WO2000077389A1 - Pumpenanordnung zur förderung von kraftstoff - Google Patents

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WO2000077389A1
WO2000077389A1 PCT/DE2000/001672 DE0001672W WO0077389A1 WO 2000077389 A1 WO2000077389 A1 WO 2000077389A1 DE 0001672 W DE0001672 W DE 0001672W WO 0077389 A1 WO0077389 A1 WO 0077389A1
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fuel
flow
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drive
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PCT/DE2000/001672
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Andreas Kellner
Juergen Hammer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • 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
    • F04B49/225—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 with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M55/007—Venting means
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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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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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    • 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
    • F04B49/243—Bypassing by keeping open the inlet valve

Definitions

  • the present invention relates to a pump arrangement for fuel, having a main feed pump and an upstream feed pump, which promotes a fuel flow via a fuel line from a tank and the total fuel flow conveyed through a drive / crank chamber of the main feed pump, the flow of the total fuel flow after the drive / Crank chamber a return for the lubrication flow to the tank and a delivery run for the delivery flow to one
  • the Pump arrangement for fuel which has a main delivery pump designed as a high-pressure pump and an upstream delivery pump.
  • the pre-pump is designed as an electric fuel pump and promotes a fuel flow through a fuel line from a tank.
  • the total fuel flow delivered is led through the drive / crank chamber of the main pump. After the drive / crank room, the total fuel flow is divided into a lubrication flow and a delivery flow.
  • the lubrication flow returns to the tank via a return.
  • the delivery flow first reaches a metering unit via a delivery run and then on to the Main pump.
  • the main feed pump has at least one pump cylinder which delimits a pump chamber in which a piston is guided so that it can be moved back and forth.
  • the delivery flow is sucked into the pump chamber in a so-called suction stroke and, in a subsequent delivery stroke, the fuel in the pump chamber is compressed and conveyed, for example, into a storage volume of a common rail injection system.
  • the main pump of the known pump arrangement also has drive means which are designed, for example, as a drive shaft.
  • the drive means rotate or move at high speeds in a so-called drive or crank chamber. With the rotation or movement of the drive means in the drive / crank chamber, a large thermal and / or mechanical load arises in this area. For this reason, the
  • Preliminary pump conveyed total fuel flow completely through the drive / crank chamber of the pump arrangement.
  • the high fuel throughput in the area of the drive / crank chamber enables particularly good lubrication and high heat dissipation.
  • forced lubrication of the drive / crank chamber is also possible, since the total fuel flow is present in the drive / crank chamber with the full delivery pressure of the preliminary pump.
  • the object of the present invention is to improve a pump arrangement of the type mentioned at the outset, in particular to create a pump arrangement which is of particularly simple and robust construction and works particularly reliably.
  • the invention suggests from the pump arrangement of the type mentioned at the outset that the pre-feed pump is mechanically driven and that a zero-feed run branches off between the metering unit and the main feed pump, in which a zero-feed throttle is arranged and which opens into the fuel line on the suction side of the pre-feed pump.
  • the pre-pump is designed as a particularly simple and robust, mechanically driven pump.
  • the pump arrangement first had to be adapted to use a mechanically driven pre-pump.
  • the pump arrangement according to the invention has a zero delivery run, which is between the metering unit and the main pump, ie. H. on the suction side of the main pump, branches and before the pre-pump, d. H. on the suction side of the pre-pump, into the fuel line.
  • a zero-feed throttle is arranged in the zero-feed run in order to limit a zero-feed flow to a specific flow value. It is conceivable that the zero delivery run opens into the tank instead of the fuel line. If, however, a filter is arranged between the tank and the preliminary pump, the zero delivery run between the filter and the preliminary pump should open into the fuel line.
  • the preliminary pump be designed as a gear pump.
  • a gear pump has a particularly simple design, works reliably and is particularly efficient.
  • Gear pumps are particularly well suited for use in the hydraulics of motor vehicles.
