EP2476890A1 - Supply device with a fuel transport device and use of such a supply device - Google Patents

Supply device with a fuel transport device and use of such a supply device Download PDF

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EP2476890A1
EP2476890A1 EP12000153A EP12000153A EP2476890A1 EP 2476890 A1 EP2476890 A1 EP 2476890A1 EP 12000153 A EP12000153 A EP 12000153A EP 12000153 A EP12000153 A EP 12000153A EP 2476890 A1 EP2476890 A1 EP 2476890A1
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EP
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fuel
supply device
line
pressure
biasing means
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EP12000153A
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German (de)
French (fr)
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EP2476890B1 (en
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Markus Dewes
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Hydac Filtertechnik GmbH
Original Assignee
Hydac Filtertechnik GmbH
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Filing date
Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • 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
    • F02M37/0041—Means for damping pressure pulsations
    • 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
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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
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    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • F02M2200/315—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements for damping fuel pressure fluctuations

Definitions

  • the EP 1 387 079 A1 describes a common-rail fuel injection system with a high-pressure pump, which supplies the rail system with fuel via a flow rate control, to which in turn fuel injectors for fuel injection of each cylinder of an internal combustion engine are connected.
  • the high-pressure pump is supplied with fuel via a low-pressure feed pump, wherein the low-pressure feed pump draws fuel from a tank and forwards it via a fuel filter to the high-pressure pump.
  • the operating pressure in the rail system is regulated by means of an electronic control unit.
  • the DE 197 41 297 A1 shows a fuel supply system of an internal combustion engine. Fuel is pumped out of a tank promoted a distribution unit. Between the pump and the distributor unit, a spring-loaded pressure accumulator for the fuel is provided. The accumulator is controlled by a valve connected in parallel with the pump.
  • From the DE 10 2005 059 160 A1 shows a fuel system for an internal combustion engine, in which fuel is conveyed from a tank to a distribution bar by two feed pumps connected in series. Between the feed pumps, a check valve and a spring-loaded pressure accumulator are provided.
  • the invention has for its object to provide a supply device with a fuel delivery device whose performance is improved.
  • the supply device comprises a fuel delivery device for a fuel collector, in particular for a common rail injection device of an internal combustion engine, and at least one fuel tank, is conveyed from the fuel via a fuel line to the fuel pickup. It is a pretensioner for the hydraulic biasing of the fuel in the fuel line in the direction of the fuel sampler, wherein the biasing means is provided in addition to a biasing side with an energy storage such that fuel injected at a presettable pressure is stored at this pressure level in the biasing means.
  • a drive unit is provided, which controls a connection line between the biasing device and the fuel line such that at least the connection line is partially blocked or released.
  • the energy store is formed from a compressible medium in the form of a gas supply.
  • the fuel delivery device has at least one first delivery unit and a second delivery unit.
  • the first conveyor unit delivers fuel in a charging cycle to a biasing side of the biasing device, which emits fuel in a discharge cycle under bias in the assignable fuel line again.
  • a biasing side of the biasing device which emits fuel in a discharge cycle under bias in the assignable fuel line again.
  • a branch line may be provided, which opens onto the energy storage side of the biasing device.
  • Fig.1 is shown in a schematic circuit diagram as a whole designated 1 supply device with a fuel delivery device 3 for conveying fuel for a fuel pickup 5.
  • the fuel collector 5 is in the in the Fig.1 to 5 shown embodiments of the supply device 1 shown as a common rail injection device 7 for a diesel internal combustion engine not shown in detail.
  • the supply device 1 has a fuel tank 9, is conveyed from the fuel via a fuel line 11 to the fuel pickup 5. Further, to the supply device 1 is a biasing means 13 belonging to the hydraulic bias of the fuel in the fuel line 11 in the direction of the fuel pickup fifth
  • a first conveyor unit 15 is introduced, which supplies fuel in a charging cycle to a biasing side 17 of the biasing device 13.
  • the biasing device 13 further comprises an energy storage 19, which serves to stockpiled fuel fed on the biasing side 17 with a predetermined elevated pressure level in the biasing device 13.
  • the biasing means 13 is connected between the first and the second conveyor unit in the fuel line 11.
  • the first delivery unit 15 provides lower pressure fuel and the second delivery unit 21 High pressure fuel is available to the fuel pickup 5.
  • a drive unit 23 is provided which controls a connection line 25 between the biasing means 13 and the fuel line 11 so that at least the connection line 25 is partially blocked or released is.
  • the drive unit 23 is formed from a valve 33, in particular from a 2/2-way switching valve.
  • the first conveyor unit 15 is designed as a low pressure pump and the second conveyor unit 21 is formed as a high pressure pump.
  • the respective delivery unit in particular in the form of the high-pressure pump could also be a pressure booster (not shown) occur.
  • blocking means 35 are introduced in the form of a check valve 37 in the fuel line 11.
  • a branch line 41 is provided, which comes from a fuel return line 39 from the fuel pickup 5 coming to the side with the energy storage 19 of the biasing device 13.
  • the energy storage 19 may be supported in its effect on the biasing side 17 of the hydraulic accumulator 27.
  • a fuel filter device 43 is introduced into the fuel line 11.
  • a bypass line 51 bridging the valve 23 is introduced into the connection line 25.
  • one of the fuel line 11 in the direction of the hydraulic accumulator 27 überstömbares check valve 53 is mounted.
  • the check valve 53 can ensure the charging cycle of the hydraulic accumulator 27 independently of the respective switching position of the valve element 45.

