EP2399030A1 - Einrichtung zur durchflussmengenbegrenzung an einer pumpe und pumpenanordnung mit solch einer einrichtung - Google Patents

Einrichtung zur durchflussmengenbegrenzung an einer pumpe und pumpenanordnung mit solch einer einrichtung

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EP2399030A1
EP2399030A1 EP10702676A EP10702676A EP2399030A1 EP 2399030 A1 EP2399030 A1 EP 2399030A1 EP 10702676 A EP10702676 A EP 10702676A EP 10702676 A EP10702676 A EP 10702676A EP 2399030 A1 EP2399030 A1 EP 2399030A1
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pump
throttle
inlet channel
flow
flow rate
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Christian Langenbach
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F04F5/02—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid
    • F04F5/10—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being liquid displacing liquids, e.g. containing solids, or liquids and elastic fluids
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/24—Bypassing

Definitions

  • the invention relates to a device for
  • the invention relates to the field of fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine has at least one pump element, which has a driven in a lifting movement, in a cylinder bore of a pump housing part slidably guided pump piston which limits a pump working space in the cylinder bore.
  • the pump working space can be filled with fuel via a suction valve during the suction stroke of the pump piston.
  • the pump working chamber is connected via a running in the pump housing fuel inlet channel with a feed pump.
  • Flow rate limitation with the features of claim 1 and the pump assembly according to the invention with the features of claim 11 have the advantage that an adapted to the needs flow rate limitation is ensured. Specifically, excessive pressure rise at the outlet of the pump can be prevented or at least reduced.
  • the throttle is oriented at least approximately on an axis of the inlet channel, along which the inlet channel extends at least between the outlet point and its outlet side. Furthermore, it is advantageous that an inlet of the throttle is arranged at least substantially in the region of the outlet point in the inlet channel. Due to the orientation of the throttle on the axis of the inlet channel, an optimal flow of the Throttle be enabled by the inlet channel. Via the diversion channel, which opens laterally into the inlet channel, a transverse flow can be generated, whereby a deliberate deterioration of the throttle coefficient of the throttle can be achieved. In this case, a flow separation within the throttle can be achieved due to the cross flow.
  • the flow separation can increase advantageously with increasing Abberichtmenge which is introduced via the Ab jurykanal at the confluence point in the inlet channel.
  • Due to the arrangement of the throttle in the region of the discharge point a particularly effective influencing of the throttle coefficient via the crossflow from the discharge channel is possible.
  • a desired deterioration of the throttle coefficient can be achieved in a particularly effective manner.
  • the throttle may be arranged at a suitable distance close to the discharge point of the diversion channel.
  • a flow direction of the diversion channel at the outlet point is different from a flow direction of the inlet channel at the throttle.
  • the flow direction of the Abgreskanals at the confluence is also advantageous.
  • Flow direction of the inlet channel at the throttle at least approximately includes an angle, said angle is in a range of about 40 ° to about 90 °.
  • the overflow valve is designed as a pressure control valve. It is further advantageous that the pressure control valve controls a Ab bruisemenge through the Ab tenuous in response to a pressure difference between the input side of the Ab tenuitzals and the output side of the Ab tenuous in response to a pressure difference between the input side of the Ab tenuitzals and the output side of the Ab tenuous in response to a pressure difference between the input side of the Ab tenukanals and the output side of the Ab tenukanals.
  • the diversion channel at its inlet and outlet sides and / or the inlet channel at the outlet point are designed such that hydraulic losses at the outlet point are avoided.
  • the throttle is designed so that an increasing flow separation occurs within the throttle with increasing Ab horrmenge, which flows through the Ab horrkanal in the inlet channel as a cross-flow.
  • the throttle may be configured in an advantageous manner as a cylindrical bore. The throttle can be integrated or installed in a suitable manner in the inlet channel, for example by drilling or pressing.
  • FIG. 1 shows a pump arrangement with a device for flow rate limitation in a schematic representation according to an embodiment of the invention in a state with a relatively low Ab Georgge and
  • the 1 shows a pump arrangement 1 with a device 2 for restricting the flow rate to a pump 3.
  • the pump 3 is part of the pump arrangement 1, but no part of the device 2.
