EP1726816A2 - Kraftstoffeinspritzsystem mit Entlüftungsvorrichtung - Google Patents

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Publication number
EP1726816A2
EP1726816A2 EP06113974A EP06113974A EP1726816A2 EP 1726816 A2 EP1726816 A2 EP 1726816A2 EP 06113974 A EP06113974 A EP 06113974A EP 06113974 A EP06113974 A EP 06113974A EP 1726816 A2 EP1726816 A2 EP 1726816A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel
valve
injection system
fuel injection
temperature sensor
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.)
Withdrawn
Application number
EP06113974A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1726816A3 (de
Inventor
Matthias Knüppe
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.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1726816A2 publication Critical patent/EP1726816A2/de
Publication of EP1726816A3 publication Critical patent/EP1726816A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/20—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines characterised by means for preventing vapour lock
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/18—Feeding by means of driven pumps characterised by provision of main and auxiliary pumps

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system comprising a high-pressure fuel pump unit with a Kraftstoffvor basicpumpe and a high-pressure fuel pump, a fuel high-pressure pump unit upstream fuel filter, and a venting device, which is arranged between the high-pressure fuel pump unit and the fuel filter, wherein the venting device is designed as a directional control valve, and wherein in a first Position of the directional control valve, the output of the fuel filter is connected to the input of the high-pressure fuel pump unit and in which in a second position of the directional control valve, the output of the fuel filter is connected to a Endlteilungsaustritt the venting device.
  • a generic fuel injection system is already out of the DE 103 45 225.7 known.
  • the fuel system is arranged between a Kraftstoffvor characteristicpumpe and one, the Kraftstoffvor characteristicpumpe upstream, a fuel filter designed as a venting directional control valve.
  • the directional control valve is designed such that in a first position, the output of the fuel filter is connected to the input of the fuel feed pump and in a second position, the output of the fuel filter is connected to a return line.
  • the feed temperature of the fuel must be detected near the pump inlet.
  • a temperature sensor in the input area of Fuel feed pump used.
  • additional fasteners and holes on the pump housing or the supply line are required, which increase the structural design of the fuel injection system and thus the manufacturing cost.
  • Object of the present invention is therefore to provide a fuel injection system with a simple design, which can be safely and easily vented, and in which a simple measurement of the fluid temperature is feasible.
  • the invention is based on a generic fuel injection system comprising a high-pressure fuel pump unit with a Kraftstoffvor basicpumpe and a high-pressure fuel pump, a fuel high-pressure pump unit upstream fuel filter, and a venting device, which is arranged between the high-pressure fuel pump unit and the fuel filter, wherein the venting device is designed as a directional control valve, and wherein in a first position of the directional control valve, the output of the fuel filter is connected to the input of the high-pressure fuel pump unit and in which, in a second position of the directional control valve, the output of the fuel filter is connected to an end vent outlet of the venting device on that the directional control valve comprises a temperature sensor for detecting the fluid temperature.
  • the ventilation function and the temperature measurement are thus combined in a single unit. Additional fixings or holes for mounting the temperature sensor are not required. As a result, the manufacturing costs are reduced and the installation of the system considerably simplified. In addition, the space requirement of the entire fuel injection system is reduced.
  • the directional control valve which comprises a valve body and a valve tappet, wherein the valve stem rests in a closed valve position with a sealing surface against a valve seat formed on the sealing seat, is constructed such that the valve stem is formed as a sleeve and the temperature sensor is mounted in the sleeve.
  • the temperature sensor assumes the function of the closing element of the directional control valve. The temperature sensor protrudes into the flow, resulting in a very accurate and rapidly responding to changing temperatures temperature measurement of the fluid.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention provides that the temperature sensor is screwed into the sleeve. By screwing into the sleeve results in a particularly simple, inexpensive and quick installation of the temperature sensor.
  • the temperature sensor is firmly connected to the sleeve and can not be solved during operation.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the sleeve essentially consists of a material that is thermally poorly conductive with respect to the temperature sensor. As a result, thermal repercussions of the directional valve are minimized to the temperature sensor, whereby a particularly accurate temperature measurement is possible.
  • a particularly preferred embodiment of the invention provides that the sleeve consists essentially of a plastic.
  • the plastic is compared to the temperature sensor thermally poorly conductive and also inexpensive and easy to work.