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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

The device (1) has a fuel container (9) for supplying fuel to a fuel consumer (5) over a fuel pipe (11). A pretensioning device (13) pretensions the fuel in the pipe and has an energy storage (19). A control unit (23) e.g. 2/2-way-switching valve, controls a connection pipe (25) between the pretensioning device and the fuel pipe such that the connection pipe is partially locked or released. The energy storage is designed in the form of a gas storage and made from compressible material, and a fuel conveyor device has two conveyor units (15, 21) e.g. low pressure and high-pressure pumps.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versorgungsvorrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung für einen Kraftstoffabnehmer, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, mit den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer dahingehenden Versorgungsvorrichtung.The invention relates to a supply device with a fuel delivery device for a fuel collector, in particular for a common rail injection device of an internal combustion engine, with the features in the preamble of claim 1. The invention further relates to a use of a pertinent supply device.

Zur Kraftstoffversorgung von Brennräumen, insbesondere von selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen, wie Dieselmotoren, können druckgesteuerte oder hubgesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eingesetzt werden. Als Kraftstoffeinspritzeinrichtungen kommen Pumpen-DüsenEinrichtungen oder Pumpen-Leitungs-Einrichtungen, wie Speichereinspritzsysteme (Common-Rail) zum Einsatz. Derartige Common-Rail-Einspritzsysteme ermöglichen den Einspritzdruck an die jeweilige Last und die Drehzahl der betreffenden Verbrennungskraftmaschine anzupassen. Zur Erzielung hoher spezifischer Leistungen derartiger Verbrennungskraftmaschinen und zur Minimierung der Emissionen dahingehender Verbrennungskraftmaschinen ist ein möglichst hoher Einspritzdruck angestrebt. Der Kraftstoff für derartige Kraftstoffeinspritzeinrichtungen wird in an sich bekannter Weise mit Versorgungsvorrichtungen mit einer Kraftstofffördereinrichtung von einem Kraftstoffbehälter mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe über eine Kraftstoffleitung an den dahingehenden, als Common-Rail-Einspritzeinrichtung gebildeten Kraftstoffabnehmer gefördert.For fuel supply of combustion chambers, in particular self-igniting internal combustion engines, such as diesel engines, pressure-controlled or stroke-controlled fuel injection devices can be used. As fuel injectors, there are used pump-nozzle devices or pump-line devices, such as common-rail systems. Such common rail injection systems make it possible to adapt the injection pressure to the respective load and the speed of the relevant internal combustion engine. In order to achieve high specific performance of such internal combustion engines and to minimize the emissions of such internal combustion engines, the highest possible injection pressure is desired. The fuel for such fuel injectors is in a conventional manner with supply devices with a fuel delivery from a fuel tank by means of a fuel pump via a fuel line to the pertinent, formed as a common rail injection device funded Kraftstoffabnehmer.

Die DE 199 10 970 A1 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer zwischen einem Druckspeicherraum und einem Düsenraum angeordneten Druckübersetzungseinheit, deren Druckkammer über eine Druckleitung mit dem Düsenraum verbunden ist, und mit einer an den Druckspeicherraum angeschlossenen Bypass-Leitung.The DE 199 10 970 A1 describes a fuel injection device with a arranged between a pressure accumulator space and a nozzle chamber pressure booster unit whose pressure chamber is connected via a pressure line to the nozzle chamber, and with a connected to the pressure accumulator chamber bypass line.

Die DE 102 47 210 A1 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Verbrennungskraftmaschinen mit einem von einer Kraftstoffhochdruckquelle beaufschlagbaren Kraftstoffinjektor und einem ein bewegbares Druck-übersetzungselement aufweisenden Druckübersetzer, der zwischen dem Kraftstoffinjektor und der Hochdruckquelle angeordnet ist, welcher einen mit der Hochdruckquelle über eine Hochdruckleitung verbindbaren Arbeitsraum von einem den Kraftstoffinjektor beaufschlagenden Hochdruckraum trennt, wobei durch Befüllung eines Rückraumes des Druckübersetzers mit Kraftstoff und durch Entleerung des Rückraumes von Kraftstoff der Kraftstoffdruck im Hochdruckraum variierbar ist.The DE 102 47 210 A1 describes a fuel injection device for internal combustion engines having a fuel injector acted upon by a high-pressure fuel source and a pressure booster having a movable pressure-translating element disposed between the fuel injector and the high-pressure source separating a working space communicable with the high-pressure source via a high-pressure line from a high-pressure space acting on the fuel injector; wherein by filling a back space of the pressure booster with fuel and by emptying the rear space of fuel, the fuel pressure in the high-pressure chamber is variable.

