EP1338787A1 - Hydraulische Druckentlastungseinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage - Google Patents

Hydraulische Druckentlastungseinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage Download PDF

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EP1338787A1
EP1338787A1 EP02026058A EP02026058A EP1338787A1 EP 1338787 A1 EP1338787 A1 EP 1338787A1 EP 02026058 A EP02026058 A EP 02026058A EP 02026058 A EP02026058 A EP 02026058A EP 1338787 A1 EP1338787 A1 EP 1338787A1
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EP
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pressure
pressure relief
relief device
pump
fuel
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Helmut Rembold
Christian Krinn
Jens Wolber
Ralph Ittlinger
Udo Sieber
Werner Schneider
Markus Amler
Karsten Hinn
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Robert Bosch GmbH
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    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
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    • F02M37/0029—Pressure regulator in the low pressure fuel system
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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
    • F02M63/023—Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/0235—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure
    • F02M63/025—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure from the common rail

Definitions

  • the invention relates to a pressure relief device for a fuel injection system of internal combustion engines, the fuel injection system being a High pressure fuel pump, a low pressure pump for Pumping fuel from a fuel tank to one Suction side of the high pressure fuel pump, and one Connection initiation, which is a delivery side of the Low pressure pump with the suction side of the high pressure pump connects, has and where the Pressure relief device on the suction side of the High pressure fuel pump is arranged.
  • Such a pressure relief device is, for example, from the DE 199 36 287 A1 known. At this Pressure relief device becomes an electrically switchable Actuator on and off controlled and thus allows a regulation of the pressure on the delivery side of the Low-pressure pump. This is in the de-energized state Actuator opened so that there is no impermissibly high Fuel pressure after switching off the internal combustion engine can form in the fuel injection system.
  • the invention is based on the object, another to provide an improved pressure relief device, which is simple and the operating behavior of the Internal combustion engine improved.
  • This task is done with a pressure relief device for an injection system of internal combustion engines, the Injection system a high pressure fuel pump, one Low pressure pump to deliver fuel from one Fuel tank to a suction side of the High-pressure fuel pump and a connecting line, which is a delivery side of the low pressure pump with the The suction side of the high-pressure pump connects, and has the pressure relief device on the suction side of the High pressure fuel pump is arranged, thereby solved that the pressure relief device as hydraulic controlled pressure relief valve is executed, and that as control pressure the pressure on the front of the Low pressure pump serves.
  • this pressure relief device becomes the electronic control unit of the Fuel injection system relieved as the Pressure relief device works hydraulically. Moreover it is with the invention Pressure relief device possible, a pressure maintenance in the High pressure area of the fuel injection system also at shutdown engine to maintain what a subsequent restart of the Internal combustion engine relieved.
  • Pressure relief valve is a housing with a stepped Hole has that in the stepped hole Is stepped piston sealing that an annular surface of the Step piston and the stepped bore an annulus limit that this annulus with the pressure on the Delivery side of the low pressure pump is acted on that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and against that of the annulus on the step piston applied hydraulic force against a sealing seat is pressed, and that through the sealing seat hydraulic connection between the suction side of the High pressure fuel pump and a fuel return is interruptible.
  • the Internal combustion engine ensures that on the front the low pressure pump no impermissibly high pressures occur. Such pressures can occur, for example, if a fuel line is kinked or clogged.
  • the pressure relief device opens and gives a connection between the suction side of the High pressure fuel pump and fuel return free, so that there is a decrease in pressure.
  • the stepped piston counteracts a spring force opened and thus allows a pressure reduction on the Suction side of the high pressure fuel pump and consequently in the entire high-pressure area of the fuel injection system. This can destroy the fuel injection system by overpressures, such as in push mode or after the shutdown of the internal combustion engine at operating temperature can occur can be prevented.
  • the pressure relief device according to the invention simple and space-saving and inexpensive produced.
  • the pressure relief valve has a housing with a stepped hole has that in the stepped hole a stepped piston is guided that an annular surface of the Step piston and the stepped bore an annulus limit that this annulus with the pressure on the Delivery side of the low pressure pump is acted on that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and against that of the annulus on the step piston applied hydraulic force against a sealing seat is pressed, and that through the sealing seat hydraulic connection between the suction side of the High pressure fuel pump and the annulus interruptible is.
  • control line from the delivery side of the low pressure pump branches off the connecting line, and that the control line opens into the annulus of the pressure relief valve, and / or that in the control line a first choke is provided so that through the control line flowing fuel quantity is limited.