  • Flow rate limitation and the pump assembly 1 with this device 2 can be used in particular for a fuel injection system of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the pump 3 is configured as a suction-throttled feed pump.
  • a preferred use of the pump assembly 1 and the device 2 is for a feed pump for supplying fuel to a high-pressure pump of a fuel injection system with a common rail that stores diesel fuel under high pressure.
  • the inventive device 2 for However, flow rate limitation and the pump arrangement 1 according to the invention are also suitable for other applications.
  • the device 2 has an inlet channel 4 on the suction side of the pump 3, which has a throttle 5, and a discharge channel 6 also on the suction side of the pump 3, in which an overflow valve 7 is arranged, which is designed as a pressure control valve 7.
  • the inlet channel 4 is connected at its output side 8 to an inlet 9 of the pump 3.
  • the diversion channel 6 is connected at its input side 10 by means of a fuel line 11 to an outlet 12 of the pump 3.
  • the Abêtkanal 6 branches off from the fuel line, which leads, for example, to a high pressure pump of a fuel injection system.
  • the discharge channel 6 opens at its outlet side 13 at an outlet point 14 laterally into the inlet channel 4.
  • the throttle 5 is arranged between the discharge point 14 and the output side 8 of the inlet channel 4 in the inlet channel 4.
  • the inlet channel 4 has an axis 20.
  • the inlet channel 4 extends along the axis 20.
  • the inlet channel 4 extends between the outlet point 14 and its outlet side 8 along the axis 20.
  • the throttle 5 is aligned with the axis 20 of the inlet channel 4.
  • the throttle 5 is configured by a cylindrical bore.
  • a flow direction 21 of the inlet channel 4 on the throttle 5 is parallel to the axis 20 of the inlet channel 4.
  • the diversion channel 6 has an axis 22 on its output side 13.
  • a flow direction 23 of the diversion channel 6 at the point of discharge 14 is parallel to the axis 22 oriented.
  • the axis 22 of the Abgreskanals 6 includes with the axis 20 of the inlet channel 4 at the discharge point 14 an angle 24 of about 90 °.
  • the flow direction 23 of the diversion channel 6 at the point of discharge 14 is different from the flow direction 21 of the inlet channel 4 at the throttle 5.
  • An inlet 25 of the throttle 5 is located in the region of the discharge point 14 in the inlet channel. 4
  • a situation is shown in Fig. 1, in which no or only a relatively small Abêtmenge occurs.
  • Fig. 2 shows the pump assembly 1 shown in Fig. 1 with the means 2 for limiting the flow rate at the pump
  • the pressure control valve 7 controls the Abersonmenge through the Ab tenukanal 6 in response to a pressure difference between the input side 10 of the Abersonkanals 6 and the Output side 13 of the Ab tenukanals 6.
  • the pressure difference at the pressure control valve 7 is relatively large. This can be caused by a consumer downstream of the pump arrangement 1, in particular a high-pressure pump, polling a relatively small quantity of fuel. This results in the output 12 of the pump 3 to a relatively large pressure, which thus also prevails on the input side 10 of the Abersonkanals 6 and acts on the pressure control valve 7.
  • this causes the Abgresung a relatively large Abberichtmenge via the Ab tenukanal 6, which flows on the output side 13 as a cross-flow in the inlet channel 4.
  • This transverse flow is illustrated schematically in FIG. 2 by a flow pattern 27.
  • the diversion channel 6, in particular the outlet side 13 of the diversion channel 6, and the inlet channel 4, in particular the region of the inlet channel 4 at the outlet point 14, are designed so that hydraulic losses at the point of discharge 14 are avoided.
  • the crossflow added via the outlet channel 6 of the main flow in the inlet channel 4 can thereby flow into the inlet channel 4 substantially without any loss. Due to the superimposition of the cross flow to the main flow, there is a flow separation in the throttle 5.
  • the throttle 5 is designed so that with increasing cross flow, that is, with increasing Abêtmenge that flows through the discharge channel 6 in the inlet channel 4, an increasing
  • the pump assembly 1 can be used for a high-pressure pump of a fuel injection system with a common rail, the pump 3 as a mechanical prefeed pump, such as external gear pump used.