Die EP 1 387 079 A1 beschreibt ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe, welche über eine Durchflussmengensteuerung das Rail-System mit Kraftstoff versorgt, an welchem wiederum KraftstoffInjektoren zur Kraftstoffeinspritzung eines jeden Zylinders einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe wird über eine Niederdruck-Förderpumpe mit Kraftstoff versorgt, wobei die Niederdruck-Förderpumpe Kraftstoff aus einem Tank ansaugt und über ein Kraftstofffilter an die Hochdruckpumpe weiterleitet. Der Betriebsdruck im Rail-System wird mittels einer elektronischen Steuereinheit geregelt.
Die DE 197 41 297 A1 zeigt ein Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine auf. Kraftstoff wird durch eine Pumpe aus einem Tank zu einer Verteilereinheit gefördert. Zwischen der Pumpe und der Verteilereinheit ist ein federbeaufschlagter Druckspeicher für den Kraftstoff vorgesehen. Der Druckspeicher wird durch ein Ventil, das zu der Pumpe parallel geschaltet ist, gesteuert.The EP 1 387 079 A1 describes a common-rail fuel injection system with a high-pressure pump, which supplies the rail system with fuel via a flow rate control, to which in turn fuel injectors for fuel injection of each cylinder of an internal combustion engine are connected. The high-pressure pump is supplied with fuel via a low-pressure feed pump, wherein the low-pressure feed pump draws fuel from a tank and forwards it via a fuel filter to the high-pressure pump. The operating pressure in the rail system is regulated by means of an electronic control unit.
The DE 197 41 297 A1 shows a fuel supply system of an internal combustion engine. Fuel is pumped out of a tank promoted a distribution unit. Between the pump and the distributor unit, a spring-loaded pressure accumulator for the fuel is provided. The accumulator is controlled by a valve connected in parallel with the pump.

Aus der DE 10 2005 059 160 A1 geht ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine hervor, bei der Kraftstoff aus einem Tank zu einer Verteilerleiste durch zwei in Reihe geschaltete Förderpumpen gefördert wird. Zwischen den Förderpumpen sind ein Rückschlagventil und ein federbeaufschlagter Druckspeicher vorgesehen.From the DE 10 2005 059 160 A1 shows a fuel system for an internal combustion engine, in which fuel is conveyed from a tank to a distribution bar by two feed pumps connected in series. Between the feed pumps, a check valve and a spring-loaded pressure accumulator are provided.

Die bekannten Versorgungsvorrichtungen mit einer Kraftstofffördereinrichtung sind insbesondere in Bezug auf den Druckaufbau in ihrer Kraftstoffleitung verbesserungswürdig. Dadurch ist ein Kaltstartverhalten einer Verbrennungskraftmaschine, die von einer Common-Rail-Einspritzeinrichtung mit Kraftstoff versorgt wird, verbessert.The known supply devices with a fuel delivery device are in particular in need of improvement in relation to the pressure build-up in their fuel line. As a result, a cold start behavior of an internal combustion engine, which is supplied by a common rail injector with fuel, improved.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungsvorrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung anzugeben, deren Betriebsverhalten verbessert ist.Based on this prior art, the invention has for its object to provide a supply device with a fuel delivery device whose performance is improved.

Die Aufgabe wird mit einer Versorgungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit und mit einer Verwendung einer Versorgungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 11 gelöst.The object is achieved with a supply device having the features of patent claim 1 in its entirety and with a use of a supply device for an internal combustion engine according to claim 11.

Die erfindungsgemäße Versorgungsvorrichtung umfasst eine Kraftstofffördereinrichtung für einen Kraftstoffabnehmer, insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, und zumindest einem Kraftstoffbehälter, aus dem Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung an den Kraftstoffabnehmer gefördert ist. Es ist eine Vorspanneinrichtung zur hydraulischen Vorspannung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung in Richtung des Kraftstoffabnehmers vorhanden, wobei die Vorspanneinrichtung neben einer Vorspannseite mit einem Energiespeicher derart versehen ist, dass mit vorgebbarem Druck eingespeister Kraftstoff auf diesem Druckniveau in der Vorspanneinrichtung bevorratet ist. Für das Durchführen eines Lade- und/oder Entladezyklus zwischen der Vorspanneinrichtung und der Kraftstoffleitung ist eine Ansteuereinheit vorgesehen, die eine Verbindungsleitung zwischen der Vorspanneinrichtung und der Kraftstoffleitung derart ansteuert, dass zumindest die Verbindungsleitung teilweise gesperrt oder freigegeben ist. Der Energiespeicher ist aus einem kompressiblen Medium in Form eines Gasvorrates gebildet. Die Kraftstofffördereinrichtung weist mindestens eine erste Fördereinheit und eine zweite Fördereinheit auf.The supply device according to the invention comprises a fuel delivery device for a fuel collector, in particular for a common rail injection device of an internal combustion engine, and at least one fuel tank, is conveyed from the fuel via a fuel line to the fuel pickup. It is a pretensioner for the hydraulic biasing of the fuel in the fuel line in the direction of the fuel sampler, wherein the biasing means is provided in addition to a biasing side with an energy storage such that fuel injected at a presettable pressure is stored at this pressure level in the biasing means. For performing a charging and / or discharging cycle between the biasing device and the fuel line, a drive unit is provided, which controls a connection line between the biasing device and the fuel line such that at least the connection line is partially blocked or released. The energy store is formed from a compressible medium in the form of a gas supply. The fuel delivery device has at least one first delivery unit and a second delivery unit.