  • a plastic is to be selected which is fuel-resistant and therefore suitable for use in fuel injection systems.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that a control unit detects and evaluates the signals from the temperature sensor. The evaluated data may then be used to control or regulate the fuel injection system and to select a suitable pressure control strategy.
  • the fuel injection system according to the invention with a directional control valve which includes a temperature sensor for detecting the fluid temperature, combines in a surprisingly simple manner the venting of the fuel injection system, as well as the detection of the fluid temperature in a structural unit. This results in a particularly space-optimized design.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a directional valve 5 'used in a fuel injection system according to the invention.
  • the left side in Figure 1 shows the directional control valve 5 'in a first, hereinafter referred to as the closed position position.
  • the right side in Figure 1 shows the directional control valve 5 'in a second, hereinafter referred to as the open position position.
  • the directional control valve 5 comprises a valve body 51 with an inlet 54, a first outlet 55 and a second outlet, which is referred to below as the final ventilation outlet 56.
  • the valve body 51 has a guide bore 511, in which a valve stem 52 is guided longitudinally movable.
  • a valve plate 521 is formed with a sealing surface 522.
  • valve position When the valve position is closed (see left side in FIG. 1), the fluid flows from the inlet 54 of the directional control valve 5 'to the first outlet 55.
  • the end-vent outlet 56 is closed by the contact of the valve tappet 52 with the sealing surface 522 against a sealing seat 512 of the valve body 51. so that no fluid can escape through the Endlsupportedungsaustritt 56.
  • the valve stem 52 is for this purpose, preferably by a valve spring 53, sealingly pressed against the valve body 51 formed on the sealing seat 512. This ensures that the Endlsupportedungsaustritt 56 is always closed in the rest position.
  • the control of the directional control valve 5 ' can be done manually or via an actuator, which is for example operated electromagnetically.
  • the directional control valve 5 ' is preferably to be arranged spatially within the fuel system such that it sits above the fuel lines 9, 10 through which fluid flows.
  • the air present in the fluid system due to the lower density relative to the fuel, always flows at the top of the en and can be easily removed from the fluid system without large amounts of fuel flowing out of the fuel injection system via the Endlwestungsaustritt.
  • the valve stem 52 is formed as a sleeve 52 '.
  • a temperature sensor 6 is housed, which simultaneously assumes the function of the valve closure member.
  • the valve stem 52 designed as a sleeve 52 ' preferably has an internal thread 523 and the temperature sensor 6 has a corresponding external thread 61. With appropriate selection of the internal thread 523 can be easily screw commercially available temperature sensors 6 in the sleeve 52 '.
  • the valve plunger 52 designed as a sleeve 52 ' essentially consists of a material which is thermally poorly conductive with respect to the temperature sensor 6. As a result, thermal repercussions between the temperature sensor 6 and the valve body 51 can be reduced to a minimum.
  • plastic In addition to their poor thermal conductivity, plastics have the particular advantage that they are largely resistant to fuel, depending on the choice of plastic. They are also inexpensive and easy to work with.
  • the temperature sensor 6 is preferably connected to a control unit 7, which detects and evaluates the signals from the temperature sensor 6. The temperature values can then be used to define a pressure control strategy.
  • a pressure control strategy is particularly common in fuel injection systems, especially in common rail injection systems.
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of a fuel injection system with a directional control valve 5 'corresponding to FIG.
  • the fuel injection system comprises a tank 8, in which an Intankpumpe 3 is arranged, which is preferably electrically controlled.
  • the Intankpumpe 3 promotes the fuel located in the tank 8 via a first fuel line 9 to the input 41 of a fuel filter 4.
  • the fuel filtered by the fuel filter 4 is further promoted via a second fuel line 10 to a Kraftstoffvor suitmpe 1.
  • a correspondingly formed 1-way valve 5 ' is arranged.
  • the directional control valve 5 ' is designed as a 3/2-way valve 5 "and serves for venting the fuel injection system.
  • the 3/2-way valve 5" establishes a connection between the outlet 42 of the fuel filter 4 and the inlet 11 of the fuel feed pump 1 ago.
  • the 3/2-way valve 5 In the open position, the 3/2-way valve 5 "blocks the fuel flow between the fuel filter 4 and the fuel feed pump 1 and establishes a connection between the outlet 42 of the fuel filter 4 and the exhaust vent 56.
  • the final vent 56 carries the fuel / air mixture via a return line 18 back to the tank 8.
  • a viewing window 13 is mounted in or on the return line 18, with which you can visually determine whether there is still air in the return line 18.
