EP2507503A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit differenzmengenregelung bei elektrischer vorförderpumpe - Google Patents

Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit differenzmengenregelung bei elektrischer vorförderpumpe

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EP2507503A1 EP10761005A EP10761005A EP2507503A1 EP 2507503 A1 EP2507503 A1 EP 2507503A1 EP 10761005 A EP10761005 A EP 10761005A EP 10761005 A EP10761005 A EP 10761005A EP 2507503 A1 EP2507503 A1 EP 2507503A1
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    • F02M37/041—Arrangements for driving gear-type pumps

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection device according to the preamble of claim 1.
  • the prefeed pump is designed as an external gear pump and is driven via the drive shaft of the high-pressure pump, wherein the amount of fuel supplied to the high-pressure pump is regulated via a separate metering unit.
  • a safety valve is provided, which prevents a break in the pipe or the filter in the event of overpressure, and a venting valve for venting the delivery pipe.
  • the delivery rate is controlled via a differential quantity valve which at the same time also assumes the safety function and ventilation function.
  • the differential quantity valve is arranged, for example, in front of a pressure-side fuel filter.
  • the known volume control by means of a metering unit according to the invention can be switched to an example quantity-controlled electric prefeed pump (eg gear pump).
  • Advantage of this solution according to the invention is the same quality as in a regulated electric fuel pump, but safety and ventilation valves are saved, especially since the differential valve has the same expense as a metering unit.
  • the single FIGURE shows an embodiment of the fuel injection device according to the invention.
  • the fuel injector 10 for an internal combustion engine shown in the figure includes a fuel tank 11, a high-pressure fuel pump 12, and a fuel feed pump (eg, gear pump) 13 having a controlled electric drive 13a and fuel from the fuel tank 11 to the high-pressure pump 12 promotes.
  • the high-pressure pump 12 conveys fuel under high pressure into a high-pressure accumulator ("common rail") 14, to which in turn fuel injection valves (injectors) 15 are connected, which inject the fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine regulated, which is connected to a leading back into the fuel tank 1 1 fuel return line 17.
  • the prefeed pump 3 is controlled by the pressure prevailing in its pressure-side conveying line 18 fuel pressure (discharge pressure) or on the delivered amount of fuel (flow rate.)
  • fuel pressure discharge pressure
  • flow rate flow rate
  • the pressure or quantity-controlled prefeed pump 13 regulates the conveyed total fuel quantity A, which is forced through the filter 19.
  • filter 19 and high-pressure pump 12 passes from the pressure-side counsellei Device 18 from a purge line 20, whereby the filtered fuel amount is divided into a flow rate B and a purge amount C.
  • the flow B is from the High-pressure pump 2 is conveyed under high pressure into the high-pressure accumulator 14, while the purge amount C is used to rinse the high-pressure pump 12 and is guided back into the fuel tank 1 1 via the fuel return line 17.
  • the exact total amount A through the filter 19 is controlled by a differential quantity valve 21 with an adjustable valve cross-section, through which the pressure-side delivery line 18 between pre-feed pump 13 and filter 19 is connected to the return line 17.
  • the differential quantity valve 21 is electrically actuated, for example, via an accelerator pedal 22 and, in the exemplary embodiment shown, is designed as a magnetic valve with a magnetic drive 23 which actuates the valve closing element (ball) 24 of the differential quantity valve 21 and thus adjusts the valve cross section.
  • the valve closing element 24 is biased in the closing direction via a closing spring 25 and is automatically opened independently of the magnetic drive 23 if the pressure prevailing in the pressure-side conveying line 18 is sufficient to control the valve closing element 24 against the action of the closing spring 25.
  • the differential quantity valve 21 thus opens at an overpressure in the pressure-side delivery line 18, e.g. due to a clogged filter 19, and thus takes over the safety function of a pressure relief valve.
  • the differential quantity valve 21 can be opened electrically for venting and consequently also takes over the venting function of a venting device not shown here in detail. Separate safety and ventilation valves are not required.