Durch die erfindungsgemäße Vorspanneinrichtung ist gewährleistet, dass in der dahingehenden Kraftstoffleitung ständig ein Kraftstoffdruck anliegt, der geeignet ist, einen Kraftstoffabnehmer und vorzugsweise eine Kraftstoffhochdruckquelle mit Kraftstoff auf einem geeigneten Druckniveau zu versorgen. Insbesondere Druckschwankungen des Kraftstoffdrucks in der dahingehenden Einspritzeinrichtung beim Start einer Verbrennungskraftmaschine sind dadurch sicher vermieden. Insgesamt lassen sich dadurch neben einem verbesserten Startverhalten der Verbrennungskraftmaschine Emissionen der Verbrennungskraftmaschine reduzieren. Durch die Ansteuereinheit ist zudem ein Mittel geschaffen, um in Abhängigkeit von den verschiedenen Betriebsphasen des Kraftstoffabnehmers Kraftstoff der Vorspanneinrichtung zuzuführen oder von dieser zu entnehmen.By the biasing device according to the invention ensures that in the pertinent fuel line constantly a fuel pressure is applied, which is adapted to supply a fuel pickup and preferably a high-pressure fuel source with fuel at a suitable pressure level. In particular, pressure fluctuations of the fuel pressure in the pertinent injector at the start of an internal combustion engine are thereby avoided. Overall, emissions of the internal combustion engine can thereby be reduced in addition to an improved starting behavior of the internal combustion engine. In addition, a means is provided by the drive unit for supplying fuel to or from the biasing device as a function of the different operating phases of the fuel pickup.

Vorteilhaft liefert die erste Fördereinheit in einem Ladezyklus Kraftstoff auf eine Vorspannseite der Vorspanneinrichtung, die in einem Entladezyklus Kraftstoff unter Vorspannung in die zuordenbare Kraftstoffleitung wieder abgibt. Durch diese konstruktive Maßnahme kann sowohl während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine als auch vor oder nach dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine Kraftstoff auf eine Vorspannseite der Vorspanneinrichtung gefördert und auch wieder entnommen werden. Die Vorspanneinrichtung bewirkt über die hydraulische Vorspannung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung hinaus somit eine Einspeisemöglichkeit von Kraftstoff in die dahingehende Kraftstoffleitung.Advantageously, the first conveyor unit delivers fuel in a charging cycle to a biasing side of the biasing device, which emits fuel in a discharge cycle under bias in the assignable fuel line again. Through this constructive measure, both during operation the internal combustion engine as well as before or after the operation of the internal combustion engine fuel is conveyed to a biasing side of the biasing device and also removed again. The biasing device thus causes via the hydraulic bias of the fuel in the fuel line also a feed possibility of fuel in the pertinent fuel line.

Die Vorspann-einrichtung kann zwischen der ersten und zweiten Fördereinheit in die Kraftstoffleitung eingebracht sein. Die erste Fördereinheit kann hierbei Kraftstoff mit niedrigerem Druck und die zweite Fördereinheit Kraftstoff mit hohem Druck dem Kraftstoffabnehmer zur Verfügung stellen. Auf diese Weise ist eingangsseitig der zweiten Fördereinheit Kraftstoff auf einem definierten Druckniveau anliegend vorhanden. Kavitation in der zweiten Fördereinheit wird durch diese konstruktive Maßnahme verhindert.The biasing device may be incorporated in the fuel line between the first and second delivery units. In this case, the first delivery unit can provide fuel at a lower pressure and the second delivery unit can provide fuel at high pressure to the fuel collector. In this way, the input side of the second delivery unit fuel is present at a defined pressure level fitting. Cavitation in the second conveyor unit is prevented by this structural measure.

In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Versorgungsvorrichtung ist die Vorspanneinrichtung aus einem Hydrospeicher gebildet, vorzugsweise in Form eines Membran-, Kolben- oder Balgspeichers. Durch die Wahl der Hydrospeicher-Bauarten lassen sich grundsätzlich verschiedene Druckniveaus in der Kraftstoffförderleitung erzielen oder auch die Gesamtkosten der Versorgungsvorrichtung gestalten.In a particularly advantageous embodiment of the supply device, the biasing device is formed from a hydraulic accumulator, preferably in the form of a membrane, piston or bellows. By choosing the hydraulic accumulator types, it is basically possible to achieve different pressure levels in the fuel delivery line or to design the overall costs of the supply device.

Die Ansteuereinheit kann als Ventil, insbesondere als 2/2-Wege-Schaltventil ausgebildet sein. Auch durch diese konstruktive Maßnahme lassen sich die Herstellungskosten der Versorgungsvorrichtung vorteilhaft gestalten.The drive unit can be designed as a valve, in particular as a 2/2-way switching valve. Also by this constructive measure, the manufacturing cost of the supply device can make advantageous.

Die genannte erste und zweite Fördereinheit kann als Niederdruckpumpe bzw. Hochdruckpumpe ausgebildet sein. Um einen unerwünschten Kraftstofffluss von der Vorspanneinrichtung über die erste Fördereinheit hinweg zu verhindern, sind vorteilhaft Blockiermittel vorgesehen, insbesondere in Form eines Rückschlagventils, die eine ungewollte Rückströmung des Kraftstoffs in Richtung der ersten Fördereinheit verhindern.Said first and second delivery unit may be formed as a low pressure pump or high pressure pump. In order to prevent unwanted fuel flow from the biasing means across the first conveyor unit, blocking means are advantageously provided, in particular in FIG Form of a check valve, which prevent unwanted backflow of the fuel in the direction of the first conveyor unit.

In einer Kraftstoffrücklaufleitung von dem Kraftstoffabnehmer in Richtung des Kraftstoffbehälters kann eine Abzweigleitung vorgesehen sein, die auf die Energiespeicherseite der Vorspanneinrichtung mündet.In a fuel return line from the fuel collector in the direction of the fuel tank, a branch line may be provided, which opens onto the energy storage side of the biasing device.