  • piston pumps, vane pumps, roller cell pumps or other pumps can also be used as the preliminary pump.
  • a check valve and a throttle are arranged in series in the return.
  • Venting throttle is arranged.
  • the further return is designed, for example, as a vent hole with a specific throttle cross section.
  • the return line and the further return line can also be designed as a common return line, in which the vent throttle and the check valve and the throttle are arranged parallel to one another.
  • an overflow run branches off from the delivery run, in which an overflow valve is arranged and which opens into the fuel line upstream of the delivery pump in the flow direction of the total fuel flow.
  • the overflow quantity of the overflow valve carries the residual flow, i. H. the amount of fuel that is not supplied by the metering unit
  • Main pump is forwarded back to the suction side of the pre-pump.
  • the metering unit is advantageously designed as a proportional slide valve.
  • the main feed pump is designed as a high-pressure pump, in particular as a multi-cylinder radial piston eccentric pump.
  • a radial piston pump has a drive shaft which is rotatably mounted about its longitudinal axis in a pump housing of the pump.
  • the drive shaft is eccentric or provided with cam-like elevations in the circumferential direction.
  • the radial piston pump has a plurality of pump cylinders arranged radially with respect to the drive shaft.
  • Pump cylinder delimits a pump chamber in which a piston is guided so that it can move back and forth.
  • the pistons are moved back and forth in the pump chambers by turning the drive shaft.
  • the pump arrangement according to the invention preferably delivers the fuel into a storage volume of a common rail injection system.
  • a common rail injection system is used to supply fuel to internal combustion engines.
  • the injection nozzles in common-rail injection systems are fed from a common storage volume, which is also referred to as a common distributor rail.
  • common rail injection systems in particular, the advantages of the pump arrangement according to the invention are particularly evident since the production costs for common rail injection systems are reduced and the reliability of these injection systems can be decisively improved by using the pump arrangement according to the invention.
  • the main pump and the pre-pump are combined to form an integral pump assembly.
  • the Pump assembly is externally connected to the tank via the fuel line and a return for the lubrication flow and for ventilation and to the storage volume of the common rail injection system via a high pressure line.
  • the connections required for the connections to the tank and the storage volume of the common rail injection system can all be routed to a common flange to the outside, where they can then be connected particularly easily to the corresponding connecting lines.
  • the integral pump assembly can be made particularly small.
  • Figure 1 is a schematic representation of a pump arrangement according to the invention according to a preferred embodiment.
  • FIG. 2 shows a pump assembly according to the invention, partly in section.
  • the pump arrangement shown in FIG. 1 is a pump arrangement for a common rail injection system for supplying fuel to gasoline and diesel engines.
  • the fuel is supplied to the individual combustion chambers via separate lines
  • common rail injection systems
  • common manifold common manifold
  • the pump arrangement shown schematically in FIG. 1 is marked in their entirety with the reference number 1.
  • the pump arrangement 1 has a main feed pump 2 and an upstream feed pump 3.
  • the preliminary pump 3 delivers fuel from a tank 5 via a fuel line 4.
  • a fuel filter 6 is arranged in the fuel line 4, via which the fuel delivered by the feed pump 3 is guided.
  • the total fuel flow delivered by the pre-delivery pump 3 is delivered by a drive / crank chamber 2a of the main delivery pump 2. In the flow direction 7 of the
  • a return 9 is provided after the drive / crank chamber 2a, via which a lubricating flow to the tank 5, and a further return 8 is provided, via which a ventilation flow can flow back to the tank 5.
  • a return 8 is one
  • Venting throttle 10 and a throttle 11 and a check valve 12 are arranged in the return 9. Also after the drive / crank chamber 2a, a delivery run 13 is provided for a delivery flow to a metering unit 14 and further to the main pump 2.
  • the metering unit 14 is designed as a proportional slide valve.
  • the preliminary pump 3 is designed as a mechanically driven gear pump.
  • the main pump 2 is designed as a high-pressure pump, in particular as a multi-cylinder radial piston eccentric pump.
