EP2430302B1 - Verfahren zum befüllen eines kraftstoffsystems für kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP2430302B1 EP10709732.1A EP10709732A EP2430302B1 EP 2430302 B1 EP2430302 B1 EP 2430302B1 EP 10709732 A EP10709732 A EP 10709732A EP 2430302 B1 EP2430302 B1 EP 2430302B1
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    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0023—Valves in the fuel supply and return system
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    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0275—Arrangement of common rails
    • F02M63/028—Returnless common rail system

Definitions

  • the metering device 34 is automatically energized. Also, when the ignition of the motor vehicle is switched on, the metering device 34 can be automatically energized, although the engine control unit must again assume the control function of the metering device 34 when the starter is started up.
  • the metering device 34 may also work inversely, so that the metering device opens when energized, i. it is closed when de-energized.
  • the metering device opens when energized, i. it is closed when de-energized.
  • the metering device is already closed.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solches Kraftstoffsystem ist durch die DE 10 2007 000 855 A1 bekannt. Dieses Kraftstoffsystem weist eine Vorförderpumpe auf, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank fördert, und eine Hochdruckpumpe. Eine Zumesseinrichtung ist fluidisch zwischen Vorförderpumpe und Hochdruckpumpe angeordnet. Zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe ist ein Filter angeordnet. Es ist eine Nullförderdrossel vorgesehen, welche einen Auslass der Zumesseinrichtung mit der Saugseite der Vorförderpumpe verbindet. Die Zumesseinrichtung ist üblicherweise verschließbar. Im Kraftstoffförderpfad zwischen dem Kraftstofftank und der Vorförderpumpe ist eine Handpumpe angeschlossen, mit der das Kraftstoffsystem vor dessen Inbetriebnahme mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank manuell befüllt werden kann. Bei dem bekannten Kraftstoffsystem ist ein Kraftstoffförderpfad von der Handpumpe zum Filter und von diesem zur Zumesseinrichtung und zu einem Antriebsraum der Hochdruckpumpe vorgesehen, über den das Kraftstoffsystem mit gefiltertem Kraftstoff befüllt wird. Zusätzlich ist jedoch bei diesem Kraftstoffsystem auch eine Befüllung mit der Handpumpe unter Umgehung des Filters über die Nullförderdrossel und die geöffnete Zumesseinrichtung und damit mit ungefiltertem Kraftstoff möglich. Somit können Verunreinigungen in den Antriebsraum der Hochdruckpumpe gelangen und einen erhöhten Verschleiß der Hochdruckpumpe und anderer im Hochdruckbereich angeordneter Bauteile verursachen.
  • Durch die DE 199 26 308 A1 ist ein Kraftstoffsystem bekannt, mit denselben wesentlichen Merkmalen wie bei der DE 10 2007 000 855 A1 , bei dem jedoch der Filter zwischen der Vorförderpumpe und dem Kraftstofftank angeordnet ist. Bei diesem Kraftstoffsystem würde beim Anschließen einer Handpumpe zwischen dem Kraftstofftank und der Vorförderpumpe Kraftstoff durch den Filter in den Antriebsraum der Hochdruckpumpe gefördert und Kraftstoff könnte außerdem über die Nullförderdrossel und die geöffnete Zumesseinrichtung strömen. Wegen der Anordnung des Filters zwischen der Vorförderpumpe und dem Kraftstofftank ist hier sichergestellt, dass nur gefilterter Kraftstoff durch die Handpumpe in den Antriebsraum der Hochdruckpumpe gefördert wird.
  • Durch die DE 101 39 052 A1 ist ein Kraftstoffsystem bekannt, das wiederum dieselben wesentlichen Merkmale wie die DE 10 2007 000 855 A1 aufweist. Bei diesem Kraftstoffsystem verbindet die Nullförderdrossel den Auslass der Zumesseinrichtung mit einem in den Kraftstofftank führenden Rücklauf. Bei diesem Kraftstoffsystem kann daher beim Anschließen einer Handpumpe über die Nullförderdrossel kein Kraftstoff in das Kraftstoffsystem gefördert werden, da diese keine Verbindung mit dem Kraftstoffförderpfad zwischen dem Kraftstofftank und der Vorförderpumpe aufweist sondern direkt mit dem Kraftstofftank verbunden ist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Kraftstoffsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass sichergestellt ist, dass in den Antriebsraum der Hochdruckpumpe nur gefilterter Kraftstoff gefördert wird.
  • Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft, erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems.
  • Die Zeichnung zeigt ein Kraftstoffsystem 10, das für ein sog. Common-Rail- Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine 12 ausgelegt ist. Zum Betrieb der Brennkraftmaschine 12 wird Kraftstoff unter Hochdruck in einen Kraftstoffverteiler (Common Rail) 14 gefördert und dort gespeichert, wobei am Kraftstoffverteiler 14 Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 16 angeschlossen sind, die den Kraftstoff unter Hochdruck in Brennräume 18 der Brennkraftmaschine 12 einspritzen.
  • Der Kraftstoff wird dabei aus einem Kraftstofftank 20 eines Kraftfahrzeugs gefördert. In Strömungsrichtung sind im Kraftstoffförderpfad ausgehend vom Kraftstofftank 20 zwei zum Kraftstofftank 20 hin sperrende Rückschlagventile 21 a und 21 b, eine Saugdrossel 24, eine mechanisch oder elektrisch betriebene Vorförderpumpe 26 und ein Kraftstofffilter 28, vorzugsweise ein Feinfilter, angeordnet. Der Kraftstoffpfad mündet zum Schmieren von Antriebsteilen in einem Antriebs- bzw. Kurbelraum 30 einer Hochdruckpumpe 32, die bevorzugt als eine mechanisch angetriebene Radialkolbenpumpe ausgebildet ist. Der Verlauf des Kraftstoffs im normalen Betrieb des Kraftstoffsystems 10 ist in der Zeichnung mit Pfeilen gekennzeichnet.
  • In Strömungsrichtung wird der Kraftstoff durch den Antriebs- bzw. Kurbelraum 30 gefördert und schließlich einer Zumesseinrichtung 34 zugeführt, die als ein steuerbares, proportionales federbelastetes Schieberventil ausgebildet ist. Die Zumesseinrichtung 34 ist also fluidisch bzw. hydraulisch zwischen der Vorförderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 32 angeordnet und dient zur Dosierung des Kraftstoffs für die Hochdruckpumpe 32. Stromabwärts von der Zumesseinrichtung 34 ist der Kraftstofffluss zweigeteilt. Einerseits zweigt ein Nullförderlauf ab, in dem eine Nullförderdrossel 36 angeordnet ist. Im Nullförderlauf werden Leckagen der Zumesseinrichtung 34, wenn diese an sich geschlossen ist, wieder zur Saugseite der Vorförderpumpe 26 gefördert. Andererseits zweigt ein Förderlauf ab, in dem über ein Saugventil 38 der Kraftstoff in einen Förderraum 40 der Hochdruckpumpe 32 gefördert wird. Anschließend wird der Kraftstoff unter Hochdruck über ein Rückschlagventil 42 in den Kraftstoffverteiler 14 eingebracht.
  • Für eine Wartung des Kraftstoffsystems 10, beispielsweise einen Filterwechsel, oder für eine Reparaturmaßnahme am Kraftstoffsystem 10 muss der Kraftstoff meist aus dem Kraftstoffsystem abgelassen werden. Dadurch wird ein anschließender Betrieb der im Kraftstoffkreislauf angeordneten Vorförderpumpe 26 und der Hochdruckpumpe 32 erschwert, d.h. die Pumpen 26 und 30 können nicht ordnungsgemäß arbeiten, weil beispielsweise die Schmierung innerhalb des Antriebs- und Kurbelraums 30 nicht gewährleistet ist, und weil die Vorförderpumpe zunächst nur Luft ansaugt. Um diesen Fall zu vermeiden, ist vorgesehen, dass zwischen den beiden Rückschlagventilen 21 a und 21 b eine Kraftstoff-Handpumpe 22 angeschlossen werden kann, mit der das Kraftstoffsystem 10 mit Kraftstoff aus dem Tank 20 manuell befüllt werden kann, bevor das Kraftstoffsystem 10 wieder in Betrieb genommen wird.
  • Da die Zumesseinrichtung 34 im stromlosen Zustand geöffnet ist, wäre - ohne Gegenmaßnahmen - beim Befüllen durch die Handpumpe 22 der Weg über die Zumesseinrichtung 34 in den Antrieb- bzw. Kurbelraum 30 der Hochdruckpumpe 32 frei, und zwar unter Umgehung des Filters 28. Das bedeutet, dass ungefilterter Kraftstoff in den Antrieb- bzw. Kurbelraum 30 und anschließend während des Betriebs in den gesamten Hochdruckbereich bis in den Kraftstoffverteiler 14 gelangt. Außerdem kann die Nullförderdrossel 36 verstopfen. Dies kann zu Beschädigungen und/oder Beeinträchtigungen an der Hochdruckpumpe 32, am Rückschlagventil 42 und in der Brennkraftmaschine 12 führen.