Zwischen der ersten Fördereinheit und dem Blockiermittel kann eine Kraftstofffiltereinrichtung vorgesehen sein, um vorgefilterten Kraftstoff der zweiten Fördereinheit zuführen zu können.A fuel filter device may be provided between the first conveyor unit and the blocking means in order to be able to supply prefiltered fuel to the second conveyor unit.

Zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften der Verbrennungskraftmaschine wird vorteilhaft mit Beginn des Startvorganges und mit Beginn des Betriebs der ersten Fördereinheit die Vorspanneinrichtung in den Entladezyklus geschaltet. Die Vorspanneinrichtung unterstützt somit sowohl in Bezug auf die Druckbeaufschlagung von Kraftstoff in der Kraftstoffförderleitung als auch in Bezug auf die Förderung von Kraftstoff in der Kraftstoffförderleitung die erste Fördereinheit. Insbesondere wird über die Vorspanneinrichtung das Common-Rail-System unmittelbar mit Kraftstoff versorgt, auch wenn die jeweilige Fördereinheit aufgrund des Kaltstartvorganges nur eine geringe Förderleistung aufbringen kann. Insoweit dient die Vorspanneinrichtung als eine Art Überbrückung, bis die normale Hochdruckversorgung sichergestellt ist.To improve the cold start characteristics of the internal combustion engine, the biasing device is advantageously switched into the discharge cycle at the beginning of the starting process and at the beginning of the operation of the first conveying unit. The biasing device thus assists both the pressurization of fuel in the fuel delivery line and the delivery of fuel in the fuel delivery line to the first delivery unit. In particular, the common rail system is directly supplied with fuel via the biasing device, even if the respective delivery unit can only apply a low delivery rate due to the cold start process. In that regard, the biasing device serves as a kind of bridging until the normal high pressure supply is ensured.

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Versorgungsvorrichtung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele nach der Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigt die

Fig.1
einen schematischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels der Versorgungsvorrichtung für eine Kraftstoffförderein- richtung für einen Kraftstoffabnehmer in Form einer Common-Rail-Einspritzeinrichtung einer Dieselbrennkraftmaschine; und
Fig.2 bis 5
weitere Ausführungsbeispiele eines jeweiligen schematischen Schaltplans einer Versorgungsvorrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung.
In the following, the supply device according to the invention will be described with reference to various embodiments according to the drawings. It shows the
Fig.1
1 is a schematic circuit diagram of a first exemplary embodiment of the supply device for a fuel delivery unit; direction for a fuel collector in the form of a common rail injector of a diesel engine; and
2 to 5
Further embodiments of a respective schematic circuit diagram of a supply device with a fuel delivery device.

In der Fig.1 ist in einem schematischen Schaltplan eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Versorgungsvorrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung 3 zur Förderung von Kraftstoff für einen Kraftstoffabnehmer 5 gezeigt. Der Kraftstoffabnehmer 5 ist in den in den Fig.1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen der Versorgungsvorrichtung 1 als Common-Rail-Einspritzeinrichtung 7 für eine nicht näher gezeigte Dieselverbrennungskraftmaschine dargestellt. Die Versorgungsvorrichtung 1 weist einen Kraftstoffbehälter 9 auf, aus dem Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung 11 an den Kraftstoffabnehmer 5 gefördert ist. Ferner ist zu der Versorgungsvorrichtung 1 eine Vorspanneinrichtung 13 gehörig, zur hydraulischen Vorspannung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 11 in Richtung des Kraftstoffabnehmers 5.In the Fig.1 is shown in a schematic circuit diagram as a whole designated 1 supply device with a fuel delivery device 3 for conveying fuel for a fuel pickup 5. The fuel collector 5 is in the in the Fig.1 to 5 shown embodiments of the supply device 1 shown as a common rail injection device 7 for a diesel internal combustion engine not shown in detail. The supply device 1 has a fuel tank 9, is conveyed from the fuel via a fuel line 11 to the fuel pickup 5. Further, to the supply device 1 is a biasing means 13 belonging to the hydraulic bias of the fuel in the fuel line 11 in the direction of the fuel pickup fifth

In der Kraftstoffleitung 11 ist eine erste Fördereinheit 15 eingebracht, die in einem Ladezyklus Kraftstoff auf eine Vorspannseite 17 der Vorspanneinrichtung 13 liefert. Die Vorspanneinrichtung 13 weist ferner einen Energiespeicher 19 auf, der dazu dient, eingespeisten Kraftstoff auf der Vorspannseite 17 mit einem vorgebbaren erhöhten Druckniveau in der Vorspanneinrichtung 13 zu bevorraten. Wie die Fig.1 bis 5 zeigen, ist zu der Kraftstofffördereinrichtung 3 mindestens eine weitere, zweite Fördereinheit 21 gehörig, wobei die Vorspanneinrichtung 13 zwischen der ersten und der zweiten Fördereinheit in die Kraftstoffleitung 11 geschaltet ist. Die erste Fördereinheit 15 stellt Kraftstoff niedrigeren Druckes und die zweite Fördereinheit 21 Kraftstoff hohen Druckes dem Kraftstoffabnehmer 5 zur Verfügung. Für das Durchführen eines Lade- und/oder Entladezyklus zwischen der Vorspann-einrichtung 13 und der Kraftstoffleitung 11 ist eine Ansteuereinheit 23 vorgesehen, die eine Verbindungsleitung 25 zwischen der Vorspanneinrichtung 13 und der Kraftstoffleitung 11 so ansteuert, dass zumindest die Verbindungsleitung 25 teilweise gesperrt oder freigegeben ist.In the fuel line 11, a first conveyor unit 15 is introduced, which supplies fuel in a charging cycle to a biasing side 17 of the biasing device 13. The biasing device 13 further comprises an energy storage 19, which serves to stockpiled fuel fed on the biasing side 17 with a predetermined elevated pressure level in the biasing device 13. As the Fig.1 to 5 show, to the fuel conveyor 3 at least one further, second conveyor unit 21 belonging, wherein the biasing means 13 is connected between the first and the second conveyor unit in the fuel line 11. The first delivery unit 15 provides lower pressure fuel and the second delivery unit 21 High pressure fuel is available to the fuel pickup 5. For carrying out a charge and / or discharge cycle between the biasing device 13 and the fuel line 11, a drive unit 23 is provided which controls a connection line 25 between the biasing means 13 and the fuel line 11 so that at least the connection line 25 is partially blocked or released is.

