EP1389683B1 - Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine Download PDF

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EP1389683B1
EP1389683B1 EP20030018429 EP03018429A EP1389683B1 EP 1389683 B1 EP1389683 B1 EP 1389683B1 EP 20030018429 EP20030018429 EP 20030018429 EP 03018429 A EP03018429 A EP 03018429A EP 1389683 B1 EP1389683 B1 EP 1389683B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
valve
pump
injection device
fuel injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP20030018429
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1389683A3 (de
EP1389683A2 (de
Inventor
Ulrich Maier
Matthias Distel
Achim Koehler
Sascha Ambrock
Peter Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1389683A2 publication Critical patent/EP1389683A2/de
Publication of EP1389683A3 publication Critical patent/EP1389683A3/de
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Publication of EP1389683B1 publication Critical patent/EP1389683B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • 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
    • F04B23/00—Pumping installations or systems
    • F04B23/04—Combinations of two or more pumps
    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/18—Lubricating

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection device is characterized by the DE 199 26 308 A1 known.
  • This fuel injection device has a feed pump, is conveyed by the fuel from a fuel tank to the suction side of a high-pressure pump.
  • the high-pressure pump delivers fuel under high pressure into a reservoir, from which fuel is removed for injection at the internal combustion engine.
  • a bypass leads to a drive region of the high-pressure pump in order to supply it with a lubricant quantity of fuel.
  • From the drive range of the high-pressure pump several connections lead to a return, via which the lubricant quantity is returned to the fuel tank.
  • At least one connection to the return line has a fixed throttle point and at least one further connection to the return line is controlled by a valve.
  • the valve is designed as a check valve and serves to maintain a certain pressure in the drive region of the high-pressure pump while the throttle point in the other connection is used to vent the drive region.
  • the amount of fuel guided through the drive range of the high-pressure pump is determined by the dimensioning of the throttle point and the opening pressure of the check valve. In particular, at high temperature of the fuel decreases its lubricating effect, so that under certain circumstances no adequate lubrication and also no sufficient cooling of the drive range is ensured.
  • the fuel injection device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the guided through the drive range of the high-pressure pump fuel quantity is increased by the valve with increasing fuel temperature and thus sufficient lubrication and cooling of the drive range can be ensured even at high fuel temperature.
  • FIG. 1 a fuel injection device for an internal combustion engine in a schematic representation
  • FIG. 2 a high-pressure pump of the fuel injection device
  • FIG. 3 a valve of Fuel injection device according to a first embodiment example
  • FIG. 4 the valve according to a second embodiment.
  • FIG. 1 a fuel injection device for an internal combustion engine, for example of a motor vehicle is shown.
  • the internal combustion engine is preferably a self-igniting internal combustion engine and has one or more cylinders.
  • the motor vehicle has a fuel tank 10, is stored in the fuel for the operation of the internal combustion engine.
  • the fuel injection device has a feed pump 12, is conveyed by the fuel from the fuel tank 10 to a high-pressure pump 14.
  • the high-pressure pump 14 delivers fuel into a reservoir 16, which may be formed, for example, tubular or in any other form. From the memory 16 lead lines 18 to arranged on the cylinders of the internal combustion engine injectors 20 from.
  • an electric control valve 22 through which an opening of the injectors 20 is controlled so as to effect fuel injection by the respective injector 20 or prevent fuel injection.
  • the control valves 22 are controlled by an electronic control device 23, is determined by the function of operating parameters of the internal combustion engine, such as speed, load, temperature and others, the timing and duration of the fuel injection by the injectors 20.
  • the high-pressure pump 14 is mechanically driven by the internal combustion engine and thus proportional to the speed of the internal combustion engine.
  • the feed pump 12 can also mechanically by the internal combustion engine are driven, wherein for the high-pressure pump 14 and the feed pump 12 may be provided a common drive shaft.
  • the feed pump 12 may alternatively also have, for example, an electric motor drive.
  • the high pressure pump 14 may be formed as a radial piston pump and has a plurality, for example, three equally spaced angularly spaced pump elements 30.
  • the pump elements 30 each have one in a cylinder bore 32 tightly guided pump piston 34 which limits a pump working space 36.
