstofffilter 6 angeordnet über den der von Förderpumpe 3 geförderte Kraftstoff geführt wird. Der von der Vorförderpumpe 3 geförderte Gesamtkraftstoffstrom wird durch einen Antrieb-/Kurbelraum 2a der Hauptförderpumpe 2 gefördert. In Strömungsrichtung 7 des Gesamtkraftstoffstroms gesehen, ist nach dem Antrieb-/Kurbelraum 2a ein Rücklauf 9, über den ein Schmierstrom zu dem Tank 5, und ein weiterer Rücklauf 8 vorgesehen, über den ein Entlüftungsstrom zu dem Tank 5 zurückfließen kann. In dem Rücklauf 8 ist eine Entlüftungsdrossel 10 und in dem Rücklauf 9 eine Drossel 11 und ein Rückschlagventil 12 angeordnet. Ebenfalls nach dem Antrieb-/Kurbelraum 2a ist ein Förderlauf 13 für einen Förderstrom zu einer Zumesseinheit 14 und weiter zu der Hauptförderpumpe 2 vorgesehen. Die Zumesseinheit 14 ist als ein proportionales Schieberventil ausgebildet.
Die Vorförderpumpe 3 ist als eine mechanisch angetriebene Zahnradpumpe ausgebildet. Die Hauptförderpumpe 2 ist als eine Hochdruckpumpe ausgebildet, insbesondere als eine mehrzylindrige Radialkolben-Exzenterpumpe. Die in Figur 1 nur symbolisch dargestellte Radialkolbenpumpe umfasst eine Antriebswelle 2b, die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung nockenartige Erhebungen aufweist (vgl. Fig. 2). Außerdem umfasst die Radialkolbenpumpe mehrere bezüglich der Antriebswelle 2b radial angeordnete Pumpenzylinder 2c, die jeweils einen Pumpenraum 2e begrenzen und von denen in Figur 1 nur einer dargestellt ist. In dem Pumpenzylinder 2c ist ein Kolben 2d hin- und herbewegbar geführt. Die Kolben 2d der Radialkolbenpumpe werden durch Drehen der Antriebswelle 2b in dem jeweiligen Pumpenzylinder 2c hin- und herbewegt.
Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2d wird der in einem sog. Saughub der Förderstrom über ein Rückschlagventil 17 in den Pumpenraum 2e angesaugt, und in einem anschließenden Förderhub wird der in dem Pumpenraum 2e befindliche Kraftstoff verdichtet und über eine Hochdruckleitung 15, in der ein Rückschlagventil 16 angeordnet ist, zu einem nicht dargestellten Hochdruck-Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems gefördert.
Zwischen der Zumesseinheit 14 und der Hauptförderpumpe 2 zweigt ein Nullförderlauf 18 ab, in dem eine Nullförderdrossel 19 angeordnet ist. Der Nullförderlauf 18 mündet in Strömungsrichtung 7 des Gesamtkraftstoffstroms vor der Vorförderpumpe 3, d.h. auf der Saugseite der Vorförderpumpe 3, in die Kraftstoffleitung 4.
Von dem Förderlauf 13 zweigt vor der Zumesseinheit 14 ein Überströmlauf 20 ab, in dem ein Überströmventil 21 angeordnet ist. Der Überströmlauf 20 mündet in Strömungsrichtung 7 des Gesamtkraftstoffstroms vor der Vorförderpumpe 3, d.h. auf der Saugseite der Vorförderpumpe 3, in die Kraftstoffleitung 4.
Während des Betriebs der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 stellt sich in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a der Druck des Überströmventils 21 in Höhe von etwa 6 bar ein. Der Druck des Überströmventils 21 wird so groß gewählt, dass der Schmierstrom durch den Antrieb-/Kurbelraum 2a der Hauptförderpumpe 2 konstant und ausreichend groß ist, um eine gute Schmierung der Antriebswelle 2b und eine gute Wärmeableitung von der Antriebswelle 2b sicherstellen zu können. Außerdem muss der Druck des Überströmventils 21 so groß gewählt werden, dass eine Zwangsschmierung der Gleiterlager in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a erfolgt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung, bei denen lediglich der Schmierstrom über den Antrieb-/Kurbelraum der Hauptförderpumpe geführt wurde, ersetzt das Überströmventil 21 bei einer bevorzugten Pumpenanordnung 1, das bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnungen eingesetzte, wesentlich komplizierter aufgebaute und entsprechend teurere Kaskadenüberströmventil.