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Abstract

Bei einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Vorförderpumpe (13), die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (11) über eine druckseitige Förderleitung (18) zu einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (12) fördert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorförderpumpe (13) einen von der Hochdruckpumpe (12) unabhängigen, insbesondere elektrischen Antrieb (13a) aufweist und dass die druckseitige Förderleitung (18) über ein elektrisch angesteuertes Differenzmengenventil (21) mit verstellbarem Ventilquerschnitt an eine Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.

Description

Beschreibung
Titel
Kraftstoffeinspritzvorrichtunq mit Differenzmenqenreqelunq bei elektrischer Vorförderpumpe Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1 .
Bekannt sind Kraftstoffeinspritzsysteme mit einem zwischen Vorförderpumpe und Hochdruckpumpe angeordneten druckseitigen Kraftstoff-Filter. Die Vorförderpum- pe ist als Außenzahnradpumpe ausgebildet und wird über die Antriebswelle der Hochdruckpumpe angetrieben, wobei die der Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge über eine separate Zumesseinheit geregelt wird. Zwischen der Vorförderpumpe und dem Filter sind ein Sicherheitsventil, das bei Überdruck einen Bruch der Leitung oder des Filters verhindert, und ein Entlüftungsventil zum Entlüf- ten der Förderleitung vorgesehen.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Fördermenge über ein Differenzmengenventil gesteu- ert, das gleichzeitig auch die Sicherheitsfunktion und Entlüftungsfunktion übernimmt. Das Differenzmengenventil ist beispielsweise vor einem druckseitigen Kraftstoff-Filter angeordnet. Die bekannte Mengenregelung mittels einer Zumesseinheit kann erfindungsgemäß auf eine z.B. mengengeregelte elektrische Vorförderpumpe (z.B. Zahnradpumpe) umgestellt werden. Vorteil dieser erfindungsge- mäßen Lösung ist die gleiche Qualität wie bei einer geregelten Elektrokraftstoff- pumpe, wobei aber Sicherheits- und Entlüftungsventile eingespart werden, zumal das Differenzmengenventil den gleichen Aufwand wie eine Zumesseinheit hat. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung stark schematisiert wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff- einspritzvorrichtung.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Figur gezeigte Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 für eine Brennkraftma- schine umfasst einen Kraftstofftank 11 , eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 12 und eine Kraftstoff-Vorförderpumpe (z.B. Zahnradpumpe) 13, die einen geregelten elektrischen Antrieb 13a aufweist und Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 1 zu der Hochdruckpumpe 12 fördert. Die Hochdruckpumpe 12 fördert Kraftstoff unter hohem Druck in einen Hochdruckspeicher („Common Rail") 14, an den wiederum Kraftstoffeinspritzventile (Injektoren) 15 angeschlossen sind, die den Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen. Der Druck im Hochdruckspeicher 14 wird über ein Druckregelventil 16 geregelt, das an eine zurück in den Kraftstofftank 1 1 führende Kraftstoff-Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist. Die Vorförderpumpe 3 ist über den in ihrer druckseitigen Förderleitung 18 herrschenden Kraftstoffdruck (Förderdruck) oder über die geförderte Kraftstoffmenge (Fördermenge) geregelt. In dieser von der Vorförderpumpe 13 zu der Hochdruckpumpe 12 führenden druckseitigen Förderleitung 18 ist ein Kraftstoff-Filter 19 angeordnet. Die druck- bzw. mengengeregelte Vorförderpumpe 13 regelt die geför- derte Kraftstoff-Gesamtmenge A, die durch den Filter 19 gedrückt wird. Zwischen Filter 19 und Hochdruckpumpe 12 geht von der druckseitigen Förderleitung 18 eine Spülleitung 20 ab, wodurch die gefilterte Kraftstoffmenge in eine Fördermenge B und in eine Spülmenge C aufgeteilt wird. Die Fördermenge B wird von der Hochdruckpumpe 2 unter hohem Druck in den Hochdruckspeicher 14 gefördert, während die Spülmenge C zum Spülen der Hochdruckpumpe 12 dient und über die Kraftstoff-Rücklaufleitung 17 zurück in den Kraftstofftank 1 1 geführt wird. Die genaue Gesamtmenge A durch den Filter 19 wird über ein Differenzmengen- ventil 21 mit verstellbarem Ventilquerschnitt gesteuert, durch das die druckseitige Förderleitung 18 zwischen Vorförderpumpe 13 und Filter 19 an die Rücklaufleitung 17 angeschlossen ist. Das Differenzmengenventil 21 wird z.B. über ein Gaspedal 22 elektrisch angesteuert und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Magnet- ventil mit einem Magnetantrieb 23 ausgebildet, der das Ventilschließelement (Kugel) 24 des Differenzmengenventils 21 betätigt und damit den Ventilquerschnitt verstellt. Je weiter das Gaspedal 22 heruntergedrückt wird, desto weniger weit ist das Differenzmengenventil 21 geöffnet und desto geringer ist die über das Diffe- renzmengenventil 21 zurück in den Kraftstofftank 1 1 zurückströmende Kraftstoff- menge. Bei vollständig heruntergedrücktem Gaspedal 22 ist das Differenzmengenventil 21 geschlossen und die zum Filter 19 geförderte Gesamtmenge A somit maximal.
Das Ventilschließelement 24 ist über eine Schließfeder 25 in Schließrichtung vor- gespannt und wird unabhängig vom Magnetantrieb 23 automatisch geöffnet, wenn der in der druckseitigen Förderleitung 18 herrschende Druck ausreicht, das Ventilschließelement 24 gegen die Wirkung der Schließfeder 25 aufzusteuern. Das Differenzmengenventil 21 öffnet somit bei einem Überdruck in der druckseitigen Förderleitung 18, z.B. aufgrund eines verstopften Filters 19, und übernimmt folglich die Sicherheitsfunktion eines Überdruckventils. Das Differenzmengenventil 21 kann zur Entlüftung elektrisch geöffnet werden und übernimmt folglich auch die Entlüftungsfunktion einer hier nicht näher gezeigten Entlüftungseinrichtung. Separate Sicherheits- und Entlüftungsventile sind nicht erforderlich.