  • the final vent outlet 56 projects freely into the engine compartment, so that after a few drops of fuel have emerged, the 3/2-way valve 5 "can be moved from the open to the closed position
  • the exiting fuel droplets can be collected, for example, via a cup.
  • the 3/2-way valve 5 '' can be operated manually or by an electric actuator.
  • the fuel feed pump 1 is connected via a further fuel line 17 with a high-pressure fuel pump 2 connected downstream thereof.
  • a fuel metering device is provided, which preferably operates as a flow control valve 14 and serves to meter the fuel high-pressure pump 2 a defined amount of fuel.
  • the high-pressure fuel pump 2 delivers fuel under high pressure via a fuel distributor 15 to the so-called common rail to the injectors 16, which are connected downstream of the fuel distributor 15, whereby fuel can be injected into an internal combustion engine.
  • a further venting device 43 with a vent line 44 vorsehbar with the air in the fuel filter 4 and in the first fuel line 9 can be discharged.
  • air in the first fuel line 9 and in the second fuel line 10 can occur.
  • the fuel feed pump 1 has only a limited ability to remove air from the fuel lines 9, 10 by promotion. As a result, in particular when starting the internal combustion engine, only delayed starting takes place or even starting of the internal combustion engine can be made impossible.
  • the pumps 1, 2, 3 are actuated, for example by actuating the starter of the internal combustion engine.
  • the ventilation device 5 is actuated, ie brought into its open position, by pressing the button on the 3/2-way valve 5 "or by actuation via the actuator 13.
  • the fuel pushes the fuel filter 4 and the second fuel line via the first fuel line 9 10 air in front of it, which is excreted via the Endlwestungsaustritt 56 of the 3/2-way valve 5 "and the return line 18 in the direction of the tank 8.
  • the 3/2-way valve 5 When the venting is completed, for example, by an empirical value, a predetermined time or visually through a viewing window 13 which is arranged in the return line 18 or at the final vent outlet 56 of the venting device 5, the 3/2-way valve 5 "is moved to its closed position , Due to the spatial proximity of the 3/2-way valve 5 '' for Kraftstoffvor characteristicpumpe 1 10 virtually no air is contained after the venting process in the second fuel line. A small amount of air can be contained between the 3/2-way valve 5 '' and the fuel feed pump 1, but since this volume is kept small, this small amount of air can be conveyed away quickly by the Kraftstoffvor characteristicpumpe 1.
  • the 3/2-way valve 5 is arranged directly at the inlet 11 of the fuel feed pump 1.
  • the 3/2-way valve 5 " is arranged closer to the inlet 11 of the fuel feed pump 1 than at the outlet 42 of the fuel filter 4.
  • the Intankpumpe 3 is operated simultaneously or in temporal correlation with the pressing or pressing the 3/2-way valve 5 ", ie without the Kraftstoffvor characteristicpumpe 1 or the high-pressure fuel pump 2 to operate.
  • the Intake pump 3 which is usually designed as an electric pump, can be switched on before starting the internal combustion engine, for example when the ignition is switched on or when the ignition key is turned on, in order to initiate the venting process.
  • the high-pressure fuel pump 2 and the thus mechanically connected Kraftstoffvorierpumpe 1 are often driven only by means of a rotation of the crankshaft, ie by means of a startup of the internal combustion engine.
  • a venting operation without starting process is possible.
  • the fluid temperature can be measured directly at the input 11 of the fuel feed pump 1.
  • the temperature sensor 6 is preferably connected to a control unit 7 which detects and evaluates the fluid temperature. The values can then be used to select a pressure control strategy.
  • the fuel injection system according to the invention thus has in a particularly advantageous manner a directional control valve 5 ', which combines two functions, namely the venting of the fuel injection system and the temperature measurement of the fluid flow in a structural unit. This results in a structurally particularly simple, space-optimized, structure of the fuel injection system.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem umfassend, eine Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2), mit einer Kraftstoffvorförderpumpe (1) und einer Kraftstoffhochdruckpumpe (2), ein der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2) vorgeschaltetes Kraftstofffilter (4) und eine Entlüftungsvorrichtung (5), die zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2) und dem Kraftstofffilter (4) angeordnet ist, wobei die Entlüftungsvorrichtung (5) als Wegeventil (5') ausgebildet ist. Das Wegeventil (5') vereint die Entlüftungsfunktion mit einer Temperaturmessung des Fluidstroms. Hierzu umfasst das Wegeventil (5') einen Temperatursensor (6).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem umfassend, eine Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit mit einer Kraftstoffvorförderpumpe und einer Kraftstoffhochdruckpumpe, ein der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit vorgeschaltetes Kraftstofffilter, und eine Entlüftungsvorrichtung, die zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit und dem Kraftstofffilter angeordnet ist, wobei die Entlüftungsvorrichtung als Wegeventil ausgebildet ist, und bei dem in einer ersten Stellung des Wegeventils der Ausgang des Kraftstofffilters mit dem Eingang der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit verbunden ist und bei dem in einer zweiten Stellung des Wegeventils der Ausgang des Kraftstofffilters mit einem Endlüftungsaustritt der Entlüftungsvorrichtung verbunden ist.