  • the pump pistons 34 are each driven by a lifting ring in the form of a polygonal ring 38 which is mounted on an eccentric portion of an eccentric shaft 40, and a transmission element, for example in the form of a piston foot 42 supported on the polygon ring 38.
  • the eccentric shaft 40 is rotatably mounted in a housing 44 of the high-pressure pump 14, for example via two bearings 46, which may be formed as sliding bearings or as rolling bearings.
  • an outlet valve 48 which opens toward the reservoir 16 is arranged in the form of a check valve, by means of which the separation between the pump working chambers 36 and the reservoir 16 takes place during the suction stroke of the pump piston 34.
  • each one to the pump working spaces 36 toward opening inlet valve 50 is arranged in the form of a check valve through which the separation between the pump working chambers 36 and the feed pump 12 during the delivery stroke of the pump piston 34 takes place.
  • the pump work spaces 36 are connected to the outlet of the feed pump 12 with the intake valves 50 open, and are filled with fuel, the pump work spaces 36 being separated from the reservoir 16 by the closed exhaust valves 48.
  • the pump work spaces 36 are connected to the reservoir 16 with the exhaust valves 48 open and disconnected from the outlet of the delivery pump 12 by the closed intake valves 50.
  • one or more filters are preferably arranged. It may, for example, starting from the fuel tank 10, first a coarse filter 52 and this downstream a fine filter 54 may be provided, the fine filter 54 may additionally have a water separator.
  • the fuel injector further includes a fuel metering device 56 disposed in communication between the delivery pump 12 and the high pressure pump 14.
  • the fuel metering device 56 has, for example, a control valve 58 actuated by an electrical actuator 57, for example an electromagnet or a piezoactuator, by means of which the flow from the delivery pump 12 to the high-pressure pump 14 can be continuously adjusted.
  • the fuel metering device 56 is also controlled by the control device 23, in such a way that the high-pressure pump 14 is supplied to a defined amount of fuel, which in turn is then conveyed by the high-pressure pump 14 under high pressure in the memory 16 to 16 in the memory a predetermined operating parameters maintain the engine dependent pressure.
  • a pressure sensor 17 which is arranged, which is connected to the control device 23, which thus receives signals about the actual pressure in the memory 16 and the fuel metering means 56 controls such that the flow of fuel to High pressure pump 14 is adjusted so that the predetermined pressure in the memory 16 is reached.
  • bypass 60 From the connection between the feed pump 12 and the fuel meter 56 leads upstream of the fuel metering 56, a bypass 60 from.
  • the bypass 60 has a connection 62 to the drive region of the high-pressure pump 14, which comprises the eccentric shaft 40 arranged in the interior of the housing 44 with their bearing points 46, the polygon ring 38 and the rollers 42 of the pump elements 32.
  • a throttle point 64 is arranged, through which the flow through the connection 62 is limited. The amount of fuel supplied to the interior of the housing 44 reaches the bearings 46, the polygon ring 38 and the piston roots 42 of the pump elements 32 and lubricates them.
  • the supplied lubricating amount of fuel via, for example, from the bearings 46 laxative compounds 66 drain, leading to a return 68, which opens at least indirectly in the fuel tank 10.
  • a throttle point 70 is arranged in each case.
  • connection 72 which leads to the return 68 and which is controlled by a pressure valve 74.
  • the pressure valve 74 By the pressure valve 74, the connection 72 is released when the pressure between the feed pump 12 and the fuel metering device 56 exceeds a predetermined value, so that then fuel can flow directly into the return 68.
  • the connection 72 is closed by the pressure valve 74.
  • From the drive range of the high-pressure pump 14 also performs a further connection 80 to the return 68 from which Valve 82 is controlled.
  • Valve 82 Through the valve 82, the flow area in the connection 80 can be controlled and thus the flow area for the fuel flowing out of the drive area.
  • the valve 82 When the valve 82 is closed, no fuel can flow out of the drive region through the connection 80, but only through the connections 66 whose flow cross-section is limited by the throttle points 70.