  • a second throttle can be provided.
  • a check valve in the Connection line arranged downstream of the junction Control line and upstream of the junction of the Pressure compensation line arranged.
  • a fuel filter can be arranged in the Connecting line.
  • Fuel at least one jet pump to fill one Baffle is filled in the fuel tank.
  • Alternative embodiments of the invention provide that the sealing seat one with the first face of the Has stepped piston cooperating sealing edge, or that the first face of the stepped piston is frustoconical, and that the sealing seat is also frustoconical.
  • FIG. 1 is a first embodiment Injection system according to the invention as a block diagram shown.
  • a high-pressure fuel pump has one Suction side 3 and a pressure side 5. On the pressure side are on the high-pressure fuel pump 1 a common rail 7 and several injectors 9 connected.
  • a pressure sensor 11 At Common Rail 7 is a pressure sensor 11 and a pressure control or Pressure relief valve 13 arranged. From the pressure control valve 13 leads a connecting line 15 to the suction side of the High pressure fuel pump 1. Alternatively, the Connection line 15 also open into a tank 17. about a leakage line 19 is the amount of leakage High-pressure fuel pump 1 also in tank 17 dissipated.
  • a low-pressure pump 21 is arranged in the tank 17.
  • the Low-pressure pump 21 can, for example, be controlled as required electric fuel pump.
  • the Low pressure pump 21 sucks fuel (not shown) from the fuel tank 17 and promotes it in a Connection line 23.
  • the connection line 23 connects a delivery side 25 of the low pressure pump 21 with the Intake side 3 of the high-pressure fuel pump 1.
  • a check valve 27 In the Connection line 23 are a check valve 27 and a Fuel filter 29 arranged.
  • Upstream of the Check valve 27 branches a control line 31 to one Pressure relief valve 32 from.
  • the pressure relief valve 33 consists of a housing 35 with a stepped Inner bore 37 in which a stepped piston 39 seals is.
  • the stepped piston 39 and the housing 35 form one annular annular space 41 in which the control line 31 empties.
  • a sealing seat 45 On its first face 43 Step piston in the position shown in Figure 1 a sealing seat 45, which is part of the housing 35.
  • the Sealing seat 45 has the shape of a circle.
  • the sealing seat 45 divides the first end face 43 of the stepped piston 39 into an inner surface 47 and an annular outer surface 49.
  • a compression spring 53 presses the stepped piston 39 against the sealing seat 45 for as long as the hydraulic forces the pressure forces of the fuel in the Annulus 41 and the inner surface 47 of the first Front surface 43 acting hydraulic forces less than the pressing force of the compression spring 53.
  • a leakage discharge 57 from the housing 35 of the Pressure relief valve 33 may allow removal occurring leaks. It has proven to be beneficial made when the pressure relief valve 33 on the Top of the tank 17 is installed because then the Leakage without additional pipe directly through the Leakage discharge 57 can be returned to the tank 17.
  • FIG. 1 An alternative embodiment of the invention Pressure relief valve 33 is shown in Figure 2. The same components are provided with the same reference symbols and what has been said regarding FIG. 1 applies accordingly.
  • This embodiment is the same as that Embodiment according to Figure 1 from a leakage discharge 57 the housing 35 of the pressure relief valve 33 is provided.
  • a channel 59 can also be used corresponding hole (not shown) in the stepped piston 39 or a groove (not shown) in the stepped piston 39 be provided.

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Abstract

Es wird eine hydraulische Druckentlastungseinrichtung (33) vorgeschlagen, welche einerseits eine Druckhaltung im Hochdruckbereich einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1) bei abgestellter Brennkraftmaschine gewährleistet und andererseits unzulässig hohe Drücke im Hochdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) abbaut. Außerdem ist durch die das erfindungsgemäße Druckentlastungsventil (33) gewährleistet, dass beim Starten der Brennkraftmaschine die Niederdruckpumpe (21) ausschließlich Kraftstoff zur Kraftstoffhochdruckpumpe (1) fördert, so dass dort der Druckaufbau schnellstmöglich erfolgt. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen, wobei die Kraftstoffeinspritzanlage eine Kraftstoffhochdruckpumpe, eine Niederdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe, und eine Verbindungseinleitung, welche eine Förderseite der Niederdruckpumpe mit der Saugseite der Hochdruckpumpe verbindet, aufweist und wobei die Druckentlastungseinrichtung auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist.