  • Ein gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem ist bereits aus der DE 103 45 225.7 bekannt. Zum Entlüften des Kraftstoffeinsystems ist zwischen einer Kraftstoffvorförderpumpe und einem, der Kraftstoffvorförderpumpe vorgeschaltetem, Kraftstofffilter ein als Entlüftungsvorrichtung ausgebildetes Wegeventil angeordnet. Das Wegeventil ist dabei derart ausgestaltet, dass in einer ersten Stellung der Ausgang des Kraftstofffilters mit dem Eingang der Kraftstoffvorförderpumpe verbunden ist und in einer zweiten Stellung der Ausgang des Kraftstofffilters mit einer Rücklaufleitung verbunden ist.
  • In modernen Common-Rail Kraftstoffeinspritzsystemen muss zur Festlegung der Druckregelstrategien die Zulauftemperatur des Kraftstoffes nahe am Pumpeneingang erfasst werden. Hierzu wird üblicherweise ein Temperatursensor im Eingangbereich der Kraftstoffvorförderpumpe verwendet. Zur Anordnung des Temperatursensors an der Kraftstoffvorförderpumpe sind zusätzliche Befestigungen und Bohrungen am Pumpengehäuse oder der Zulaufleitung erforderlich, die den konstruktiven Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems und somit die Herstellungskosten erhöhen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einfachem konstruktivem Aufbau ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, welches sicher und einfach entlüftet werden kann, und bei dem eine einfache Messung der Fluidtemperatur durchführbar ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den unabhängigen Patentanspruch 1.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung baut auf einem gattungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem umfassend, eine Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit mit einer Kraftstoffvorförderpumpe und einer Kraftstoffhochdruckpumpe, ein der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit vorgeschaltetes Kraftstofffilter, und eine Entlüftungsvorrichtung, die zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit und dem Kraftstofffilter angeordnet ist, wobei die Entlüftungsvorrichtung als Wegeventil ausgebildet ist, und bei dem in einer ersten Stellung des Wegeventils der Ausgang des Kraftstofffilters mit dem Eingang der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit verbunden ist und bei dem in einer zweiten Stellung des Wegeventils der Ausgang des Kraftstofffilters mit einem Endlüftungsaustritt der Entlüftungsvorrichtung verbunden ist dadurch auf, dass das Wegeventil einen Temperatursensor zur Erfassung der Fluidtemperatur umfasst. Die Entlüftungsfunktion sowie die Temperaturmessung werden somit in einer einzigen Baueinheit zusammengefasst. Zusätzliche Befestigungen oder Bohrungen zur Montage des Temperatursensors sind nicht erforderlich. Hierdurch werden die Herstellungskosten reduziert und die Montage des Systems erheblich vereinfacht. Zudem verringert sich der Bauraumbedarf des gesamten Kraftstoffeinspritzsystems.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wegeventil, welches einen Ventilkörper und einen Ventilstößel umfasst, wobei der Ventilstößel in einer geschlossenen Ventilstellung mit einer Dichtfläche gegen einen am Ventilkörper ausgebildeten Dichtsitz anliegt, derart konstruiert ist, dass der Ventilstößel als Hülse ausgebildet ist und der Temperatursensor in der Hülse befestigt ist. Durch diese Anordnung ergibt sich eine besonders bauraumoptimierte Ausbildung des Wegeventils. Der Temperatursensor übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion des Schließgliedes des Wegeventils. Der Temperatursensor ragt dabei in die Strömung hinein, wodurch eine sehr genaue und schnell auf wechselnde Temperaturen reagierende Temperaturmessung des Fluides erfolgt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Temperatursensor in die Hülse eingeschraubt ist. Durch das Einschrauben in die Hülse ergibt sich eine besonders einfache, kostengünstige und schnelle Montage des Temperatursensors. Der Temperatursensor ist dabei fest mit der Hülse verbunden und kann sich dadurch während des Betriebes nicht lösen.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse im Wesentlichen aus einem gegenüber dem Temperatursensor thermisch schlecht leitenden Material besteht. Hierdurch werden thermische Rückwirkungen des Wegeventils auf den Temperatursensor minimiert, wodurch eine besonders exakte Temperaturmessung möglich ist.
  • Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hülse im Wesentlichen aus einem Kunststoff besteht. Der Kunststoff ist gegenüber dem Temperatursensor thermisch schlecht leitend und zusätzlich preiswert und einfach zu bearbeiten. Hierbei ist ein Kunststoff auszuwählen, der kraftstoffresistent ist und sich daher für den Einsatz in Kraftstoffeinspritzsystemen eignet.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Steuergerät die Signale vom Temperatursensor erfasst und auswertet. Die ausgewerteten Daten können anschließend zur Steuerung oder Regelung des Kraftstoffeinspritzsystems sowie zur Auswahl einer geeigneten Druckregelstrategie verwendet werden.
  • Zusammenfassend lässt sich somit feststellen, dass das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Wegeventil, welches einen Temperatursensor zur Erfassung der Fluidtemperatur umfasst, in überraschend einfacher Weise die Entlüftung des Kraftstoffeinspritzsystems, sowie die Erfassung der Fluidtemperatur in einer Baueinheit vereint. Hierdurch ergibt sich ein besonders bauraumoptimierter Aufbau.
  • Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt schematisch:
    • Figur 1
    eine Schnittdarstellung eines, in einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem verwendeten, Wegeventils;
    Figur 2
    einen Schaltplan eines Kraftstoffeinspritzsystem mit einem Wegeventil entsprechend Figur 1.
  • Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile werden nachfolgend figurübergreifend mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines, in einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem verwendeten, Wegeventils 5'. Die linke Seite in Figur 1 zeigt das Wegeventil 5' in einer ersten, nachfolgend als geschlossene Stellung bezeichneten Position. Die rechte Seite in Figur 1 zeigt das Wegeventil 5' in einer zweiten, nachfolgend als geöffnete Stellung bezeichneten Position.
  • Das Wegeventil 5' umfasst einen Ventilkörper 51 mit einem Eintritt 54, einem ersten Ausgang 55 und einem zweiten Ausgang, der nachfolgend als Endlüftungsaustritt 56 bezeichnet wird. Der Ventilkörper 51 weist eine Führungsbohrung 511 auf, in der ein Ventilstößel 52 längsbewegbar geführt ist. Am Ventilstößel 52 ist ein Ventilteller 521 mit einer Dichtfläche 522 aufgebildet.
  • Bei geschlossener Ventilstellung (siehe linke Seite in Fig. 1) fließt das Fluid vom Eintritt 54 des Wegeventils 5' zum ersten Ausgang 55. Der Endlüftungsaustritt 56 ist durch die Anlage des Ventilstößels 52 mit der Dichtfläche 522 gegen einen Dichtsitz 512 des Ventilkörpers 51 verschlossen, so dass kein Fluid durch den Endlüftungsaustritt 56 austreten kann. Der Ventilstößel 52 wird hierzu, vorzugsweise durch eine Ventilfeder 53, dichtend gegen den am Ventilkörper 51 ausgebildeten Dichtsitz 512 gedrückt. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Endlüftungsaustritt 56 in Ruhestellung stets geschlossen ist.
  • In geöffneter Ventilstellung (siehe rechte Seite der Figur 1) ist der Ventilteller 521 mit der Dichtfläche 522 vom Dichtsitz 512 des Ventilkörpers 51 abgehoben. Hierdurch wird der Endlüftungsaustritt 56 des Wegeventils 5' freigegeben und Luft und/oder Flüssigkeit kann aus dem Kraftstoffeinspritzsystem abgeführt werden. Je nach Ausbildung des Wegeventils 5' wird dabei der erste Ausgang 55 vollständig oder nur teilweise verschlossen.
  • Die Ansteuerung des Wegeventils 5' kann manuell oder über einen Aktor, der beispielsweise elektromagnetisch betrieben wird, erfolgen.