  • the radial piston pump shown only symbolically in FIG. 1 comprises a drive shaft 2b, which is eccentric or has cam-like elevations in the circumferential direction (cf. FIG. 2).
  • the radial piston pump comprises a plurality of pump cylinders 2c arranged radially with respect to the drive shaft 2b, each of which delimits a pump chamber 2e and only one of which is shown in FIG.
  • a piston 2d is guided in a reciprocating manner in the pump cylinder 2c.
  • the pistons 2d of the radial piston pump are turned by rotating the drive shaft 2b in the respective Pump cylinder 2c reciprocated.
  • the delivery flow is sucked into the pump chamber 2 ⁇ in a so-called suction stroke via a check valve 17, and in a subsequent delivery stroke the fuel located in the pump chamber 2e is compressed and via a high-pressure line 15 in the A check valve 16 is arranged, conveyed to a high-pressure storage volume, not shown, of a common rail injection system.
  • a zero delivery run 18 branches off between the metering unit 14 and the main delivery pump 2, in which a zero delivery throttle 19 is arranged.
  • the zero conveyor trolley 18 opens in the flow direction 7 of the Alterkraf material stream before Vorforderpumpe 3, ie, on the suction side of the Vorforderpumpe 3, the 'fuel line. 4
  • An overflow run 20 branches off from the conveying run 13 in front of the metering unit 14, in which an overflow valve 21 is arranged.
  • the overflow run 20 opens in the flow direction 7 of the total fuel flow upstream of the preliminary pump 3, i.e. on the suction side of the preliminary pump 3, into the fuel line 4.
  • the pressure of the overflow valve 21 in the drive / crank chamber 2a is approximately 6 bar.
  • the pressure of the overflow valve 21 is chosen so high that the lubricating flow through the drive / crank chamber 2a of the main pump 2 is constant and large enough to ensure good lubrication of the drive shaft 2b and good heat dissipation from the drive shaft 2b.
  • the pressure of the overflow valve 21 must be chosen so large that the lubrication of the Slider bearing in the drive / crank chamber 2a.
  • the overflow valve 21 in the pump arrangement 1 according to the invention replaces the one used in the pump arrangements known from the prior art, much more complex and correspondingly more expensive cascade overflow valve.
  • FIG. 2 shows the pump arrangement 1 according to the invention partially in section.
  • the pump arrangement 1 has a pump housing 22 in which the main feed pump 2 and the feed pump 3 are combined to form an integral pump assembly.
  • the drive shaft 2b of the main pump 2 is guided into the pump housing 22 from the outside.
  • the drive shaft 2b rotates about its longitudinal axis 23 in the drive / crank chamber 2a, which is formed in the pump housing 22.
  • the drive / crank chamber 2a is sealed off from the outside by a shaft sealing ring 24 to the pump housing 22.
  • the total fuel flow, seen in the longitudinal direction of the drive shaft 2b flows approximately centrally into the drive / crank chamber 2a, so that in the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung (1) für Kraftstoff, mit einer Hauptförderpumpe (2) und einer vorgeschalteten Vorförderpumpe (3), die einen Kraftstoffstrom über eine Kraftstoffleitung (4) aus einem Tank (5) fördert. Der geförderte Gesamtkraftstoffstrom wird durch einen Antrieb-/Kurbelraum (2a) der Hauptförderpumpe (2) gefördert. In Strömungsrichtung (7) des Gesamtkraftstoffstroms nach dem Antrieb-/Kurbelraum (2a) ist ein Rücklauf (9) für den Schmierstrom zu dem Tank (5) vorgesehen. Ebenfalls nach dem Antrieb-/Kurbelraum (2a) ist ein Förderlauf (13) für den Förderstrom zu einer Zumesseinheit (14) und weiter zu der Hauptförderpumpe (2)vorgesehen. Um die Pumpenanordung (1) möglichst einfach und zuverlässig arbeitend, möglichst robust aufgebaut und möglichst haltbar auszubilden, wird vorgeschlagen, dass die Vorförderpumpe (3) mechanisch angetrieben ist und dass zwischen der Zumesseinheit (14) und der Hauptförderpumpe (2) ein Nullförderlauf (18) abzweigt. In dem Nullförderlauf (18) ist eine Nullförderdrossel (19) angeordnet. Der Nullförderlauf (18) mündet auf der Saugseite der Vorförderpumpe (3) in die Kraftstoffleitung (4).