Eine solche Druckentlastungseinrichtung ist bspw. aus der DE 199 36 287 A1 bekannt. Bei dieser Druckentlastungseinrichtung wird ein elektrisch schaltbares Stellglied getaktet auf- und zugesteuert und erlaubt somit eine Regelung des Drucks auf der Förderseite der Niederdruckpumpe. Im stromlosen Zustand ist dieses Stellglied geöffnet, so dass sich kein unzulässig hoher Kraftstoffdruck nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in der Kraftstoffeinspritzanlage bilden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine weiter verbesserte Druckentlastungseinrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.
Diese Aufgabe wird bei einer Druckentlastungseinrichtung für eine Einspritzanlage von Brennkraftmaschinen, wobei die Einspritzanlage eine Kraftstoffhochdruckpumpe, eine Niederdruckpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und eine Verbindungsleitung, welche eine Förderseite der Niederdruckpumpe mit der Saugseite der Hochdruckpumpe verbindet, aufweist, und wobei die Druckentlastungseinrichtung auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet ist, dadurch gelöst, dass die Druckentlastungseinrichtung als hydraulisch gesteuertes Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist, und dass als Steuerdruck der Druck auf der Vorderseite der Niederdruckpumpe dient.
Bei dieser erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung wird das elektronische Steuergerät der Kraftstoffeinspritzanlage entlastet, da die Druckentlastungseinrichtung hydraulisch arbeitet. Außerdem ist es mit der erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung möglich, eine Druckhaltung im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auch bei abgeschalteter Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten, was eine anschließende Wiederinbetriebnahme der Brennkraftmaschine erleichtert.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben dichtend geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und einem Kraftstoffrücklauf unterbrechbar ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf einfache Weise gewährleistet, dass beim Anfahren der Brennkraftmaschine und infolgedessen niedrigem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe der gesamte von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff direkt zur Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird und somit ein schnellstmöglicher Druckaufbau in der Einspritzanlage erzielt wird. Andererseits ist während des Betriebs der Brennkraftmaschine sichergestellt, dass auf der Vorderseite der Niederdruckpumpe keine unzulässig hohen Drücke auftreten. Solche Drücke können sich bspw. einstellen, wenn eine Kraftstoffleitung abgeknickt oder verstopft ist. In diesem Fall öffnet die Druckentlastungseinrichtung und gibt eine Verbindung zwischen der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Kraftstoffrücklauf frei, so dass ein Druckabbau stattfindet.
Wenn sich während oder nach des Betriebs der Brennkraftmaschine auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe ein unzulässig hoher Druck einstellt, wird der Stufenkolben entgegen einer Federkraft geöffnet und erlaubt somit einen Druckabbau auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und infolgedessen im gesamten Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage. Dadurch können Zerstörungen der Kraftstoffeinspritzanlage durch Überdrücke, wie sie bspw. im Schiebebetrieb oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine mit Betriebstemperatur auftreten können, verhindert werden. Dabei ist die erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung einfach und platzsparend aufgebaut und außerdem kostengünstig herstellbar.
Bei einer anderen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum unterbrechbar ist.
Bei dieser Variante fällt keine Leckagemenge an, so dass eine bedarfsgesteuerte Niederdruckpumpe eine minimale Leistungsaufnahme aufweist. Dadurch erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Außerdem wird, wegen des fehlenden Kraftstoffrücklaufs, die Gefahr von Undichtigkeiten reduziert.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum durch einen Kanal im Gehäuse oder im Stufenkolben oder eine Nut im Stufenkolben gebildet wird, so dass auf einfachste Weise die gewünschte hydraulische Verbindung herstellbar ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass auf der Förderseite der Niederdruckpumpe eine Steuerleitung von der Verbindungsleitung abzweigt, und dass die Steuerleitung in den Ringraum des Druckbegrenzungsventils mündet, und/oder dass in der Steuerleitung eine erste Drossel vorgesehen ist, so dass die durch die Steuerleitung fließende Kraftstoffmenge begrenzt wird.
Bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung zweigt auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe eine Druckausgleichsleitung von der Verbindungsleitung ab und wird eine von dem Dichtsitz begrenzte Teilfläche der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens mit dem Druck in der Druckausgleichsleitung beaufschlagt, so dass beim Auftreten eines unzulässig hohen Drucks auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe der Stufenkolben vom Dichtsitz abgehoben wird und somit ein Druckabbau möglich ist.