  • the pump 3 preferably operates largely in the suction-throttled operation in order to limit the delivery rate and thus the pressure which is established via the pressure regulating valve 7.
  • fuel can be conveyed out of a tank via the inlet channel 4, wherein the amount of diversion via the outlet channel 6 is likewise added to the inlet channel 4.
  • the throttle coefficient of the throttle 5 serving as intake throttle is changed such that the throttle 5 represents a greater resistance, whereby the pressure increase upstream of the pressure control valve 7 on the pump 3 less fails.
  • the flow direction 23 of the diversion channel 6 differs from the flow direction 21 of the inlet channel 4.
  • the two flow directions 21, 23 may enclose an angle from a range of about 40 ° to about 90 °.
  • the inlet via the inlet channel 4 is optimally carried out, since the throttle 5 is located on the axis 20 of the inlet channel 4 and is aligned with the axis 20.
  • the inlet from the diversion channel 6, takes place under a flow direction 23 swung out of the flow direction 21.

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Abstract

Eine Einrichtung (2) zur Durchflussmengenbegrenzung an einer Pumpe (3), insbesondere an einer sauggedrosselten Förderpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, weist einen Zulaufkanal (4) auf der Saugseite der Pumpe (3), der an einer Ausgangsseite (8) mit einem Eingang (9) einer Pumpe (3) verbunden ist, einen Absteuerkanal (6), der an seiner Eingangsseite (10) zumindest mittelbar mit einem Ausgang (12) der Pumpe (3) verbindbar ist und der an seiner Ausgangsseite (13) an einer Mündungsstelle (14) seitlich in den Zulaufkanal (4) mündet, und ein in dem Absteuerkanal (6) angeordnetes Druckregelventil (7) auf. Ferner ist eine Drossel (5) vorgesehen, die zwischen der Mündungsstelle (14) und der Ausgangsseite (8) des Zulaufkanals (4) in dem Zulaufkanal (4) angeordnet ist. Durch eine über den Absteuerkanal (6) abgesteuerte Absteuermenge wird eine Querströmung an der Mündungsstelle (14) verursacht, die mit einer Hauptströmung durch den Zulaufkanal (4) überlagert wird. Hierdurch kann eine seitliche Anströmung der Drossel (5) erzielt werden, wodurch sich der wirksame Drosseldurchmesser verkleinert. Damit kann eine gegebene Druckdifferenz an der Pumpe (3) reduziert werden. Ferner ist eine Pumpenanordnung (1) mit der Pumpe (3) und der Einrichtung (2) zur Durchflussmengenbegrenzung angegeben.

Description

Beschreibung
Titel
Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung an einer Pumpe und
Pumpenanordnung mit solch einer Einrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
Durchflussmengenbegrenzung an einer Pumpe, insbesondere an einer sauggedrosselten Förderpumpe, und eine Pumpenanordnung mit solch einer Einrichtung. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Aus der DE 10 2004 028 999 Al ist eine Hochdruckpumpe für eine Brennstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine bekannt. Die bekannte Hochdruckpumpe weist wenigstens ein Pumpenelement auf, das einen in einer Hubbewegung angetriebenen, in einer Zylinderbohrung eines Pumpengehäuseteils verschiebbar geführten Pumpenkolben aufweist, der in der Zylinderbohrung einen Pumpenarbeitsraum begrenzt. Der Pumpenarbeitsraum ist über ein Saugventil beim Saughub des Pumpenkolbens mit Brennstoff befüllbar. Dabei ist der Pumpenarbeitsraum über einen im Pumpengehäuse verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal mit einer Förderpumpe verbunden .
Es ist denkbar, dass die Förderpumpe im sauggedrosselten Betrieb arbeitet. Dabei kann die Fördermenge und der sich über ein Druckregelventil einstellende Druck begrenzt werden. Dabei ergibt sich allerdings der Nachteil, dass bei großem Einspritzmengenbedarf die Überschussmenge am Druckregelventil klein wird und somit der Druck zur Befüllung der Förderpumpe gering, während bei kleinem Einspritzmengenbedarf die Überschussmenge am Druckregelventil groß wird und damit auch der Druck zur Füllung der Förderpumpe steigt, obwohl in diesem Fall ein Anstieg nicht erforderlich wäre.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur
Durchflussmengenbegrenzung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 haben den Vorteil, dass eine an den Bedarf angepasste Durchflussmengenbegrenzung gewährleistet ist. Speziell kann ein übermäßiger Druckanstieg an dem Ausgang der Pumpe verhindert oder zumindest verringert werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Einrichtung und der im Anspruch 11 angegebenen Pumpenanordnung möglich.