Description

PUMPENANORDNUNG ZURFORDERUNG VON KRAFTSTOFF
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung für Kraftstoff, mit einer Hauptforderpumpe und einer vorgeschalteten Vorforderpumpe, die einen Kraftstoffström über eine Kraftstoffleitung aus einem Tank und den geförderten Gesamtkraftstoffström durch einen Antrieb-/Kurbelraum der Hauptforderpumpe fördert, wobei in Strömungsrichtung des GesamtkraftstoffStroms nach dem Antrieb- /Kurbelraum ein Rücklauf für den Schmierstrom zu dem Tank und ein Förderlauf für den Förderstrom zu einer
Zumesseinheit und weiter zu der Hauptforderpumpe vorgesehen ist.
Eine derartige Pumpenanordnung ist bspw. aus der deutschen Patentanmeldung 198 01 355 bekannt. Dort wird eine
Pumpenanordnung für Kraftstoff offenbart, die eine als Hochdruckpumpe ausgebildete Hauptforderpumpe und eine vorgeschaltete Vorforderpumpe aufweist . Die Vorforderpumpe ist als eine elektrische Kraf stoffpumpe ausgebildet und fördert einen Kraftstoffström über eine Kraf stoffleitung aus einem Tank. Der geförderte Gesamtkraftstoffström wird durch den Antrieb-/Kurbelraum der Hauptforderpumpe geführt. Nach dem Antrieb-/Kurbelräum wird der Gesaratkraftstoffström in einen Schmierstrom und einen Förderstrom aufgeteilt. Der Schmierstrom gelange über einen Rücklauf in den Tank zurück. Der Förderstrom gelangt über einen Förderlauf zunächst zu einer Zumesseinheit und dann weiter zu der Hauptforderpumpe .
Die Hauptforderpumpe weist zumindest einen Pumpenzylinder auf, der einen Pumpenraum begrenzt, in dem ein Kolben hin- und herbewegbar geführt ist. Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens wird in einem sog. Saughub der Förderstrom in den Pumpenraum angesaugt und in einem anschließenden Förderhub der im Pumpenraum befindliche Kraftstoff verdichtet und bspw. in ein Speichervolumen eines Common- Rail-Einspritzsystems gefördert.
Um die Hin- und Herbewegung des Kolbens in dem Pumpenraum zu bewirken, weist die Hauptforderpumpe der bekannten Pumpenanordnung außerdem Antriebsmittel auf, die bspw. als eine Antriebswelle ausgebildet sind. Die Antriebsmittel drehen bzw. bewegen sich mit hohen Geschwindigkeiten in einem sog. Antriebs- oder Kurbelraum. Bei der Drehung bzw. Bewegung der Antriebsmittel in dem Antrieb-/Kurbelraum entsteht in diesem Bereich eine große thermische und/oder mechanische Belastung. Aus diesem Grund wird der von der
Vorforderpumpe geförderte Gεsamtkraftstoffström vollständig durch den Antrieb- /Kurbelräum der Pumpenanordnung geführt. Durch den hohen Kraftstoffdurchsatz im Bereich des Antrieb- /Kurbelraums wird eine besonders gute Schmierung und eine hohe Wärmeabfuhr ermöglicht. Insbesondere ist auch eine Zwangsschmierung des Antrieb- /Kurbelraums möglich, da der Gesamtkraftstoffström mit dem vollen Förderdruck der Vorforderpumpe in dem Antrieb- /Kurbelraum anliegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpenanordnung der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere eine Pumpenanordnung zu schaffen, die besonders einfach und robust aufgebaut ist und besonders zuverlässig arbeitet.