  • Nach einem Ablassen des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffsystem 10 wird die Zumesseinrichtung 34 gezielt geschlossen und somit der Weg des Kraftstoffs über die Saugdrossel 24, die Vorförderpumpe 26 und über das Filter 28 als einziger möglicher Weg freigemacht, so wie der Kraftstofffluss auch im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 12 vorgesehen ist.
  • Bei der vorliegend gezeigten Ausführungsform macht man sich zu Nutze, dass die Funktion der Zumesseinrichtung 34 elektrisch steuerbar ist. Daher wird dann, wenn zum Befüllen bspw. ein Diagnosegerät oder die Handpumpe 22 an das Kraftstoffsystem 10 angeschlossen wird, die Zumesseinrichtung 34 automatisch bestromt und damit geschlossen. Dabei sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass es auch eine Ausführungsform eines Kraftstoffsystems geben kann, bei der die Handpumpe ständig angeschlossen, jedoch im Normalbetrieb nicht aktiviert ist. In diesem Fall wird die Zumesseinrichtung bestromt, sobald das Diagnosegerät angeschlossen oder die Handpumpe aktiviert wird.
  • Alternativ ist auch denkbar, dass die Handpumpe 22 einen Sensor oder Schalter umfasst, der eine Betätigung erkennt, und dass die Zumesseinrichtung 34 erst beim tatsächlichen Betätigen der Handpumpe 22 automatisch bestromt wird.
  • Ebenso ist alternativ denkbar, dass bereits beim Öffnen einer Abdeckung des Kraftstoffsystems 10 oder einer Motorhaube des Kraftfahrzeugs, in welches das Kraftstoffsystem 10 und die Brennkraftmaschine 12 eingebaut sind, die Zumesseinrichtung 34 automatisch bestromt wird. Auch kann bei einem Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs die Zumesseinrichtung 34 automatisch bestromt werden, wobei allerdings beim Anlaufen des Anlassers das Motorsteuergerät wieder die Steuerfunktion der Zumesseinrichtung 34 übernehmen muss.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Zumesseinrichtung 34 kann die Zumesseinrichtung auch invers arbeiten, so dass sich die Zumesseinrichtung beim Bestromen öffnet, d.h. sie ist im stromlosen Zustand geschlossen. Hierbei ist beim Befüllen des Kraftstoffsystem 10 nur die Handpumpe 22 zu betätigen, die Zumesseinrichtung ist bereits geschlossen.

Claims (1)

  1. Kraftstoffsystem (10) für eine Brennkraftmaschine (12) insbesondere eines Kraftfahrzeugs, welches eine Vorförderpumpe (26),die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (20) fördert, eine Hochdruckpumpe (32), eine fluidisch zwischen Vorförderpumpe (26) und Hochdruckpumpe (32) angeordnete Zumesseinrichtung (34), einen zwischen der Vorförderpumpe (26) und der Hochdruckpumpe (32) angeordneten Filter (28) und eine Nullförderdrossel (36) aufweist, welche einen Auslass der Zumesseinrichtung (34) mit der Saugseite der Vorförderpumpe (26) verbindet, wobei die Zumesseinrichtung (34) verschließbar ist und wobei im Kraftstoffförderpfad zwischen dem Kraftstofftank (20) und der Vorförderpumpe (26) eine Handpumpe (22) angeschlossen ist, mit der das Kraftstoffsystem (10) vor dessen Inbetriebnahme mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank manuell befüllt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass von der Vorförderpumpe (26) geförderter Kraftstoff durch einen Antriebsraum (30) der Hochdruckpumpe (22) zur Zumesseinrichtung (34) zugeführt wird, dass zwischen der Vorförderpumpe (26) und dem Kraftstofftank (20) im Kraftstoffförderpfad zwei zum Kraftstofftank (20) hin sperrende Rückschlagventile (21 a,21 b) angeordnet sind, dass die Handpumpe (22) zwischen den beiden Rückschlagventilen (21 a,21 b) angeschlossen ist und dass die Zumesseinrichtung (34) während des manuellen Befüllens des Kraftstoffsystems (10) geschlossen ist.
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