Vorteilhaft ist es, dass die Drossel zumindest näherungsweise an einer Achse des Zulaufkanals, entlang der sich der Zulaufkanal zumindest zwischen der Mündungsstelle und seiner Ausgangsseite erstreckt, ausgerichtet ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass ein Eingang der Drossel zumindest im Wesentlichen im Bereich der Mündungsstelle in dem Zulaufkanal angeordnet ist. Durch die Ausrichtung der Drossel an der Achse des Zulaufkanals kann eine optimale Anströmung der Drossel von dem Zulaufkanal ermöglicht werden. Über den Absteuerkanal, der seitlich in den Zulaufkanal mündet, kann eine Querströmung erzeugt werden, wodurch eine gewollte Verschlechterung des Drosselbeiwerts der Drossel erzielt werden kann. Hierbei kann auf Grund der Querströmung eine Strömungsablösung innerhalb der Drossel erreicht werden. Die Strömungsablösung kann dabei in vorteilhafter Weise mit zunehmender Absteuermenge, die über den Absteuerkanal an der Mündungsstelle in den Zulaufkanal eingebracht wird, zunehmen. Durch die Anordnung der Drossel im Bereich der Mündungsstelle ist eine besonders wirksame Beeinflussung des Drosselbeiwerts über die Querströmung aus dem Absteuerkanal möglich. Bei dieser besonders wirksamen Beeinflussung des Drosselbeiwerts kann eine gewollte Verschlechterung des Drosselbeiwerts in besonders wirksamer Weise erzielt werden. Hierbei kann die Drossel in einem geeigneten Abstand nahe an der Mündungsstelle des Absteuerkanals angeordnet sein.
In vorteilhafter Weise ist eine Strömungsrichtung des Absteuerkanals an der Mündungsstelle unterschiedlich zu einer Strömungsrichtung des Zulaufkanals an der Drossel. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Strömungsrichtung des Absteuerkanals an der Mündungsstelle mit der
Strömungsrichtung des Zulaufkanals an der Drossel zumindest näherungsweise einen Winkel einschließt, wobei dieser Winkel in einem Bereich von etwa 40° bis etwa 90° liegt. Hierbei ist eine Geometrieoptimierung durch eine
Strömungssimulationsrechnung oder dergleichen möglich. Dadurch kann eine besonders wirksame Beeinflussung der Hauptströmung durch die Querströmung erzielt werden.
In vorteilhafter Weise ist das Überströmventil als Druckregelventil ausgestaltet. Dabei ist es ferner vorteilhaft, dass das Druckregelventil eine Absteuermenge durch den Absteuerkanal in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite des Absteuerkanals und der Ausgangsseite des Absteuerkanals steuert. Bei geringem Mengenbedarf und somit relativ hohem Druck kann somit eine Steigerung der Absteuermenge über den Absteuerkanal erzielt werden, was auf Grund der Zunahme der Querströmung zu einer Verschlechterung des Drosselbeiwerts führt. Somit reduziert sich die Durchflussmenge durch die Drossel und somit die Pumpe, was die gegebene Druckdifferenz reduziert. Dadurch kann eine vorteilhafte Durchflussmengenbegrenzung geschaffen werden, wobei die Lebensdauer und Verlustleistung optimiert sind.