  • the valve 82 is opened, in addition to the connection 66 with the connection 80, a further flow cross-section is released, so that a larger amount of fuel can flow out of the drive region of the high-pressure pump 14. Overall, therefore, with the valve 82, the fuel quantity flowing through the drive region of the high-pressure pump 14 can be changed.
  • valve 82 is designed as a simple switching valve that can be switched between a fully open and a fully closed position. Alternatively, it may also be provided that through the valve 82, a variable flow area in the connection 80 can be adjusted, wherein the change in the flow area can be continuous or stepwise.
  • the valve 82 is controlled depending on the temperature of the fuel supplied to the driving portion of the high-pressure pump 14 such that the valve 82 is closed at a low fuel temperature or only opens a small flow area and opens at a high fuel temperature or releases a large flow area.
  • the amount of fuel flowing through the drive range of the high-pressure pump 14 can be changed depending on the fuel temperature, so that at high fuel temperature, a larger amount of fuel flows through the drive region and thus improved lubrication and cooling, especially between the piston feet 42 and the Polygon ring 38 is reached.
  • valve 82 is shown according to a first embodiment in which this is designed as an electrically operated valve.
  • the valve 82 may be formed, for example, as a solenoid valve and is controlled by the control device 23.
  • the valve 82 may be formed as a 2/2-way valve, which is switchable between an open and a closed position.
  • the valve 82 may also be formed as a proportional valve, are set by the differently sized flow areas.
  • a temperature sensor 84 is arranged, which is connected to the control device 23, which is thus supplied with a signal for the fuel temperature.
  • the temperature sensor 84 may also be arranged in the fuel tank 10 or at another location of the fuel injection device, for example in the connection between the feed pump 12 and the fuel tank 10 or the high-pressure pump 14.
  • the valve 82 is then as explained above depending on the Fuel temperature controlled.
  • the valve 82 may also be formed as a clock valve which is opened and closed in clocked fashion by the control device 23, so that on average a certain opening duration of the valve 82 and thus a certain flow area in the connection 80 results.
  • provision may also be made for the valve 82 to be opened by the control device 23 as a function of operating parameters of the internal combustion engine, in particular load and / or rotational speed. It can be provided that the temperature limit, when exceeded by the control device 23, the valve 82 is opened, taking into account operating parameters the internal combustion engine, in particular load and / or speed, is set variably.
  • valve 82 is shown according to a second embodiment in which this is designed as a mechanically operated valve.
  • the valve 82 in this case has a switching element 86 which is flowed around by the fuel, and which changes its shape depending on the fuel temperature and thereby closes or releases the flow area.
  • the switching element 86 may in particular consist of bimetal, in which results due to different expansion coefficients of two different metals, the shape change depending on the fuel temperature.
  • the switching element 86 may be formed as a spring, through which a valve member 88 of the valve 82 is acted upon. With increasing fuel temperature while the bias of the spring 86 decreases, so that the valve member 88 releases a flow area in the connection 80.
  • the valve 82 At low fuel temperature, for example, less than 80 ° C, the valve 82 is closed, so that the entire amount of lubricating fuel flows through the bearings 46 of the eccentric shaft 40 via the connections 66 with the throttle bodies 70 in the return 68. At high fuel temperature, for example more than 80 ° C, the valve 82 is opened and releases a flow area in the connection 80.
  • the lubricating quantity of fuel supplied to the drive region of the high-pressure pump 14 is divided into a partial quantity which is transferred from the bearing points 46 via the connection 66 to the throttling points 70 in the return line flows out, and a subset, which through the interior of the housing 44, in which the polygon ring 38 and the piston feet 42 are arranged, via the connection 80 and the open valve 82 flows into the return line 68.
  • the valve 82 When the valve 82 is open, it results in a larger subset of fuel, which flows from the interior of the housing 44 via the connection 80, whereby the temperature level in the interior of the housing 44 can be maintained or reduced. When falling below a predetermined temperature level, the valve 82 closes again.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.