Die Vorspanneinrichtung 13 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen aus einem Hydrospeicher 27 gebildet, der in Form eines Membranspeichers (vgl. Fig.1 und Fig.4) oder in Form eines Kolbenspeichers (vgl. Fig.2 und Fig.3) oder in Form eines Balgspeichers (vgl. Fig.5) ausgebildet ist.The biasing device 13 is formed in the embodiments shown from a hydraulic accumulator 27, which in the form of a membrane memory (see. Fig.1 and Figure 4 ) or in the form of a piston accumulator (cf. Fig.2 and Figure 3 ) or in the form of a bellows storage (cf. Figure 5 ) is trained.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Ansteuereinheit 23 aus einem Ventil 33, insbesondere aus einem 2/2-Wege-Schaltventil gebildet. Die erste Fördereinheit 15 ist als Niederdruckpumpe ausgebildet und die zweite Fördereinheit 21 als Hochdruckpumpe ausgebildet. Anstelle der jeweiligen Fördereinheit, insbesondere in Form der Hochdruckpumpe könnte auch ein Druckübersetzer (nicht dargestellt) treten. Um eine Rückströmung von Kraftstoff aus der Vorspanneinrichtung 13 in Richtung auf die erste Fördereinheit 15 zu verhindern, sind Blockiermittel 35 in Form eines Rückschlagventils 37 in die Kraftstoffleitung 11 eingebracht. Wie die Fig.2 und 5 zeigen, ist in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Versorgungsvorrichtung eine Abzweigleitung 41 vorgesehen, die von einer Kraftstoffrücklaufleitung 39 von dem Kraftstoffabnehmer 5 kommend auf die Seite mit dem Energiespeicher 19 der Vorspanneinrichtung 13 mündet. Durch diese konstruktive Maßnahme kann der Energiespeicher 19 in seiner Wirkung auf die Vorspannseite 17 des Hydrospeichers 27 unterstützt sein.In the exemplary embodiments shown, the drive unit 23 is formed from a valve 33, in particular from a 2/2-way switching valve. The first conveyor unit 15 is designed as a low pressure pump and the second conveyor unit 21 is formed as a high pressure pump. Instead of the respective delivery unit, in particular in the form of the high-pressure pump could also be a pressure booster (not shown) occur. In order to prevent a backflow of fuel from the biasing device 13 in the direction of the first conveyor unit 15, blocking means 35 are introduced in the form of a check valve 37 in the fuel line 11. As the Fig.2 and 5 show, in a particularly advantageous embodiment of the supply device, a branch line 41 is provided, which comes from a fuel return line 39 from the fuel pickup 5 coming to the side with the energy storage 19 of the biasing device 13. By this design measure, the energy storage 19 may be supported in its effect on the biasing side 17 of the hydraulic accumulator 27.

Zur Filterung des Kraftstoffs, welcher in Richtung auf die zweite Fördereinheit 21 mit Hilfe der ersten Fördereinheit 15 gefördert ist, ist zwischen dem Blockiermittel 35 und der ersten Fördereinheit 15 eine Kraftstofffiltereinrichtung 43 in die Kraftstoffleitung 11 eingebracht.For filtering the fuel, which is conveyed in the direction of the second conveyor unit 21 by means of the first conveyor unit 15, is between the Blocking means 35 and the first conveyor unit 15, a fuel filter device 43 is introduced into the fuel line 11.