  • Das Wegeventil 5' ist innerhalb des Kraftstoffeinsystems vorzugsweise derart räumlich anzuordnen, dass es oberhalb der mit Fluid durchströmten Kraftstoffleitungen 9, 10 sitzt. Die Luft die im Fluidsystem vorhanden ist strömt, auf Grund der im Bezug zum Kraftstoff geringeren Dichte, stets an der Oberseite der en und kann so auf einfache Weise aus dem Fluidsystem abgeführt werden, ohne dass größere Mengen Kraftstoff über den Endlüftungsaustritt aus dem Kraftstoffeinspritzsystem abfließen.
  • Der Ventilstößel 52 ist als Hülse 52' ausgebildet. In der 52' ist ein Temperatursensor 6 untergebracht, der gleichzeitig die Funktion des Ventilschließglieds übernimmt. Durch die Unterbringung des Temperatursensors 6 im Ventilstößel 52 können auf einfache Weise zwei Funktionen, nämlich die Entlüftung des Kraftstoffeinspritzsystems sowie die Temperaturmessung des Fluides in einer Baueinheit zusammengefasst werden. Hierdurch ergibt sich eine sehr kompakte Einheit zur Temperaturmessung und Systementlüftung.
  • Zur Aufnahme des Temperatursensors 6 weist der als Hülse 52' ausgebildete Ventilstößel 52 vorzugsweise ein Innengewinde 523 und der Temperatursensor 6 ein korrespondierendes Außengewinde 61 auf. Bei entsprechender Auswahl des Innengewindes 523 lassen sich auf einfache Weise handelsübliche Temperatursensoren 6 in die Hülse 52' einschrauben. Der als Hülse 52' ausgebildete Ventilstößel 52 besteht dabei im Wesentlichen aus einem gegenüber dem Temperatursensor 6 thermisch schlecht leitenden Material. Hierdurch können thermische Rückwirkungen zwischen dem Temperatursensor 6 und dem Ventilkörper 51 auf ein Minimum reduziert werden. Als Material für den Ventilstößel 52 ist dabei insbesondere Kunststoff geeignet. Kunststoffe haben neben ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit insbesondere den Vorteil, dass sie je nach Auswahl des Kunststoffs weitgehend resistent gegen Kraftstoff sind. Zudem sind sie preiswert und einfach zu bearbeiten.
  • Der Temperatursensor 6 ist vorzugsweise mit einem Steuergerät 7 verbunden, das die Signale vom Temperatursensor 6 erfasst und auswertet. Die Temperaturwerte können anschließend zur Festlegung einer Druckregelstrategie verwendet werden. Eine solche Druckregelstrategie ist insbesondere bei Kraftstoffeinspritzsystemen insbesondere bei Common Rail Einspritzsystemen weit verbreitet.
  • In Figur 2 ist ein Schaltplan eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einem Wegeventil 5' entsprechend Figur 1 dargestellt. Das Kraftstoffeinspritzsystem umfasst einen Tank 8, in dem eine Intankpumpe 3 angeordnet ist, die vorzugsweise elektrisch gesteuert ist. Die Intankpumpe 3 fördert den im Tank 8 befindlichen Kraftstoff über eine erste Kraftstoffleitung 9 zum Eingang 41 eines Kraftstofffilters 4. Der durch den Kraftstofffilter 4 gefilterte Kraftstoff wird weiter über eine zweite Kraftstoffleitung 10 zu einer Kraftstoffvorförderpumpe 1 gefördert. Zwischen der Kraftstoffvorförderpumpe 1 und dem Kraftstofffilter 4 ist ein entsprechend Figur 1 ausgebildetes Wegeventil 5' angeordnet. Das Wegeventil 5' ist als 3/2-Wegeventil 5" ausgebildet und dient zur Entlüftung des Kraftstoffeinspritzsystems. In seiner geschlossenen Stellung stellt das 3/2-Wegeventil 5" eine Verbindung zwischen dem Ausgang 42 des Kraftstofffilters 4 und dem Eingang 11 der Kraftstoffvorförderpumpe 1 her. In geöffneter Stellung sperrt das 3/2-Wegeventil 5" den Kraftstofffluss zwischen dem Kraftstofffilter 4 und der Kraftstoffvorförderpumpe 1 und stellt eine Verbindung zwischen dem Ausgang 42 des Kraftstofffilters 4 und dem Endlüftungsaustritt 56 her. Der Endlüftungsaustritt 56 führt das Kraftstoff/Luftgemisch über eine Rücklaufleitung 18 zurück zum Tank 8. Vorzugsweise ist ein Sichtfenster 13 in oder an der Rücklaufleitung 18 angebracht, mit der man optisch feststellen kann, ob sich noch Luft in der Rücklaufleitung 18 befindet.