  • Eine solche Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist durch die DE 199 26 308 A1 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe auf, durch die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert wird. Durch die Hochdruckpumpe wird Kraftstoff unter Hochdruck in einen Speicher gefördert, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird Von der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Hochdruckpumpe führt ein Bypass zu einem Antriebsbereich der Hochdruckpumpe ab, um diesem eine Schmiermenge an Kraftstoff zuzuführen. Vom Antriebsbereich der Hochdruckpumpe führen mehrere Verbindungen zu einem Rücklauf ab, über die die Schmiermenge zum Kraftstoffvorratsbehälter zurückgeführt wird. Wenigstens eine Verbindung zum Rücklauf weist eine feste Drosselstelle auf und wenigstens eine weitere Verbindung zum Rücklauf ist durch ein Ventil gesteuert. Das Ventil ist dabei als Rückschlagventil ausgebildet und dient dazu im Antriebsbereich der Hochdruckpumpe einen bestimmten Druck aufrechtzuerhalten während die Drosselstelle in der anderen Verbindung zur Entlüftung des Antriebsbereichs dient. Die durch den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe geführte Kraftstoffmenge ist durch die Dimensionierung der Drosselstelle und den Öffnungsdruck des Rückschlagventils festgelegt. Insbesondere bei hoher Temperatur des Kraftstoffs nimmt dessen Schmierwirkung ab, so dass unter Umständen keine ausreichende Schmierung und außerdem keine ausreichende Kühlung des Antriebsbereichs gewährleistet ist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch das Ventil mit zunehmender Kraftstofftemperatur die durch den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe geführte Kraftstoffmenge erhöht wird und somit auch bei hoher Kraftstofftemperatur eine ausreichende Schmierung und Kühlung des Antriebsbereichs sichergestellt werden kann.
  • In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ist auch bei hoher Kraftstofftemperatur eine ausreichende Schmierung zwischen dem Polygonring und dem Übertragungselement sichergestellt.
    • Zeichnung
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung, Figur 2 eine Hochdruckpumpe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung, Figur 3 ein Ventil der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungbeispiel und Figur 4 das Ventil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise eine selbstzündende Brennkraftmaschine und weist einen oder mehrere Zylinder auf. Das Kraftfahrzeug weist einen Kraftstoffvorratsbehälter 10 auf, in dem Kraftstoff für den Betrieb der Brennkraftmaschine bevorratet ist. Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist eine Förderpumpe 12 auf, durch die Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 10 zu einer Hochdruckpumpe 14 gefördert wird. Die Hochdruckpumpe 14 fördert Kraftstoff in einen Speicher 16, der beispielsweise rohrförmig oder in beliebiger anderer Form ausgebildet sein kann. Vom Speicher 16 führen Leitungen 18 zu an den Zylindern der Brennkraftmaschine angeordneten Injektoren 20 ab. An den Injektoren 20 ist jeweils ein elektrisches Steuerventil 22 angeordnet, durch das eine Öffnung der Injektoren 20 gesteuert wird, um so eine Kraftstoffeinspritzung durch den jeweiligen Injektor 20 zu bewirken oder eine Kraftstoffeinspritzung zu verhindern. Die Steuerventile 22 werden durch eine elektronische Steuereinrichtung 23 angesteuert, durch die in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Drehzahl, Last, Temperatur und weiteren, der Zeitpunkt und die Dauer der Kraftstoffeinspritzung durch die Injektoren 20 bestimmt wird.
  • Die Hochdruckpumpe 14 wird mechanisch durch die Brennkraftmaschine und damit proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Förderpumpe 12 kann ebenfalls mechanisch durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden, wobei für die Hochdruckpumpe 14 und die Förderpumpe 12 eine gemeinsame Antriebswelle vorgesehen sein kann. Die Förderpumpe 12 kann alternativ auch beispielsweise einen elektromotorischen Antrieb aufweisen.
  • Die Hochdruckpumpe 14 kann als Radialkolbenpumpe ausgebildet sein und weist mehrere, beispielsweise drei mit gleichmäßigem Winkelabstand voneinander angeordnete Pumpenelemente 30 auf. Die Pumpenelemente 30 weisen jeweils einen in einer Zylinderbohrung 32 dicht geführten Pumpenkolben 34 auf, der einen Pumpenarbeitsraum 36 begrenzt. Die Pumpenkolben 34 werden jeweils durch einen Hubring in Form eines Polygonrings 38, der auf einem Exzenterabschnitt einer Exzenterwelle 40 gelagert ist, und ein Übertragungselement, beispielsweise in Form eines sich auf dem Polygonring 38 abstützenden Kolbenfußes 42, in einer Hubbewegung angetrieben. Die Exzenterwelle 40 ist in einem Gehäuse 44 der Hochdruckpumpe 14 beispielsweise über zwei Lagerstellen 46 drehbar gelagert, die als Gleitlager oder als Wälzlager ausgebildet sein können.