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Pumpenanordnung der eingangs genannten Art vor, dass die Vorforderpumpe mechanisch angetrieben ist und dass zwischen der Zumesseinheit und der Hauptforderpumpe ein Nullförderlauf abzweigt, in dem eine Nullförderdrossel angeordnet ist und der auf der Saugseite der Vorforderpumpe in die Kraftstoffleitung mündet.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung ist die Vorforderpumpe als eine besonders einfach und robust aufgebaute, mechanisch angetriebene Pumpe ausgebildet. Die Pumpenanordnung musste jedoch erst an einen Einsatz einer mechanisch angetriebenen Vorforderpumpe angepasst werden. Aus diesem Grund weist die erfindungsgemäße Pumpenanordnung einen Nullförderlauf auf, der zwischen der Zumesseinheit und der Hauptforderpumpe, d. h. auf der Saugseite der Hauptforderpumpe, abzweigt und vor der Vorforderpumpe, d. h. auf der Saugseite der Vorforderpumpe, in die Kraftstoffleitung mündet. In dem Nullförderlauf ist eine Nullförderdrossel angeordnet, um einen Nullförderstrom auf einen bestimmten Durchflusswert zu begrenzen. Es ist denkbar, dass der Nullförderlauf statt in die Kraftstoffleitung in den Tank mündet. Falls jedoch zwischen dem Tank und der Vorforderpumpe ein Filter angeordnet ist, sol-lte der Nullförderlauf zwischen dem Filter und der Vorforderpumpe in die Kraftstoffleitung münden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorforderpumpe als eine Zahnradpumpe ausgebildet ist. Eine Zahnradpumpe ist besonders einfach aufgebaut, arbeitet zuverlässig und weist einen besonders guten Wirkungsgrad auf. Zahnradpumpen sind für den Einsatz in der Hydraulik von Kraftfahrzeugen besonders gut geeignet. Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung können jedoch auch Kolbenpumpen, Flügelzellenpumpen, Rollenzellenpumpen oder andere Pumpen als Vorforderpumpe eingesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in dem Rücklauf ein Rückschlagventil und eine Drossel hintereinander angeordnet.
Vorteilhafterweise ist parallel zu dem Rücklauf ein weiterer Rücklauf vorgesehen, in dem eine
Entlüftungsdrossel angeordnet ist. Der weitere Rücklauf ist bspw. als eine Entlüf ungsbohrung mit einem bestimmten Drosselquerschnitt ausgebildet. Wenn die erfindungsgemäße Pumpenanordnung zur Förderung von Kraftstoff für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, ist dank des weiteren Rücklaufs ein problemloser Wiederstart der Brennkraftmaschine nach einer Tankleerfahrt möglich. Auch der weitere Rücklauf zweigt in Strömungsrichtung des GesamtstoffStroms nach dem
Antrieb-/Kurbelräum der Hauptforderpumpe ab und mündet ebenfalls in den Tank. Der Rücklauf und der weitere Rücklauf können auch als ein gemeinsamer Rücklauf ausgebildet sein, in dem einerseits die Entlüftungsdrossel und andererseits das Rückschlagventil und die Drossel parallel zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, .dass von dem Förderlauf ein Überstromlauf abzweigt, in dem ein Überströmventil angeordnet ist und der in Strömungsrichtung des GesamtkraftstoffStroms vor der Förderpumpe in die Kraftstoffleitung mündet. Die Überströmmenge des Überströmventils führt den Reststrom, d. h. die Kraftstoffmenge, die von der Zumeßeinheit nicht an die
Hauptforderpumpe weitergeleitet wird, auf die Saugseite der Vorforderpumpe zurück .