Vorteilhaft ist es, dass der Absteuerkanal an seiner Eingangs- und Ausgangsseite und/oder der Zulaufkanal an der Mündungsstelle so ausgestaltet sind, dass hydraulische Verluste an der Mündungsstelle vermieden sind. Dadurch kann im Sinne eines geringen Wirkungsgrads der Drossel bei entsprechend großer Querströmung erzielt werden, dass zur Erzeugung der Querströmung selbst möglichst geringe hydraulische Verluste verursacht sind. Vorteilhaft ist es auch, dass die Drossel so ausgestaltet ist, dass mit zunehmender Absteuermenge, die über den Absteuerkanal in den Zulaufkanal als Querströmung strömt, eine zunehmende Strömungsablösung innerhalb der Drossel auftritt. Beispielsweise kann die Drossel in vorteilhafter Weise als zylinderförmige Bohrung ausgestaltet sein. Die Drossel kann dabei in geeigneter Weise in den Zulaufkanal integriert oder installiert werden, beispielsweise durch Bohren oder Einpressen .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Pumpenanordnung mit einer Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand mit einer relativ geringen Absteuermenge und
Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Pumpenanordnung mit der Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Zustand mit einer relativ großen Absteuermenge.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Pumpenanordnung 1 mit einer Einrichtung 2 zur Durchflussmengenbegrenzung an einer Pumpe 3. Die Pumpe 3 ist dabei ein Teil der Pumpenanordnung 1, aber kein Teil der Einrichtung 2. Die Einrichtung 2 zur
Durchflussmengenbegrenzung und die Pumpenanordnung 1 mit dieser Einrichtung 2 können insbesondere für eine Brennstoffeinspritzanlage von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dienen. Die Pumpe 3 ist dabei als sauggedrosselte Förderpumpe ausgestaltet. Ein bevorzugter Einsatz der Pumpenanordnung 1 und der Einrichtung 2 besteht für eine Förderpumpe zur Zuführung von Brennstoff zu einer Hochdruckpumpe einer Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Einrichtung 2 zur Durchflussmengenbegrenzung und die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 eignen sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .
Die Einrichtung 2 weist einen Zulaufkanal 4 auf der Saugseite der Pumpe 3, der eine Drossel 5 aufweist, und einen Absteuerkanal 6 ebenfalls auf der Saugseite der Pumpe 3 auf, in dem ein Überströmventil 7 angeordnet ist, das als Druckregelventil 7 ausgestaltet ist. Der Zulaufkanal 4 ist an seiner Ausgangsseite 8 mit einem Eingang 9 der Pumpe 3 verbunden. Der Absteuerkanal 6 ist an seiner Eingangsseite 10 mittels einer Brennstoffleitung 11 mit einem Ausgang 12 der Pumpe 3 verbunden. Der Absteuerkanal 6 zweigt dabei von der Brennstoffleitung ab, die beispielsweise zu einer Hochdruckpumpe einer Brennstoffeinspritzanlage führt. Der Absteuerkanal 6 mündet an seiner Ausgangsseite 13 an einer Mündungsstelle 14 seitlich in den Zulaufkanal 4. Die Drossel 5 ist zwischen der Mündungsstelle 14 und der Ausgangsseite 8 des Zulaufkanals 4 in dem Zulaufkanal 4 angeordnet.
Der Zulaufkanal 4 weist eine Achse 20 auf. Der Zulaufkanal 4 erstreckt sich entlang der Achse 20. Insbesondere erstreckt sich der Zulaufkanal 4 zwischen der Mündungsstelle 14 und seiner Ausgangsseite 8 entlang der Achse 20. Die Drossel 5 ist an der Achse 20 des Zulaufkanals 4 ausgerichtet. Dabei ist die Drossel 5 durch eine zylinderförmige Bohrung ausgestaltet. Dadurch ist eine Strömungsrichtung 21 des Zulaufkanals 4 an der Drossel 5 parallel zu der Achse 20 des Zulaufkanals 4.
Der Absteuerkanal 6 weist an seiner Ausgangsseite 13 eine Achse 22 auf. Eine Strömungsrichtung 23 des Absteuerkanals 6 an der Mündungsstelle 14 ist parallel zu der Achse 22 orientiert. In diesem Ausführungsbeispiel schließt die Achse 22 des Absteuerkanals 6 mit der Achse 20 des Zulaufkanals 4 an der Mündungsstelle 14 einen Winkel 24 von etwa 90° ein. Die Strömungsrichtung 23 des Absteuerkanals 6 an der Mündungsstelle 14 ist dabei unterschiedlich zu der Strömungsrichtung 21 des Zulaufkanals 4 an der Drossel 5.