  • In den Verbindungen der Pumpenarbeitsräume 36 mit dem Speicher 16 ist jeweils ein zum Speicher 16 hin öffnendes Auslaßventil 48 in Form eines Rückschlagventils angeordnet, durch das die Trennung zwischen den Pumpenarbeitsräumen 36 und dem Speicher 16 beim Saughub der Pumpenkolben 34 erfolgt. In den Verbindungen der Pumpenarbeitsräume 36 mit der Förderpumpe 12 ist jeweils ein zu den Pumpenarbeitsräumen 36 hin öffnendes Einlaßventil 50 in Form eines Rückschlagventils angeordnet, durch das die Trennung zwischen den Pumpenarbeitsräumen 36 und der Förderpumpe 12 beim Förderhub der Pumpenkolben 34 erfolgt. Während eines jeweiligen Saughubs der Pumpenkolben 34, wenn diese sich radial nach innen bewegen, sind die Pumpenarbeitsräume 36 bei geöffneten Einlaßventilen 50 mit dem Auslaß der Förderpumpe 12 verbunden und werden mit Kraftstoff befüllt, wobei die Pumpenarbeitsräume 36 durch die geschlossenen Auslaßventile 48 vom Speicher 16 getrennt sind. Während eines jeweiligen Förderhubs der Pumpenkolben 34, wenn diese sich radial nach außen bewegen, sind die Pumpenarbeitsräume 36 bei geöffneten Auslaßventilen 48 mit dem Speicher 16 verbunden und durch die geschlossenen Einlaßventile 50 vom Auslaß der Förderpumpe 12 getrennt.
  • Zwischen der Förderpumpe 12 und dem Kraftstoffvorratsbehälter 10 sind vorzugsweise ein oder mehrere Filter angeordnet. Es kann beispielsweise ausgehend vom Kraftstoffvorratsbehälter 10 zunächst ein Grobfilter 52 und diesem nachgeordnet ein Feinfilter 54 vorgesehen sein, wobei der Feinfilter 54 zusätzlich einen Wasserabscheider aufweisen kann.
  • Die Kraftstoffeinspritzeinrichtung weist außerdem eine Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 auf, die in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 12 und der Hochdruckpumpe 14 angeordnet ist. Die Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 weist beispielsweise ein durch einen elektrischen Aktor 57, beispielsweise einen Elektromagneten oder einen Piezoaktor, betätigtes Regelventil 58 auf, durch das der Durchfluß von der Förderpumpe 12 zur Hochdruckpumpe 14 kontinuierlich verstellbar ist. Die Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung 23 angesteuert, in der Weise, daß der Hochdruckpumpe 14 eine definierte Kraftstoffmenge zugeführt wird, die dann wiederum durch die Hochdruckpumpe 14 unter Hochdruck in den Speicher 16 gefördert wird, um im Speicher 16 einen vorgegebenen, von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhängigen Druck aufrechtzuerhalten. Am Speicher 16 ist dabei ein Drucksensor 17 angeordnet, der mit der Steuereinrichtung 23 verbunden ist, die somit Signale über den tatsächlichen Druck im Speicher 16 erhält und die die Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 derart ansteuert, daß der Durchfluß von Kraftstoff zur Hochdruckpumpe 14 so eingestellt wird, daß der vorgegebene Druck im Speicher 16 erreicht wird.