  • In einer kostengünstigen Variante ragt der Endlüftungsaustritt 56 frei in den Motorraum, so dass nach Austreten einiger Tropfen Kraftstoff das 3/2-Wegeventils 5" von der geöffneten in die geschlossene Stellung bewegt werden kann. Die austretenden Kraftstofftropfen können beispielsweise über einen Becher aufgefangen werden. Das 3/2-Wegeventil 5'' kann dabei manuell oder durch einen elektrischen Aktor betätigt werden.
  • Die Kraftstoffvorförderpumpe 1 ist über eine weitere Kraftstoffleitung 17 mit einer ihr nachgeschalteten Kraftstoffhochdruckpumpe 2 verbunden. Zwischen dem Ausgang 12 der Kraftstoffvorförderpumpe 1 und dem Eingang 21 der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 ist eine Kraftstoffzumessungsvorrichtung vorgesehen, die vorzugsweise als Volumenstromregelventil 14 arbeitet und dazu dient, der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 eine definierte Kraftstoffmenge zuzumessen. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 2 fördert Kraftstoff unter hohem Druck über einen Kraftstoffverteiler 15 dem sog. Common-Rail zu den Injektoren 16, die dem Kraftstoffverteiler 15 nachgeschaltet sind, wodurch Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einspritzbar ist.
  • Am Kraftstofffilter 4 ist optional eine weitere Entlüftungvorrichtung 43 mit einer Entlüftungsleitung 44 vorsehbar, mit der Luft im Kraftstofffilter 4 und in der ersten Kraftstoffleitung 9 abführbar ist. Beim Leerfahren des Tanks 8, beim Wechsel des Kraftstofffilters 4 oder anderer Systemkomponenten kann Luft in der ersten Kraftstoffleitung 9 und in der zweiten Kraftstoffleitung 10 eintreten. Die Kraftstoffvorförderpumpe 1 hat nur eine begrenzte Fähigkeit, Luft aus den Kraftstoffleitungen 9, 10 durch Förderung zu entfernen. Dadurch kann insbesondere beim Starten der Brennkraftmaschine nur ein verzögertes Starten stattfinden oder gar ein Starten der Brennkraftmaschine unmöglich gemacht werden.
  • Die Entlüftung des Kraftstoffsystems lässt sich einfach durchführen. Das Grundprinzip hierzu ist bereits bei der Beschreibung der Fig. 1 erläutert worden. Die Entlüftung des Kraftstoffeinspritzsystems soll deshalb nachfolgend nur noch kurz erläutert werden.
    Die Pumpen 1, 2, 3 werden betätigt, beispielsweise durch Betätigen des Anlassers der Brennkraftmaschine. Die Entlüftungsvorrichtung 5 wird durch Drücken des Tasters am 3/2-Wegeventil 5" bzw. durch Ansteuerung über den Aktor betätigt, das heißt in ihrer geöffneten Stellung gebracht. Durch die Intankpumpe 3 schiebt der Kraftstoff über die erste Kraftstoffleitung 9 den Kraftstofffilter 4 und die zweite Kraftstoffleitung 10 Luft vor sich her, die über den Endlüftungsaustritt 56 des 3/2-Wegeventils 5" und die Rücklaufleitung 18 in Richtung des Tanks 8 ausgeschieden wird. Wenn die Entlüftung beendet ist, beispielsweise durch einen Erfahrungswert, einer vorgegebenen Zeit oder optisch durch ein Sichtfenster 13, das in der Rücklaufleitung 18 oder am Endlüftungsaustritt 56 der Entlüftungsvorrichtung 5 angeordnet ist, wird das 3/2-Wegeventil 5" in seine geschlossene Stellung bewegt.