In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 teilweise im Schnitt dargestellt. In Figur 2 sind übereinstimmende Bauteile mit demselben Bezugszeichen wie in Figur 1 gekennzeichnet. Die Pumpenanordnung 1 weist ein Pumpengehäuse 22 auf, in dem die Hauptförderpumpe 2 und die Vorförderpumpe 3 zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefasst sind. Die Antriebswelle 2b der Hauptförderpumpe 2 ist von außen in das Pumpengehäuse 22 geführt. Die Antriebswelle 2b dreht sich um ihre Längsachse 23 in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a, der in dem Pumpengehäuse 22 ausgebildet ist. Der Antrieb-/Kurbelraum 2a ist durch einen Wellendichtring 24 zum Pumpengehäuse 22 nach außen hin abgedichtet. Der Gesamtkraftstoffstrom mündet, in Längsrichtung der Antriebswelle 2b gesehen, etwa mittig in den Antrieb-/Kurbelraum 2a, so dass in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a auf dem Weg von der Mündung in den Antrieb-/Kurbelraum 2a bis zu dem Wellendichtring 24 ein Druckabbau stattfinden kann. Das hat den Vorteil, dass bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 an dem Wellendichtring 24 nicht der gesamte Förderdruck anliegt, was zu einer besonders langen Haltbarkeit des Wellendichtrings 24. führt.

Claims (10)

  1. Pumpenanordnung (1) für Kraftstoff, mit einer Hauptförderpumpe (2) und einer vorgeschalteten. Vorförderpumpe (3), die einen Kraftstoffstrom über eine Kraftstoffleitung (4) aus einem Tank (5) und den geförderten Gesamtkraftstoffstrom durch einen Antrieb-/Kürbelraum (2a) der Hauptförderpumpe (2) fördert, wobei in Strömungsrichtung (7) des Gesamtkraftstoffstroms nach dem Antrieb-/ Kurbelraum (2a) ein Rücklauf (9) für den Schmierstrom zu dem Tank (5) und ein Förderlauf (13) für den Förderstrom zu einer Zumeßeinheit (14) und weiter zu der Hauptförderpumpe (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (3) mechanisch angetrieben ist und daß zwischen der Zumeßeinheit (14) und der Hauptförderpumpe (2) ein Nullförderlauf (18) abzweigt, in dem eine Nullförderdrossel (19) angeordnet ist und der auf der Saugseite der Vorförderpumpe (3) in die Kraftstoffleitung (4) mündet.
  2. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorförderpumpe (3) als eine Zahnradpumpe ausgebildet ist.
  3. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rücklauf (9) ein Rückschlagventil (12) und eine Drossel (11) hintereinander angeordnet sind.
  4. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Rücklauf (9) ein weiterer Rücklauf (8), in dem eine Entlüftungsdrossel (10) angeordnet ist, vorgesehen ist.
  5. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Förderlauf (13) ein Überströmlauf (20) abzweigt, in dem ein Überströmventil (21) angeordnet ist und der in Strömungsrichtung (7) des Gesamtkraftstoffstroms vor der Vorförderpumpe (3) in die Kraftstoffleitung (4) mündet.
  6. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit (14) als ein proportionales Schieberventil ausgebildet ist.
  7. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptförderpumpe (2) als eine Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
  8. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe als eine mehrzylindrige Radialkolben-Exzenterpumpe ausgebildet ist.
  9. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (1) den Kraftstoff in ein Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems fördert.
  10. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptförderpumpe (2) und die Vorförderpumpe (3) zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefaßt sind.
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