  • Von der Verbindung zwischen der Förderpumpe 12 und der Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 führt stromaufwärts vor der Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 ein Bypass 60 ab. Der Bypass 60 weist eine Verbindung 62 zum Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 auf, der die im Inneren des Gehäuses 44 angeordnete Exzenterwelle 40 mit deren Lagerstellen 46, der Polygonring 38 und die Laufrollen 42 der Pumpenelemente 32 umfaßt. In der Verbindung 62 vorzugsweise eine Drosselstelle 64 angeordnet, durch die der Durchfluß durch die Verbindung 62 begrenzt wird. Die dem Inneren des Gehäuses 44 zugeführte Schmiermenge an Kraftstoff gelangt zu den Lagerstellen 46, zum Polygonring 38 und zu den Kolbenfüßen 42 der Pumpenelemente 32 und schmiert diese. Aus dem Inneren des Gehäuses 44 kann die zugeführte Schmiermenge an Kraftstoff über beispielsweise von den Lagerstellen 46 abführende Verbindungen 66 abfließen, die zu einem Rücklauf 68 führen, der zumindest mittelbar in den Kraftstoffvorratsbehälter 10 mündet. In den Verbindungen 66 ist jeweils eine Drosselstelle 70 angeordnet.
  • Vom Bypass 60 führt außerdem eine weitere Verbindung 72 ab, die zum Rücklauf 68 führt und die durch ein Druckventil 74 gesteuert wird. Durch das Druckventil 74 wird die Verbindung 72 freigegeben, wenn der Druck zwischen der Förderpumpe 12 und der Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 einen vorgegebenen Wert überschreitet, so daß dann Kraftstoff direkt in den Rücklauf 68 abfließen kann. Wenn der Druck zwischen der Förderpumpe 12 und der Kraftstoffzumeßeinrichtung 56 unter dem Öffnungsdruck des Druckventils 74 liegt, so wird die Verbindung 72 durch das Druckventil 74 geschlossen.
  • Vom Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 führt außerdem eine weitere Verbindung 80 zum Rücklauf 68 ab, die durch ein Ventil 82 gesteuert wird. Durch das Ventil 82 kann der Durchflußquerschnitt in der Verbindung 80 gesteuert werden und damit der Durchflußquerschnitt für den aus dem Antriebsbereich abfließenden Kraftstoff. Wenn das Ventil 82 geschlossen ist, so kann durch die Verbindung 80 kein Kraftstoff aus dem Antriebsbereich abfließen sondern nur durch die Verbindungen 66, deren Durchflußquerschnitt durch die Drosselstellen 70 begrenzt ist. Wenn das Ventil 82 geöffnet ist, so wird zusätzlich zu den Verbindung 66 mit der Verbindung 80 ein weiterer Durchflußquerschnitt freigegeben, so daß eine größere Kraftstoffmenge aus dem Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 abfließen kann. Insgesamt kann somit mit dem Ventil 82 die den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 durchströmende Kraftstoffmenge verändert werden. Es kann vorgesehen sein, daß das Ventil 82 als einfaches Schaltventil ausgebildet ist, das zwischen einer ganz geöffneten und einer ganz geschlossenen Stellung umgeschaltet werden kann. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß durch das Ventil 82 ein veränderlicher Durchflußquerschnitt in der Verbindung 80 eingestellt werden kann, wobei die Veränderung des Durchflußquerschnitts kontinuierlich oder stufenweise erfolgen kann. Das Ventil 82 wird abhängig von der Temperatur des dem Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 zugeführten Krafftstoffs gesteuert, derart, daß das Ventil 82 bei niedriger Kraftstofftemperatur geschlossen ist oder nur einen kleinen Durchflußquerschnitt freigibt und bei hoher Kraftstofftemperatur geöffnet ist oder einen großen Durchflußquerschnitt freigibt. Durch diese Steuerung des Ventils 82 kann die den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 durchströmende Kraftstoffmenge abhängig von der Kraftstofftemperatur, verändert werden, derart, daß bei hoher Kraftstofftemperatur eine größere Kraftstoffmenge den Antriebsbereich durchströmt und damit eine verbesserte Schmierung und Kühlung vor allem zwischen den Kolbenfüßen 42 und dem Polygonring 38 erreicht ist.