Neben den verschiedenen Bauarten des Hydrospeichers 27 unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 5 insbesondere durch verschiedene Bauarten der Ansteuereinheit 23. Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Ansteuereinheit 23 als elektrisch betätigtes federzentriertes 2/2-Wege-Schaltventil gebildet, wobei allerdings einzelne Ventilelemente 45 der gezeigten Ventile 23 voneinander verschieden ausgebildet sind. Die Ausgangsstellungen der Ventilelemente 45 aller gezeigten Ventile 23 ist dahingehend eine "Geschlossen-Position", dass die Verbindungsleitung 25 durch das Ventilelement 45 geschlossen ist, wobei hierzu in dem Ausführungsbeispiel in Fig.3 ein Rückschlagventil 47 und in dem Ausführungsbeispiel in Fig.4 ein Sperrblock 49 mit zwei entgegengesetzt wirkenden Rückschlagventilen verwandt wird. Durch Bestromung des betreffenden Ventils 23, was über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung erfolgt in Abhängigkeit des durchzuführenden Lade- oder Entladezyklus mit der Vorspanneinrichtung 13, wird dessen Ventilelement 45 in allen Ausführungsbeispielen der Fig.1 bis 5 in eine "Offen-Position" dahingehend gefahren, dass die Verbindungsleitung 25 durch Bewegen des Ventilelements 45 in Blickrichtung auf die Figuren nach rechts in eine Durchlassstellung geöffnet wird. Kraftstoff kann hierbei von der Vorspannseite 17 des betreffenden Hydrospeichers 27 in die Kraftstoffleitung 11 unter Druck des jeweils herrschenden Druckniveaus eingebracht werden, wobei die weitere Strömungsrichtung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 11 in Richtung der zweiten Fördereinheit 21 durch das jeweilige Blockiermittel 35 vorgegeben ist. In den in allen Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen entspricht dieser Schaltposition des Ventilelements 45 auch die Schaltposition, in der der Hydrospeicher 27 mit Kraftstoff wieder befüllt wird. Hierzu dient unter anderem der Betrieb der ersten Fördereinheit 15.In addition to the different types of hydraulic accumulator 27, the embodiments differ in the Fig. 1 to 5 In particular, by various types of drive unit 23. In all the embodiments shown, the drive unit 23 is formed as an electrically operated spring-centered 2/2-way switching valve, however, individual valve elements 45 of the valves 23 shown are formed differently from each other. The initial positions of the valve elements 45 of all valves 23 shown is a "closed position" in that the connecting line 25 is closed by the valve element 45, wherein in the embodiment in FIG Figure 3 a check valve 47 and in the embodiment in Figure 4 a lock block 49 is used with two oppositely acting check valves. By energizing the relevant valve 23, which takes place via a control device, not shown, depending on the charge or discharge cycle to be carried out with the biasing means 13, the valve element 45 in all embodiments of Fig.1 to 5 moved to an "open position" to the effect that the connecting line 25 is opened by moving the valve member 45 in the direction of the figures to the right to a passage position. Fuel can be introduced from the bias side 17 of the relevant hydraulic accumulator 27 in the fuel line 11 under pressure of each prevailing pressure level, wherein the further flow direction of the fuel in the fuel line 11 in the direction of the second conveyor unit 21 is predetermined by the respective blocking agent 35. In the embodiments shown in all figures, this switching position of the valve element 45 also corresponds to the switching position in which the hydraulic accumulator 27 is refilled with fuel. Among other things, the operation of the first conveyor unit 15 serves this purpose.

In dem in Fig.1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine, das Ventil 23 überbrückende Bypass-Leitung 51 in die Verbindungsleitung 25 eingebracht. In der Bypass-Leitung 51 ist wiederum ein von der Kraftstoffleitung 11 in Richtung auf den Hydrospeicher 27 überstömbares Rückschlagventil 53 angebracht. Das Rückschlagventil 53 kann unabhängig von der jeweiligen Schaltposition des Ventilelements 45 den Ladezyklus des Hydrospeichers 27 gewährleisten.In the in Fig.1 In addition, a bypass line 51 bridging the valve 23 is introduced into the connection line 25. In the bypass line 51, in turn, one of the fuel line 11 in the direction of the hydraulic accumulator 27 überstömbares check valve 53 is mounted. The check valve 53 can ensure the charging cycle of the hydraulic accumulator 27 independently of the respective switching position of the valve element 45.

Die gezeigte Versorgungsvorrichtung 1 kann insoweit zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine, von der lediglich die Common-Rail-Einspritzeinrichtung 7 in Form von einer Hochdruck-Verteilerleiste 55, an der vier Kraftstoffinjektoren 57 angeschlossen sind, beitragen, indem spätestens mit Beginn des Startvorganges der Verbrennungskraftmaschine und dem Betrieb der ersten Fördereinheit 15 die Vorspanneinrichtung 13 durch die jeweilige Ansteuereinheit 23 in einen Entladezyklus geschaltet wird. Eine weitere Kraftstofffiltereinrichtung 59 ist zwischen dem Kraftstoffbehälter 9 und der ersten Fördereinheit 15 vorgesehen, um den Tankinhalt vor Zufuhr zu der dahingehenden Niederdruckpumpe 15 abzureinigen.The supply device 1 shown can so far to improve the cold start characteristics of an internal combustion engine, not shown, of which only the common rail injector 7 in the form of a high-pressure rail 55, are connected to the four fuel injectors 57 contribute, by at the latest at the beginning of the starting process the internal combustion engine and the operation of the first conveyor unit 15, the biasing means 13 is switched by the respective drive unit 23 in a discharge cycle. A further fuel filter device 59 is provided between the fuel tank 9 and the first conveyor unit 15 in order to clean off the tank contents before being supplied to the pertinent low-pressure pump 15.