    Durch die räumliche Nähe des 3/2-Wegeventil 5'' zur Kraftstoffvorförderpumpe 1 ist nach dem Entlüftungsvorgang in der zweiten Kraftstoffleitung 10 praktisch keine Luft mehr enthalten. Eine geringe Luftmenge kann zwischen dem 3/2-Wegeventil 5'' und der Kraftstoffvorförderpumpe 1 enthalten sein, da dieses Volumen aber klein gehalten wird, kann diese geringe Luftmenge durch die Kraftstoffvorförderpumpe 1 schnell weggefördert werden. Vorzugsweise ist das 3/2-Wegeventil 5'' direkt am Eingang 11 der Kraftstoffvorförderpumpe 1 angeordnet. Alternativ ist das 3/2-Wegeventil 5'' näher am Eingang 11 der Kraftstoffvorförderpumpe 1 als am Ausgang 42 des Kraftstofffilters 4 angeordnet. Durch Drücken bzw. Betätigen des 3/2-Wegeventil 5'' und gleichzeitigem Einschalten der Pumpen 1, 2, 3 ist somit vorteilhaft, eine einfache und schnelle Entlüftung durchführbar.
  • Vorzugsweise wird nur die Intankpumpe 3 gleichzeitig oder in zeitlicher Korrelation mit dem Drücken oder Betätigen des 3/2-Wegeventil 5" betätigt, also ohne die Kraftstoffvorförderpumpe 1 oder die Kraftstoffhochdruckpumpe 2 zu betreiben. Dies hat den Vorteil, dass die meist als elektrische Pumpe ausgebildete Intankpumpe 3 vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine, beispielsweise bei Einschalten der Zündung oder Drehen des Zündschlüssels eingeschaltet werden kann, um den Entlüftungsvorgang einzuleiten. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 2 und die damit mechanische verbundene Kraftstoffvorförderpumpe 1 sind oft nur mit Hilfe einer Drehung der Kurbelwelle antreibbar, also mit Hilfe eines Startvorgangs der Brennkraftmaschine. So ist vorteilhaft ein Entlüftungsvorgang ohne Startvorgang möglich. Durch den als Stellglied ausgebildeten Temperatursensor 6 kann die Fluidtemperatur direkt am Eingang 11 der Kraftstoffvorförderpumpe 1 gemessen werden. Der Temperatursensor 6 ist vorzugsweise mit einem Steuergerät 7 verbunden das die Fluidtemperatur erfasst und auswertet. Die Werte können anschließend zur Auswahl einer Druckregelstrategie genutzt werden.
  • Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzsystem weist somit in besonders vorteilhafter Weise ein Wegeventil 5' auf, welches zwei Funktionen, nämlich die Entlüftung des Kraftstoffeinspritzsystems und die Temperaturmessung des Fluidesstroms in einer Baueinheit vereint. Hierdurch ergibt sich ein konstruktiv besonders einfacher, bauraumoptimierter, Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems.

Claims (6)

  1. Kraftstoffeinspritzsystem umfassend:
    - eine Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2), mit einer Kraftstoffvorförderpumpe (1) und einer Kraftstoffhochdruckpumpe (2),
    - ein der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2) vorgeschaltetes Kraftstofffilter (4), und
    - eine Entlüftungsvorrichtung (5), die zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpeneinheit (1, 2) und dem Kraftstofffilter (4) angeordnet ist,
    wobei die Entlüftungsvorrichtung (5) als Wegeventil (5') ausgebildet ist, und
    - in einer ersten Ventilstellung des Wegeventils (5') der Ausgang (42) des Kraftstofffilters (4) mit dem Eingang (11) der Kraftstoffvorförderpumpe (1) verbunden ist, und
    - in einer zweiten Ventilstellung des Wegeventils (5') der Ausgang (42) des Kraftstofffilters (4) mit einem Endlüftungsaustritt (56) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Wegeventil (5') einen Temperatursensor (6) zur Erfassung der Fluidtemperatur umfasst.
  2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 bei dem das Wegeventil (5') einen Ventilkörper (51) und einen Ventilstößel (52) umfasst, und wobei der Ventilstößel (52) in einer geschlossenen Ventilstellung mit einer Dichtfläche (522) dichtend gegen einen am Ventilkörper (51) ausgebildeten Dichtsitz (512) anliegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ventilstößel (52) als Hülse (52') ausgebildet und der Temperatursensor (6) in der Hülse (52') angeordnet ist.
  3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Temperatursensor (6) in die Hülse (52') eingeschraubt ist.
  4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hülse (52') im Wesentlichen aus einem gegenüber dem Temperatursensor (6) thermisch schlecht leitenden Material besteht.
  5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Hülse (52') im Wesentlichen aus einem Kunststoff besteht.
  6. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Steuergerät (7) die Signale vom Temperatursensor (6) erfasst und auswertet.
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