  • In Figur 3 ist das Ventil 82 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem dieses als elektrisch betätigtes Ventil ausgebildet ist. Das Ventil 82 kann beispielsweise als Magnetventil ausgebildet sein und wird durch die Steuereinrichtung 23 angesteuert. Das Ventil 82 kann als 2/2-Wegeventil ausgebildet sein, das zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung umschaltbar ist. Alternativ kann das Ventil 82 auch als Proportionalventil ausgebildet sein, durch das unterschiedlich große Durchflußquerschnitte eingestellt werden. Im Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 oder in der Verbindung 80 stromaufwärts vor dem Ventil 82 ist ein Temperatursensor 84 angeordnet, der mit der Steuereinrichtung 23 verbunden ist, der somit ein Signal für die Kraftstofftemperatur zugeführt wird. Der Temperatursensor 84 kann auch im Kraftstoffvorratsbehälter 10 oder an einer anderen Stelle der Kraftstoffeinspritzeinrichtung angeordnet sein, beispielsweise in der Verbindung zwischen der Förderpumpe 12 und dem Kraftstoffvorratsbehälter 10 oder der Hochdruckpumpe 14. Durch die Steuereinrichtung 23 wird das Ventil 82 dann wie vorstehend erläutert abhängig von der Kraftstofftemperatur angesteuert. Das Ventil 82 kann auch als Taktventil ausgebildet sein, das durch die Steuereinrichtung 23 getaktet geöffnet und geschlossen wird, so daß sich im Mittel eine bestimmte Öffnungsdauer des Ventils 82 und damit ein bestimmter Durchflußquerschnitt in der Verbindung 80 ergibt. Zusätzlich zum Temperatursensor 84 kann auch vorgesehen sein, daß das Ventil 82 durch die Steuereinrichtung 23 abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie insbesondere Last und/oder Drehzahl, geöffnet wird. Es kann dabei vorgesehen sein, daß die Temperaturgrenze, bei deren Überschreiten durch die Steuereinrichtung 23 das Ventil 82 geöffnet wird, unter Berücksichtigung von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, wie insbesondere Last und/oder Drehzahl, variabel festgelegt wird.
  • In Figur 4 ist das Ventil 82 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem dieses als mechanisch betätigtes Ventil ausgebildet ist. Das Ventil 82 weist dabei ein Schaltelement 86 auf, das vom Kraftstoff umströmt ist, und das abhängig von der Kraftstofftemperatur seine Form ändert und dadurch den Durchflußquerschnitt verschließt oder freigibt. Das Schaltelement 86 kann insbesondere aus Bimetall bestehen, bei dem sich infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zweier verschiedener Metalle die Formänderung abhängig von der Kraftstofftemperatur ergibt. Das Schaltelement 86 kann als eine Feder ausgebildet sein, durch die ein Ventilglied 88 des Ventils 82 beaufschlagt ist. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur nimmt dabei die Vorspannung der Feder 86 ab, so daß das Ventilglied 88 einen Durchflußquerschnitt in der Verbindung 80 freigibt.
  • Bei niedriger Kraftstofftemperatur, beispielsweise weniger als 80°C, ist das Ventil 82 geschlossen, so daß die gesamte Schmiermenge an Kraftstoff durch die Lagerstellen 46 der Exzenterwelle 40 über deren Verbindungen 66 mit den Drosselstellen 70 in den Rücklauf 68 abfließt. Bei hoher Kraftstofftemperatur, beispielsweise mehr als 80°C, wird das Ventil 82 geöffnet und gibt einen Durchflußquerschnitt in der Verbindung 80 frei. Die dem Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 14 zugeführte Schmiermenge an Kraftstoff teilt sich dann je nach Auslegung des Ventils 82, insbesondere der Größe des durch dieses freigebenen Durchflußquerschnitts, auf in eine Teilmenge, die von den Lagerstellen 46 über deren Verbindung 66 mit den Drosselstellen 70 in den Rücklauf abfließt, und eine Teilmenge, die durch den Innenraum des Gehäuses 44, in dem der Polygonring 38 und die Kolbenfüße 42 angeordnet sind, über die Verbindung 80 und das geöffnete Ventil 82 in den Rücklauf 68 abfließt. Bei geöffnetem Ventil 82 ergibt es eine größere Teilmenge an Kraftstoff, die aus dem Innenraum des Gehäuses 44 über die Verbindung 80 abfließt, wodurch das Temperaturniveau im Innenraum des Gehäuses 44 gehalten oder verringert werden kann. Bei Unterschreiten eines vorgegebenen Temperaturniveaus schließt das Ventil 82 wieder.