Ein Eingang 25 der Drossel 5 liegt im Bereich der Mündungsstelle 14 in dem Zulaufkanal 4.
Über den Zulaufkanal 4 strömt Brennstoff in einer Hauptströmungsrichtung zu der Drossel 5. Zu dieser Hauptströmung kommt eine Querströmung über den Absteuerkanal 6 in der Strömungsrichtung 23 hinzu, die von der über den Absteuerkanal 6 durch das Druckregelventil 7 abgesteuerten Brennstoffmenge abhängt. Dabei ist in der Fig. 1 eine Situation dargestellt, in der keine oder nur eine relativ kleine Absteuermenge auftritt. Somit ergibt sich in dem Zulaufkanal 4 vor dem Eingang 25 der Drossel 5 eine Strömung
26, die im Wesentlichen durch die Hauptströmung durch den Zulaufkanal 4 bestimmt ist. Hierdurch ergibt sich eine ideale Drosselwirkung der Drossel 5. Der Drosselbeiwert ist daher optimal .
Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Pumpenanordnung 1 mit der Einrichtung 2 zur Durchflussmengenbegrenzung an der Pumpe
3 in einem Zustand, in dem eine relativ große Absteuermenge über den Absteuerkanal 6 abgesteuert wird und in den Zulaufkanal 4 zurückgeführt wird.
Das Druckregelventil 7 steuert die Absteuermenge durch den Absteuerkanal 6 in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite 10 des Absteuerkanals 6 und der Ausgangsseite 13 des Absteuerkanals 6. Bei der in der Fig. 2 dargestellten Situation ist die Druckdifferenz am Druckregelventil 7 relativ groß. Dies kann dadurch verursacht sein, dass ein der Pumpenanordnung 1 nachgeschalteter Verbraucher, insbesondere eine Hochdruckpumpe, eine relativ geringe Brennstoffmenge abfragt. Hierdurch kommt es am Ausgang 12 der Pumpe 3 zu einem relativ großen Druck, der somit auch an der Eingangsseite 10 des Absteuerkanals 6 herrscht und auf das Druckregelventil 7 einwirkt. Dies bewirkt allerdings die Absteuerung einer relativ großen Absteuermenge über den Absteuerkanal 6, die an der Ausgangsseite 13 als Querströmung in den Zulaufkanal 4 einströmt. Diese Querströmung ist in der Fig. 2 schematisch durch einen Strömungsverlauf 27 veranschaulicht.
Der Absteuerkanal 6, insbesondere die Ausgangsseite 13 des Absteuerkanals 6, und der Zulaufkanal 4, insbesondere der Bereich des Zulaufkanals 4 an der Mündungsstelle 14, sind so ausgestaltet, dass hydraulische Verluste an der Mündungsstelle 14 vermieden sind. Die über den Absteuerkanal 6 der Hauptströmung in dem Zulaufkanal 4 hinzugefügte Querströmung kann dadurch im Wesentlichen verlustfrei in den Zulaufkanal 4 einströmen. Durch die Überlagerung der Querströmung zur Hauptströmung kommt es zu einer Strömungsablösung in der Drossel 5. Dabei ist die Drossel 5 so ausgestaltet, dass mit zunehmender Querströmung, das heißt mit zunehmender Absteuermenge, die über den Absteuerkanal 6 in den Zulaufkanal 4 strömt, eine zunehmende
Strömungsablösung innerhalb der Drossel 5 auftritt. Durch die Strömungsablösung innerhalb der Drossel 5 von der Wandung verkleinert sich der wirksame Drosseldurchmesser. Hierdurch verschlechtert sich der Drosselbeiwert, das heißt die Drosselwirkung der Drossel 5 nimmt zu. Somit reduziert sich bei gegebener Druckdifferenz die Durchflussmenge durch die Drossel 5. Dies wirkt sich reduzierend auf den am Ausgang 12 der Pumpe 3 und somit in der Brennstoffleitung 11 herrschenden Druck aus.