Vorteilhafterweise ist die Zumesseinheit als ein proportionales Schieberventil ausgebildet. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hauptforderpumpe als eine Hochdruckpumpe, insbesondere als eine mehrzylindrige Radialkolben- Exzenterpumpe, ausgebildet. Eine solche Radialkolbenpumpe weist eine Antriebswelle auf, die in einem Pumpengehäuse der Pumpe um ihre Längsachse drehbar gelagert ist . Die Antriebswelle ist exzentrisch ausgebildet oder in Umfangsrichtung mit nockenartigen Erhebungen versehen. Die Radialkolbenpumpe weist mehrere bezüglich der Antriebswelle radial angeordnete Pumpenzylinder auf. Jeder der
Pumpenzylinder begrenzt einen Pumpenraum, in dem ein Kolben hin- und herbewegbar geführt ist. Durch Drehen der Antriebswelle werden die Kolben in den Pumpenräumen hin- und herbewegt .
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung fördert vorzugsweise den Kraftstoff in ein Speichervolumen eines Common-Rail- Einspritzsystems . Ein Common-Rail-Einspritzsystem wird zur KraftstoffVersorgung von Brennkraftmaschinen verwendet . Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, in denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen der Brennkraftmaschine gefördert wird, werden die Einspritzdüsen in Common-Rail- Einspritzsystemen aus einem gemeinsamen Speichervolumen - gespeist, das auch als gemeinsame Verteilerleiste bezeichnet wird. Insbesondere bei Common-Rail- Einspritzsystemen kommen die Vorteile der erfindungsgernäßen Pumpenanordnung besonders zum tragen, da die Herstellungskosten für Common-Rail-Einspritzsysteme reduziert und die Zuverlässigkeit dieser Einspritzsysteme durch den Einsatz der erfindungsgernäßen Pumpenanordnung entscheidend verbessert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Hauptforderpumpe und die Vorforderpumpe zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefasst . Die Pumpenbaugruppe ist nach außen hin über die Kraftstoffleitung und einen Rücklauf für den Schmierstrom und zur Entlüftung mit dem Tank und über eine Hochdruckleitung mit dem Speichervolumen des Common-Rail - Einspritzsystems verbunden. Die erforderlichen Anschlüsse für die Verbindungen zu dem Tank und dem Speichervolumen des Common-Rail -Einspritzsystems können alle an einen gemeinsamen Flansch nach außen geführt werden, wo sie dann besonders einfach mit den entsprechenden Verbindungsleitungen verbunden werden können. Außerdem kann die integrale Pumpenbaugruppe besonders kleinbauend ausgebildet werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgernäßen Pumpenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; und
Figur 2 eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung teilweise im Schnitt.
Bei der in Figur 1 dargestellten Pumpenanordnung handelt es sich um eine Pumpenanordnung für ein Common-Rail- Einspritzsystem zur Kraftstoffversorgung von Benzin- und Dieselmotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hochdruckeinspritzsystemen, bei denen der Kraftstoff über getrennte Leitungen zu den einzelnen Brennräumen einer
Brennkraftmaschine gefördert wird, werden bei Common-Rail - Einspritzsystemen die Einspritzdüsen aus einem gemeinsamen Speichervolumen gespeist, das auch als gemeinsame Verteilerleiste ("Common-Rail") bezeichnet wird.
Die in Figur 1 schematisch dargestellte Pumpenanordnung ist in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet . Die Pumpenanordnung 1 weist eine Hauptforderpumpe 2 und eine vorgeschaltete Vorforderpumpe 3 auf. Die Vorforderpumpe 3 fördert über eine Kraftstoffleitung 4 Kraftstoff aus einem Tank 5. In der Kraftstoffleitung 4 ist ein Kraftstofffilter 6 angeordnet über den der von Förderpumpe 3 geförderte Kraftstoff geführt wird. Der von der Vorforderpumpe 3 geförderte Gesamtkraftstoffström wird durch einen Antrieb-/Kurbelraum 2a der Hauptforderpumpe 2 gefördert. In Strömungsrichtung 7 des
GesamtkraftstoffStroms gesehen, ist nach dem Antrieb-/Kurbelraum 2a ein Rücklauf 9, über den ein Schmierstrom zu dem Tank 5, und ein weiterer Rücklauf 8 vorgesehen, über den ein Entlüftungsstrom zu dem Tank 5 zurückfließen kann. In dem Rücklauf 8 ist eine
Entlüftungsdrossel 10 und in dem Rücklauf 9 eine Drossel 11 und ein Rückschlagventil 12 angeordnet. Ebenfalls nach dem Antrieb- /Kurbelraum 2a ist ein Förderlauf 13 für einen Förderstrom zu einer Zumesseinheit 14 und weiter zu der Hauptforderpumpe 2 vorgesehen. Die Zumesseinheit 14 ist als ein proportionales Schieberventil ausgebildet .