Zur Begrenzung der durch die Druckausgleichsleitung fließenden Kraftstoffmenge kann in der Druckausgleichsleitung eine zweite Drossel vorgesehen sein.
Zur Verbesserung der Druckhaltung bei abgestellter Brennkraftmaschine ist stromabwärts der Abzweigung der Steuerleitung und stromaufwärts der Abzweigung der Druckausgleichsleitung ein Rückschlagventil in der Verbindungsleitung angeordnet. Außerdem kann in der Verbindungsleitung ein Kraftstofffilter angeordnet sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das mit dem im Kraftstoffrücklauf fließenden Kraftstoff mindestens eine Strahlpumpe zur Befüllung eines Schwalltopfs im Kraftstofftank befüllt wird.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in dem Druckbegrenzungsventil eine Druckfeder vorhanden ist, dass sich die Druckfeder einenends mindestens mittelbar gegen das Gehäuse und anderenends mindestens mittelbar gegen den Stufenkolben abstützt, so dass auf einfache Weise der Öffnungsdruck der Druckentlastungseinrichtung eingestellt werden kann.
Weiterhin empfiehlt es sich in dem Gehäuse des Druckbegrenzungsventils eine Leckageabfuhr vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Druckbegrenzungsventil oberhalb oder innerhalb des Kraftstofftanks eingebaut wird, so dass eventuell austretende Leckagen direkt in den Kraftstofftank zurückfließen.
Alternative Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Dichtsitz eine mit der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens zusammenwirkende Dichtkante aufweist, oder dass die erste Stirnfläche des Stufenkolbens kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und dass der Dichtsitz ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen zu entnehmbar.
Zeichnung
Es zeigen
Figur 1
ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils und
Figur 2
ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage als Blockschaltbild dargestellt. Eine Kraftstoffhochdruckpumpe weist eine Saugseite 3 und eine Druckseite 5 auf. Druckseitig sind an die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ein Common-Rail 7 sowie mehrere Injektoren 9 angeschlossen. Am Common-Rail 7 ist ein Drucksensor 11 sowie ein Druckregel- oder Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet. Vom Druckregelventil 13 führt eine Verbindungsleitung 15 zur Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. Alternativ kann die Verbindungsleitung 15 auch in einen Tank 17 münden. Über eine Leckageleitung 19 wird die Leckagemenge der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ebenfalls in den Tank 17 abgeführt.
In dem Tank 17 ist eine Niederdruckpumpe 21 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 21 kann bspw. als bedarfsgesteuerte elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet sein. Die Niederdruckpumpe 21 saugt Kraftstoff (nicht dargestellt) aus dem Kraftstofftank 17 an und fördert sie in eine Verbindungsleitung 23. Die Verbindungsleitung 23 verbindet eine Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 mit der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. In der Verbindungsleitung 23 sind ein Rückschlagventil 27 und ein Kraftstofffilter 29 angeordnet. Stromaufwärts des Rückschlagventils 27 zweigt eine Steuerleitung 31 zu einem Druckentlastungsventil 32 ab. Das Druckentlastungsventil 33 besteht aus einem Gehäuse 35 mit einer gestuften Innenbohrung 37 in der ein Stufenkolben 39 dichtend geführt ist. Der Stufenkolben 39 und das Gehäuse 35 bilden eine ringförmigen Ringraum 41 in welchen die Steuerleitung 31 mündet. An seiner ersten Stirnfläche 43 liegt der Stufenkolben in der in Figur 1 dargestellten Stellung an einem Dichtsitz 45, der Teil des Gehäuses 35 ist, auf. Der Dichtsitz 45 hat die Form eines Kreises. Der Dichtsitz 45 unterteilt die erste Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 in eine innere Fläche 47 und eine ringförmige äußere Fläche 49. Über eine Ausgleichsleitung 51, die von der Saugseite 3 der Krafstoffhochdruckpumpe 1 abzweigt, wird die innere Fläche 47 mit dem auf der Saugseite 3 herrschenden Druck beaufschlagt.
Zwischen dem Stufenkolben 39 und dem Gehäuse 35 ist auf der der ersten Stirnfläche 43 gegenüberliegenden Seite des Stufenkolbens 39 eine Druckfeder 53. Die Druckfeder 53 presst den Stufenkolben 39 gegen den Dichtsitz 45, solange die hydraulischen Kräfte die Druckkräfte des Kraftstoffs im Ringraum 41 und die auf die innere Fläche 47 der ersten Stirnfläche 43 wirkenden hydraulischen Kräfte kleiner als die Anpresskraft der Druckfeder 53 ist.
Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, wird der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gehalten, da sowohl das Rückschlagventil 27 als auch das Druckausgleichsventil 33 geschlossen sind, sobald auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 kein Druck mehr anliegt. Wenn nun unzulässig hohe Drücke auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 auftreten, bspw. durch Ausdehnung auf Grund von Wärmedehnungen im Bereich des Common-Rails 7, wird die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft so groß, dass sie die Anpresskraft der Druckfeder 43 überwindet und der Stufenkolben 39 hebt sich vom Dichtsitz 45 ab. In diesem Augenblick wird eine hydraulische Verbindung zwischen der Ausgleichsleitung 51 und einem Kraftstoffrücklauf 55 hergestellt, so dass sich der hohe Druck auf der Saugseite 3 abbauen kann.
Wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen werden soll, ist zunächst der Druck auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe nicht hoch genug, um über den Ringraum 41 den Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 abzuheben, so dass der gesamte von der Niederdruckpumpe 21 geförderte Kraftstoff über das Rückschlagventil 27 zur Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 gefördert wird. Auch über die Ausgleichsleitung 51 wird der Stufenkolben 39 nicht vom Dichtsitz 45 abgehoben. Dies bedeutet, dass ein schnellstmöglicher Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gewährleistet ist.
Eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 erlaubt die Abfuhr evtentuell auftretender Leckagen. Es hat sich als vorteilhaft hearusgestellt, wenn das Druckentlastungsventil 33 an der Oberseite des Tanks 17 installiert wird, da dann die Leckage ohne zusätzliche Leitung direkt über die Leckageabfuhr 57 in den Tank 17 zurückgeführt werden kann.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils 33 ist in Figur 2 dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das betreffend Figur 1 Gesagte entsprechend.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 vorgesehen.
Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine hydraulische Verbindung zwischen der äußeren Fläche 49 der ersten Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 und dem Ringraum 41 vorhanden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die hydraulische Verbindung durch einen Kanal 59 im Gehäuse 35 realisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirken sowohl die auf die äußere Fläche 49 und auf die Stufe des Stufenkolbens, welche den Ringraum 41 begrenzt, wirkenden Druckkräfte additiv in entgegengesetzter Richtung zu der Federkraft der Druckfeder 53.
Während des Stillstands der Brennkraftmaschine findet eine Druckentlastung auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 statt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in der Ausgleichsleitung 51 eine Drossel 61 vorgesehen, die die Durchflussmenge des Kraftstoffs durch die Ausgleichsleitung 51 begrenzt. Wenn die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft groß genug ist, um die Anpresskraft der Druckfeder 53 zu überwinden, hebt der Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 ab und Kraftstoff kann über den Kanal 49, den Ringraum 41 und die Steuerleitung 31 und die Niederdruckpumpe 21 in den Tank abfließen. Dies setzt voraus, dass zwischen der Abzweigung der Steuerleitung 31 und dem Tank kein Rückschlagventil vorgesehen ist.
Wenn der Druck auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe bei abgestellter Brennkraftmaschine inner halb der zulässigen Grenzen liegt, presst die Druckfeder 53 den Stufenkolben 39 wieder gegen den Dichtsitz 45, so dass über die Ausgleichsleitung 51 kein Druckabbau stattfindet. Das Rückschlagventil 27 in der Verbindungsleitung 22 sorgt dafür, dass auch auf diesem Wege kein Druckabbau möglich ist.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein, welches den Stufenkolben 39 etwas vom Dichtsitz 45 abhebt. Sobald nämlich der Druck auf der Saugseite 3 sowie der Druck in der Steuerleitung 31 ausreichend hoch sind, um den Steuerkolben 39 abzuheben, ist eine hydraulische Verbindung, welche das Rückschlagventil 27 umgeht, über die Steuerleitung 31 und den die Ausgleichsleitung 51 geöffnet. Über die erste Drossel 61 und eine zweite Drossel 63, welche in der Steuerleitung 31 angeordnet ist, wird dafür gesorgt, dass einerseits ein Druckausgleich möglich ist, und dass andererseits die Fördermenge, der bedarfsgesteuerten Niederdruckpumpe 21, so klein wie möglich bleibt. Damit wird auch der Antriebsenergiebedarf der Niederdruckpumpe 21 minimiert, was den Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht.