Beispielsweise kann die Pumpenanordnung 1 für eine Hochdruckpumpe einer Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail dienen, wobei die Pumpe 3 als mechanische Vorförderpumpe, beispielsweise Außenzahnradpumpe, dient. Die Pumpe 3 arbeitet dabei vorzugsweise größtenteils im sauggedrosselten Betrieb, um die Fördermenge und damit den sich über das Druckregelventil 7 einstellenden Druck zu begrenzen. Über den Zulaufkanal 4 kann beispielsweise Brennstoff aus einem Tank gefördert werden, wobei die Absteuermenge über den Absteuerkanal 6 ebenfalls dem Zulaufkanal 4 hinzugefügt wird.
Allerdings ergibt sich das Problem, das bei großem Einspritzmengenbedarf die Überschussmenge am Druckregelventil 7 klein wird und somit der Druck zur Füllung eines nachgeschalteten Verbrauchers, insbesondere eines Pumpenarbeitsraums, gering ist, während bei einem kleinen Einspritzmengenbedarf die Überschussmenge am Druckregelventil 7 groß wird, wodurch auch der Druck zur Füllung eines Verbrauchers, insbesondere eines Pumpenarbeitsraums ansteigt, obwohl in diesem Fall ein solcher Anstieg nicht erforderlich ist .
Bei der Pumpenanordnung 1 des Ausführungsbeispiels wird im Fall eines geringen Einspritzmengenbedarfs der Drosselbeiwert der als Saugdrossel dienenden Drossel 5 so verändert, dass die Drossel 5 einen größeren Widerstand darstellt, wodurch der Druckanstieg vor dem Druckregelventil 7 an der Pumpe 3 geringer ausfällt.
Dies wird durch eine seitliche Anströmung der Drossel 5 von der Strömung erreicht, bei der der Hauptströmung durch den Zulaufkanal 4 eine Querströmung aus dem Absteuerkanal 6 überlagert ist. Hierbei unterscheidet sich die Strömungsrichtung 23 des Absteuerkanals 6 von der Strömungsrichtung 21 des Zulaufkanals 4. Beispielsweise können die beiden Strömungsrichtungen 21, 23 einen Winkel aus einem Bereich von etwa 40° bis etwa 90° einschließen. Der Zulauf über den Zulaufkanal 4 erfolgt dabei optimal, da die Drossel 5 auf der Achse 20 des Zulaufkanals 4 liegt und an der Achse 20 ausgerichtet ist. Der Zulauf aus dem Absteuerkanal 6 erfolgt jedoch unter einer aus der Strömungsrichtung 21 herausgeschwenkten Strömungsrichtung 23.
Im Fall einer knappen Mengenbilanzerfüllung, die eine Randbedingung darstellt und bei der eine minimale Absteuermenge am Druckregelventil 7 entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Situation erreicht wird, strömt die größtmögliche Menge an Brennstoff durch die Drossel 5.
Im Fall einer ausreichenden Menge, bei der die Absteuermenge am Druckregelventil 7 nicht minimal ist, nimmt der Anteil der nicht optimal auf die Drossel 5 strömenden Menge, das heißt die Querströmung, zu, wodurch sich der Drosselbeiwert der Drossel 5 verschlechtert. Somit nimmt die insgesamt durch die Drossel 5 strömende Menge ab, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Dieser Fall tritt beispielsweise bei höheren Zulaufdrücken zur Pumpe 3 oder bei einer geringen Mengenabnahme, beispielsweise im Schubbetrieb einer Brennkraftmaschine, auf. Die verringerten Absteuermengen führen entsprechend der Kennlinie des Druckregelventils 7 zu einem verringerten Druck an allen beteiligten Komponenten und somit zu einer verringerten Verlustleistung und einer vergrößerten Lebensdauer. Ferner ergibt sich eine verringerte Absteuermengenvarianz und somit auch eine verringerte Druckvarianz. Hierbei kann bereits durch eine günstige Anordnung der Mündungsstelle 14 im Vorfeld der für die Drosselung zuständigen Drosselbohrung oder dergleichen, die die Drossel 5 bildet, eine vorteilhafte Wirkung erzielt werden, wodurch die Pumpenanordnung 1 kostengünstig ausgestaltet werden kann.