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Förderpumpe (12), durch die Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (10) zur Saugseite einer Hochdruckpumpe (14) gefördert wird, wobei durch die Hochdruckpumpe (14) Kraftstoff unter Hochdruck in einen Speicher (16) gefördert wird, aus dem Kraftstoff zur Einspritzung an der Brennkraftmaschine entnommen wird, mit einem Bypass (60), der von der Verbindung zwischen der Förderpumpe (12) und der Hochdruckpumpe (14) zu einem Antriebsbereich (38,40,42,44,46) der Hochdruckpumpe (14) abführt, um diesem eine Schmiermenge an Kraftstoff zuzuführen, wobei vom Antriebsbereich (38,40,42,44,46) der Hochdruckpumpe (14) mehrere Verbindungen (66,80) zu einem Rücklauf (68) abführen, über die die Schmiermenge zum Kraftstoffvorratsbehälter (10) zurückgeführt wird, wobei wenigstens eine Verbindung (66) zum Rücklauf (68) eine feste Drosselstelle (70) aufweist und wenigstens eine weitere Verbindung (80) zum Rücklauf (68) durch ein Ventil (82) gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere Verbindung (80) durch das Ventil (82) derart gesteuert wird, dass dieses bei hoher Kraftstofftemperatur einen größeren Durchflussquerschnitt in der Verbindung (80) freigibt als bei niedriger Kraftstofftemperatur.
  2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine weitere Verbindung (80) durch das Ventil (82) bei hoher Kraftstofftemperatur geöffnet und bei niedriger Kraftstofftemperatur geschlossen wird.
  3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ventil (82) mit steigender Kraftstofftemperatur ein zunehmend größerer Durchflußquerschnitt in der wenigstens einen weiteren Verbindung (80) freigegeben wird.
  4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (82) ein elektrisch betätigtes Ventil ist.
  5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (82) ein mechanisch betätigtes Ventil ist, das ein Schaltelement (86) aufweist, das insbesondere abhängig von der Kraftstofftemperatur seine Form ändert und dadurch die Größe eines Durchflußquerschnitts der wenigstens einen weiteren Verbindung (80) verändert.
  6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (86) aus Bimetall besteht.
  7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbereich der Hochdruckpumpe (14) eine Exzenterantriebswelle (40) aufweist, die in einem Gehäuse (44) über wenigstens eine Lagerstelle (46) gelagert ist, und einen auf einem Exzenterabschnitt von dieser im Inneren des Gehäuses (44) gelagerten Hubring (38) umfaßt, durch den wenigstens ein Pumpenkolben (34) wenigstens eines Pumpenelements (30) der Hochdruckpumpe (14) über ein sich am Hubring (38) abstützendes Übertragungselement (42) in einer Hubbewegung angetrieben wird, daß von der wenigstens einen Lagerstelle (46) der Antriebswelle (40) die wenigstens eine Verbindung (66) mit der festen Drosselstelle (70) zum Rücklauf (68) abführt und daß vom Innenraum des Gehäuses (44) die wenigstens eine weitere, durch das Ventil (82) gesteuerte Verbindung (80) zum Rücklauf (68) abführt.
  8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bypass (60) eine Drosselstelle (64) angeordnet ist.
  9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen der Förderpumpe (12) und der Hochdruckpumpe (14) eine Kraftstoffzumeßeinrichtung (56) angeordnet ist, durch die der Zufluß von Kraftstoff von der Förderpumpe (12) zur Hochdruckpumpe (14) derart eingestellt wird, daß durch die Hochdruckpumpe (14) eine Kraftstoffmenge in den Speicher (16) gefördert wird, die erforderlich ist, um im Speicher (16) einen vorgegebenen Druck aufrechtzuerhalten, und daß der Bypass (60) zwischen der Förderpumpe (12) und der Kraftstoffzumeßeinrichtung (56) abführt.
  10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (60) über ein Druckventil (74) bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks mit einem Rücklauf (68) verbindbar ist.
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