Claims

Patentansprüche
1 . Kraftstoffeinspritzvorrichtung (10) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoff-Vorförderpumpe (13), die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (1 1 ) über eine druckseitige Förderleitung (18) zu einer Kraftstoff- Hochdruckpumpe (12) fördert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorförderpumpe (13) einen von der Hochdruckpumpe (12) unabhängigen, insbesondere elektrischen Antrieb (13a) aufweist und dass die druckseitige Förderleitung (18) über ein elektrisch angesteuertes Differenzmengenventil (21 ) mit verstellbarem Ventilquerschnitt an eine Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der druckseitigen Förderleitung (18) ein Kraftstoff-Filter (19) angeordnet ist und die druckseitige Förderleitung (18) zwischen der Vorförderpumpe (13) und dem Filter (19) über das Differenzmengenventil (21 ) an die Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (13) über den in ihrer druckseitigen Förderleitung (18) herrschenden Kraftstoffdruck druckgeregelt oder über die geförderte Kraftstoffmenge mengengeregelt ist.
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzmengenventil (21 ) vom Gaspedal (22) angesteuert ist.
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilschließelement (24) des Diffe- renzmengenventils (21 ) in seine geschlossene Ventilstellung durch eine Schließfeder (25) vorgespannt ist und durch einen in der Förderleitung (18) herrschenden Überdruck aufsteuerbar ist.
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzmengenventil (21 ) als Magnetventil mit einem elektrisch angesteuerten Magnetantrieb (23) ausgebildet ist.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Hochdruckpumpe (12) hochdrucksei- tig ein Hochdruckspeicher (14) angeschlossen ist, dessen Druck über ein Druckregelventil (16) geregelt ist, welches an die Rücklaufleitung (17) angeschlossen ist.
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