Um eine vorteilhafte Anströmung der Drossel 5 über den Absteuerkanal 6 mit einer entsprechend großen Querströmung zu erzielen, sind Umlenkungen, Querschnittsverengungen und dergleichen innerhalb des Absteuerkanals 6 möglichst zu vermeiden .
Im Betrieb der Pumpenanordnung 1 können verschiedene Situationen auftreten, wobei zwei mögliche Situationen in den Fig. 1 und 2 veranschaulicht sind. Im Betrieb der Pumpenanordnung 1 führt der durch die Querströmung verschlechterte Drosselbeiwert der Drossel 5 zu einem verringerten Drosseldurchfluss durch die Drossel 5, wodurch sich wiederum die Absteuermenge durch den Absteuerkanal 6 über das Druckregelventil 7 so weit reduziert, bis sich ein Gleichgewicht zwischen beiden Effekten einstellt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Einrichtung (2) zur Durchflussmengenbegrenzung an einer Pumpe (3) , insbesondere an einer sauggedrosselten Förderpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einem Zulaufkanal (4) auf der Saugseite der Pumpe (3), der an einer
Ausgangsseite (8) zumindest mittelbar mit einem Eingang (9) der Pumpe (3) verbunden ist, einem Absteuerkanal (6), der an seiner Eingangsseite (10) zumindest mittelbar mit einem Ausgang (12) der Pumpe (3) verbindbar ist und der an seiner Ausgangsseite (13) an einer Mündungsstelle (14) seitlich in den Zulaufkanal (4) mündet, einem in dem Absteuerkanal (6) angeordneten Überströmventil (7) und einer Drossel (5), die zwischen der Mündungsstelle (14) und der Ausgangsseite (8) des Zulaufkanals (4) in dem Zulaufkanal (4) angeordnet ist.
2. Einrichtung zur Durchflussbegrenzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (5) zumindest näherungsweise an einer Achse (20) des Zulaufkanals (4), entlang der sich der Zulaufkanal (4) zumindest zwischen der Mündungsstelle (14) und seiner
Ausgangsseite (8) erstreckt, ausgerichtet ist.
3. Einrichtung zur Durchflussbegrenzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang (25) der Drossel (5) zumindest im
Wesentlichen im Bereich der Mündungsstelle (14) in dem Zulaufkanal (4) angeordnet ist.
4. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strömungsrichtung (23) des Absteuerkanals (6) an der Mündungsstelle (14) unterschiedlich ist zu einer Strömungsrichtung (21) des Zulaufkanals (4) an der Drossel (5) .
5. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung (23) des Absteuerkanals (6) an der Mündungsstelle (14) mit der Strömungsrichtung (21) des Zulaufkanals (4) an der Drossel (5) zumindest näherungsweise einen Winkel (24) einschließt, der in einem Bereich von etwa 30° bis etwa 100°, insbesondere in einem Bereich von etwa 40° bis etwa 90°, liegt.
6. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überströmventil (7) als Druckregelventil (7) ausgestaltet ist.
7. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelventil (7) eine Absteuermenge durch den Absteuerkanal (6) in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite (10) des Absteuerkanals (6) und der Ausgangsseite (13) des Absteuerkanals (6) steuert.
8. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Absteuerkanal (6) an seiner Eingangsseite (10) und/oder an seiner Ausgangsseite (13) und/oder der Zulaufkanal (4) an der Mündungsstelle (14) so ausgestaltet sind, dass hydraulische Verluste an der Mündungsstelle (14) minimiert sind.
9. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (5) so ausgestaltet ist, dass mit zunehmender Absteuermenge, die über den Absteuerkanal (6) in den Zulaufkanal (4) strömt, eine zunehmende Strömungsablösung innerhalb der Drossel (5) auftritt.
10. Einrichtung zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (5) zumindest im Wesentlichen als zylinderförmige Bohrung ausgestaltet ist.
11. Pumpenanordnung (1), insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Pumpe (3) und einer Einrichtung (2) zur Durchflussmengenbegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Ausgangsseite (8) des Zulaufkanals (4) zumindest mittelbar mit dem Eingang (9) der Pumpe (3) verbunden ist und wobei die Eingangsseite (10) des Absteuerkanals (6) zumindest mittelbar mit dem Ausgang (12) der Pumpe (3) verbunden ist.
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