Alternativ kann an Stelle des Kanals 59 auch eine entsprechende Bohrung (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 oder eine Nut (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 vorgesehen werden.

Claims (15)

  1. Druckentlastungseinrichtung für eine Einspritzanlage von Brennkraftmaschinen, wobei die Einspritzanlage eine Kraftstoffhochdruckpumpe (1), eine Niederdruckpumpe (21) zur Förderung von Kraftstoff aus einen Kraftstofftank (17) zu einer Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) und eine Verbindungsleitung (23), welche eine Förderseite (25) der Niederdruckpumpe (21) mit der Saugseite (3) der Hochdruckpumpe (1) verbindet, aufweist, und wobei die Druckentlastungseinrichtung auf der Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als hydraulisch gesteuertes Druckbegrenzungsventil (33) ausgeführt ist, und dass als Steuerdruck der Druck auf der Förderseite (25) der Niederdruckpumpe (1) dient.
  2. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (33) ein Gehäuse (35) mit einer gestuften Bohrung (37) aufweist, dass in der gestuften Bohrung (37) ein Stufenkolben (39) geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens (39) und die gestufte Bohrung (37) einen Ringraum (41) begrenzen, dass der Ringraum (41) mit dem Druck auf der Förderseite (25) der Niederdruckpumpe (21) beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben (39) mit einer ersten Stirnfläche (43) federbelastet und entgegen der von dem Ringraum (41) auf den Stufenkolben (39) ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz (45) gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz (45) eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) und einem Kraftstoffrücklauf (55) unterbrechbar ist.
  3. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (33) ein Gehäuse (35) mit einer gestuften Bohrung (37) aufweist, dass in der gestuften Bohrung (37) ein Stufenkolben (39) geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens (39) und die gestufte Bohrung (37) einen Ringraum (41) begrenzen, dass der Ringraum (41) mit dem Druck auf der Förderseite (25) der Niederdruckpumpe (21) beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben (39) mit einer ersten Stirnfläche (43) federbelastet und entgegen der von dem Ringraum () auf den Stufenkolben () ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz (45) gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz (45) eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) und dem Ringraum (41) unterbrechbar ist.
  4. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindung zwischen Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) und dem Ringraum (41) durch einen Kanal (59) im Gehäuse (35) oder im Stufenkolben (39) oder eine Nut im Stufenkolben (39) gebildet wird.
  5. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Förderseite (25) der Niederdruckpumpe (21) eine Steuerleitung (31) von der Verbindungsleitung (23) abzweigt, und dass die Steuerleitung (23) in den Ringraum (41) des Druckbegrenzungsventils (33) mündet.
  6. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerleitung (31) eine erste Drossel (61) vorgesehen ist.
  7. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Saugseite (3) der Kraftstoffhochdruckpumpe (1) eine Druckausgleichsleitung (51) von der Verbindungsleitung (15) abzweigt, und dass eine von dem Dichtsitz (45) begrenzte Teilfläche (47) der ersten Stirnfläche (43) des Stufenkolbens (39) mit dem Druck in der Druckausgleichsleitung (51) beaufschlagt wird.
  8. Druckentlastungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckausgleichsleitung (51) eine zweite Drossel (63) vorgesehen ist.
  9. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Abzweigung der Steuerleitung (31) und stromaufwärts der Abzweigung der Druckausgleichsleitung (51) ein Rückschlagventil (27) in der Verbindungsleitung (23) angeordnet ist.
  10. Druckentlastungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsleitung (23) ein Kraftstoffilter (29) angeordnet ist.
  11. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem im Kraftstoffrücklauf (55) fließenden Kraftstoff mindestens eine Strahlpumpe zur Befüllung eines Schwalltopfs im Kraftstofftank (17) befüllt wird.
  12. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Druckbegrenzungsventil (33) eine Druckfeder (53) vorhanden ist, dass sich die Druckfeder (53) einends mindestens mittelbar gegen das Gehäuse (35) und anderenends mindestens mittelbar gegen den Stufenkolben (39) abstützt.
  13. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (35) des Druckbegrenzungsventils (33) eine Leckageabfuhr (57) vorhanden ist.
  14. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtsitz (45) eine mit der ersten Stirnfläche (43) des Stufenkolbens (39) zusammenwirkende Dichtkante aufweist.
  15. Druckentlastungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche (43) des Stufenkolbens (39) kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und dass der Dichtsitz (45) ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist.
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