Die Vorforderpumpe 3 ist als eine mechanisch angetriebene Zahnradpumpe ausgebildet. Die Hauptforderpumpe 2 ist als eine Hochdruckpumpe ausgebildet, insbesondere als eine mehrzylindrige Radialkolben-Exzenterpumpe. Die in Figur 1 nur symbolisch dargestellte Radialkolbenpumpe umfasst eine Antriebswelle 2b, die exzentrisch ausgebildet ist oder in Umfangsrichtung nockenartige Erhebungen aufweist (vgl. Fig. 2). Außerdem umfasst die Radialkolbenpumpe mehrere bezüglich der Antriebswelle 2b radial angeordnete Pumpenzylinder 2c, die jeweils einen Pumpenraum 2e begrenzen und von denen in Figur 1 nur einer dargestellt ist. In dem Pumpenzylinder 2c ist ein Kolben 2d hin- und herbewegbar geführt. Die Kolben 2d der Radialkolbenpumpe werden durch Drehen der Antriebswelle 2b in dem jeweiligen Pumpenzylinder 2c hin- und herbewegt.
Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 2d wird der in einem sog. Saughub der Förderstrom über ein Rückschlagventil 17 in den Pumpenraum 2ε angesaugt, und in einem anschließenden Förderhub wird der in dem Pumpenraum 2e befindliche Kraftstoff verdichtet und über eine Hochdruckleitung 15, in der ein Rückschlagventil 16 angeordnet ist, zu einem nicht dargestellten Hochdruck- Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems gefördert .
Zwischen der Zumesseinheit 14 und der Hauptforderpumpe 2 zweigt ein Nullförderlauf 18 ab, in dem eine Nullförderdrossel 19 angeordnet ist. Der Nullförderlauf 18 mündet in Strömungsrichtung 7 des Gesamtkraf stoffStroms vor der Vorforderpumpe 3, d.h. auf der Saugseite der Vorforderpumpe 3, in die 'Kraftstoffleitung 4.
Von dem Förderlauf 13 zweigt vor der Zumesseinheit 14 ein Überströmlauf 20 ab, in dem ein Überströmventil 21 angeordnet ist. Der Überströmlauf 20 mündet in Strömungsrichtung 7 des GesamtkraftstoffStroms vor der Vorforderpumpe 3, d.h. auf der Saugseite der Vorforderpumpe 3 , in die Kraftstoffleitung 4.
Während des Betriebs der , erfindungsgernäßen Pumpenanordnung 1 stellt sich in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a der Druck des Überströmventils 21 in Höhe von etwa 6 bar ein. Der Druck des Überströmventils 21 wird so groß gewählt, dass der Schmierstrom durch den Antrieb- /Kurbelraum 2a der Hauptforderpumpe 2 konstant und ausreichend groß ist, um eine gute Schmierung der Antriebswelle 2b und eine gute Wärmeableitung von der Antriebswelle 2b sicherstellen zu können. Außerdem muss der Druck des Überströmventils 21 so groß gewählt werden, dass eine ZwangsSchmierung der Gleiterlager in dem Antrieb-/Kurbelraum 2a erfolgt. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung, bei denen lediglich der Schmierstrom über den Antrieb- /Kurbelraum der Hauptforderpumpe geführt wurde, ersetzt das Überströmventil 21 bei der erfindungsgernäßen Pumpenanordnung 1, das bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnungen eingesetzte, wesentlich komplizierter aufgebaute und entsprechend teurere Kaskadenüberströmventil .