Claims (11)

Versorgungsvorrichtung mit einer Kraftstofffördereinrichtung (3) für einen Kraftstoffabnehmer (5), insbesondere für eine Common-Rail-Einspritzeinrichtung (7) einer Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem Kraftstoffbehälter (9), aus dem Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung (11) an den Kraftstoffabnehmer (5) gefördert ist, wobei eine Vorspanneinrichtung (13) zur hydraulischen Vorspannung des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung (11) in Richtung des Kraftstoffabnehmers (5) vorhanden ist, wobei die Vorspanneinrichtung (13) neben einer Vorspannseite (17) mit einem Energiespeicher (19) derart versehen ist, dass mit vorgebbarem Druck eingespeister Kraftstoff auf diesem Druckniveau in der Vorspanneinrichtung (13) bevorratet ist, wobei für das Durchführen eines Lade- und/oder Entladezyklus zwischen der Vorspanneinrichtung (13) und der Kraftstoffleitung (11) eine Ansteuereinheit (23) vorgesehen ist, die eine Verbindungsleitung (25) zwischen der Vorspanneinrichtung (13) und der Kraftstoffleitung (11) derart ansteuert, dass zumindest die Verbindungsleitung (25) teilweise gesperrt oder freigegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (19) aus einem kompressiblen Medium in Form eines Gasvorrates gebildet ist und dass die Kraftstofffördereinrichtung (3) mindestens eine erste Fördereinheit (15) und eine zweite Fördereinheit (21) aufweist.Supply device with a fuel delivery device (3) for a fuel collector (5), in particular for a common rail injection device (7) of an internal combustion engine, with at least one fuel tank (9), from the fuel via a fuel line (11) to the fuel pickup (5 ), wherein a biasing means (13) for the hydraulic biasing of the fuel in the fuel line (11) in the direction of the Kraftstoffabnehmers (5) is present, wherein the biasing means (13) next to a biasing side (17) with an energy store (19) is provided that with specified pressure fed fuel at this pressure level in the biasing means (13) is stored, wherein provided for performing a charge and / or discharge cycle between the biasing means (13) and the fuel line (11), a drive unit (23) is that a connection line (25) between the biasing means (13) and the K Fuel line (11) controls such that at least the connecting line (25) is partially blocked or released, characterized in that the energy store (19) is formed from a compressible medium in the form of a gas supply and that the fuel delivery device (3) at least one first conveyor unit (15) and a second conveyor unit (21). Versorgungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fördereinheit (15) in einem Ladezyklus Kraftstoff auf eine Vorspannseite (17) der Vorspanneinrichtung (13) liefert, die in einem Entladezyklus Kraftstoff unter Vorspannung in Fluidrichtung gesehen nach der ersten Fördereinheit (15) in die Kraftstoffleitung (11) wieder abgibt.Supply device according to claim 1, characterized in that the first conveyor unit (15) in a loading cycle fuel to a biasing side (17) of the biasing means (13), in a discharge cycle fuel under bias in the fluid direction after the first conveyor unit (15) in the fuel line (11) returns. Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (13) zwischen erster und zweiter Fördereinheit (15, 21) in die Kraftstoffleitung (11) geschaltet ist.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the pretensioning device (13) is connected between the first and second delivery unit (15, 21) in the fuel line (11). Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fördereinheit (15) Kraftstoff niedrigen Druckes und die zweite Fördereinheit (21) Kraftstoff hohen Druckes dem Kraftstoffabnehmer (5) zur Verfügung stellt.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the first conveying unit (15) provides low-pressure fuel and the second conveying unit (21) provides high-pressure fuel to the fuel collector (5). Versorgungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung (13) aus einem Hydrospeicher (27) gebildet ist, vorzugsweise in Form eines Membran-, Kolben- oder Balgspeichers.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the biasing means (13) consists of a hydraulic accumulator (27) is formed, preferably in the form of a membrane, piston or bellows. Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinheit (23) aus einem Ventil (33), insbesondere aus einem 2/2-Wege-Schaltventil gebildet ist.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the drive unit (23) consists of a valve (33), in particular of a 2/2-way switching valve is formed. Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fördereinheit (15) eine Niederdruckpumpe und die zweite Fördereinheit (21) eine Hochdruckpumpe ist.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that the first conveyor unit (15) is a low pressure pump and the second conveyor unit (21) is a high pressure pump. Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Blockiermittel (35), insbesondere in Form eines Rückschlagventiles (37) vorgesehen sind, die eine ungewollte Rückströmung des Kraftstoffes in Richtung der ersten Fördereinheit (15) verhindert.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that blocking means (35), in particular in the form of a check valve (37) are provided which prevents unwanted backflow of the fuel in the direction of the first conveyor unit (15). Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kraftstoffrücklaufleitung (39) vom Kraftstoffabnehmer (5) kommend in Richtung des Kraftstoffbehälters (9) eine Abzweigleitung (41) vorgesehen ist, die auf die Seite mit dem Energiespeicher (19) der Vorspanneinrichtung (13) mündet.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that in a fuel return line (39) from the fuel pickup (5) in the direction of the fuel tank (9) a branch line (41) is provided which on the side with the energy storage (19) of the biasing means (13) opens. Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Blockiermittel (35) und der ersten Fördereinheit (15) eine Kraftstofffiltereinrichtung (43) vorgesehen ist.Supply device according to one of the preceding claims, characterized in that a fuel filter device (43) is provided between the blocking means (35) and the first conveying unit (15). Verwendung einer Versorgungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften der Verbrennungskraftmaschine spätestens mit Beginn des Startvorganges nebst Betrieb der ersten Fördereinheit (15) die Vorspanneinrichtung (13) in den Entladezyklus geschaltet ist.Use of a supply device according to one of the preceding claims, characterized in that in order to improve the cold starting characteristics of the internal combustion engine at the latest at the beginning of the starting process in addition to operation of the first conveyor unit (15), the biasing means (13) is connected in the discharge cycle.
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