In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 teilweise im Schnitt dargestellt. In Figur 2 sind übereinstimmende Bauteile mit demselben Bezugszeichen wie in Figur 1 gekennzeichnet. Die Pumpenanordnung 1 weist ein Pumpengehäuse 22 auf, in dem die Hauptforderpumpe 2 und die Vorforderpumpe 3 zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefasst sind. Die Antriebswelle 2b der Hauptforderpumpe 2 ist von außen in das Pumpengehäuse 22 geführt. Die Antriebswelle 2b dreht sich um ihre Längsachse 23 in dem Antrieb-/Kurbelräum 2a, der in dem Pumpengehäuse 22 ausgebildet ist. Der Antrieb-/Kurbelraum 2a ist durch einen Wellendichtring 24 zum Pumpengehäuse 22 nach außen hin abgedichtet. Der Gesamtkraftstoffström mündet, in Längsrichtung der Antriebswelle 2b gesehen, etwa mittig in den Antrieb-/Kurbelraum 2a, so dass in dem
Antrieb-/Kurbelraum 2a auf dem Weg von der Mündung in den Antrieb-/Kurbelraum 2a bis zu dem Wellendichtring 24 ein Druckabbau stattfinden kann. Das hat den Vorteil, dass bei der erfindungsgernäßen Pumpenanordnung 1 an dem Wellendichtring 24 nicht der gesamte Förderdruck anliegt, was zu einer besonders langen Haltbarkeit des Wellendichtrings 24 führt.

Claims

Ansprüche
1. Pumpenanordnung (1) für Kraftstoff, mit einer Hauptforderpumpe (2) und einer vorgeschalteten Vorforderpumpe (3), die einen Kraftstoffström über eine Kraftstoffleitung (4) aus einem Tank (5) und den geförderten Gesamtkraftstoffström durch einen Antrieb-/ Kurbelraum (2a) der Hauptforderpumpe (2) fördert, wobei in Strömungsrichtung (7) des GesamtkraftstoffStroms nach dem Antrieb-/ Kurbelraum (2a) ein Rücklauf (9) für den Schmierstrom zu dem Tank (5) und ein Förderlauf (13) für den Förderstrom zu einer Zumeßeinheit (14) und weiter zu der Hauptforderpumpe (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorforderpumpe (3) mechanisch angetrieben ist und daß zwischen der Zumeßeinheit (14) und der Hauptforderpumpe (2) ein Nullförderlauf (18) abzweigt, in dem eine Nullförderdrossel (19) angeordnet ist und der auf der Saugseite der Vorforderpumpe (3) in die Kraftstoffleitung (4) mündet.
2. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorforderpumpe (3) als eine Zahnradpumpe ausgebildet ist.
3. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rücklauf (9) ein Rückschlagventil (12) und eine Drossel (11) hintereinander angeordnet sind.
4. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Rücklauf (9) ein weiterer Rücklauf (8) , in dem eine Entlüftungsdrossel (10) angeordnet ist, vorgesehen ist.
5. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Förderlauf (13) ein Überströmlauf (20) abzweigt, in dem ein Überströmventil
(21) angeordnet ist und der in Strömungsrichtung (7) des GesamtkraftstoffStroms vor der Vorforderpumpe (3) in die Kraftstoffleitung (4) mündet.
6. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumeßeinheit (14) als ein proportionales Schieberventil ausgebildet ist.
7. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptforderpumpe (2) als eine Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
8. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe als eine mehrzylindrige Radialkolben-Exzenterpumpe ausgebildet ist.
9. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenanordnung (1) den Kraftstoff in ein Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems fördert .
10. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptforderpumpe (2) und die Vorforderpumpe (3) zu einer integralen Pumpenbaugruppe zusammengefaßt sind.
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