WO2002040857A2 - Kraftstoffeinspritzanlage für brennkraftmaschinen mit verbessertem startverhalten - Google Patents

Kraftstoffeinspritzanlage für brennkraftmaschinen mit verbessertem startverhalten Download PDF

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WO2002040857A2
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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
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    • F02M63/023—Means for varying pressure in common rails
    • F02M63/0235—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure
    • F02M63/025—Means for varying pressure in common rails by bleeding fuel pressure from the common rail

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, with at least one pump element, with a pre-feed pump, with a metering valve, the pre-feed pump delivering fuel from a tank to the suction side of the pump element (s), and the from the pre-feed pump to the suction side of the or the quantity of fuel delivered by the pump elements can be regulated by the metering valve, and with a throttle to limit the fuel discharge from the suction side of the pump element or elements, and a fuel injection system according to the preamble of the independent claim 10.
  • a metering valve is arranged on the suction side of the pump elements of the high-pressure fuel pump, which causes a more or less strong throttling.
  • the metering valve When the internal combustion engine is in overrun mode, for example when a motor vehicle is driving downhill, no fuel is to be injected into the combustion chambers of the internal combustion engine. For this reason, the metering valve is closed in push mode. Since the metering valve shows a certain leakage even when closed, it also flows in the Push operation, albeit a small amount of fuel to the pump elements and is sucked in by them. The fuel delivered by the pump elements and under high pressure flows, for example, into the common rail of the fuel injection system and can therefore result in an undesirably high pressure being built up in push mode, since the injectors do not inject fuel into the combustion chambers.
  • a disadvantage of this solution is that the zero-feed throttle is also open when the internal combustion engine is started and the pressure build-up on the suction side of the pump elements is thus delayed or made more difficult. As a result, the internal combustion engine needs a high starting speed and only starts after a certain time.
  • the invention is based on the object of a high-pressure fuel pump for a fuel injection system and a fuel injection system for a
  • High pressure fuel pump for a fuel injection system an internal combustion engine, with at least one pump element, with a pre-feed pump, with a metering valve, the pre-feed pump delivering fuel from a tank to the suction side of the pump element or elements, and wherein the amount of fuel delivered by the pre-feed pump to the suction side of the pump element or elements can be regulated by the metering valve, and with a controllable throttle to limit the fuel flow from the suction side of the pump element or elements.
  • the throttle can be closed during the starting process, so that the pressure build-up on the suction side of the pump elements takes place more quickly and thus the starting behavior of the internal combustion engine is improved.
  • the throttle closes when the fuel pressure on the
  • Pressure side of the pre-feed pump falls below a first reference value, so that in all operating states in which the fuel supply to the high-pressure fuel pump is inadequate, the throttle is closed and thus all the fuel delivered by the pre-feed pump is available to the pump elements.
  • the throttle is controlled by a control valve acted upon by the fuel pressure on the pressure side of the prefeed pump, so that the control of the
  • Throttle occurs.
  • the fuel injection system is not required for this.
  • control valve also the inflow of fuel into the High-pressure fuel pump for lubrication controls, so that both functions, namely the lubrication of the throttle and the inflow of fuel into the high-pressure fuel pump, can be performed easily and inexpensively with one valve.
  • control valve is a cascade valve and that the control valve controls the inflow of fuel into the high-pressure fuel pump for lubrication in several stages, so that on the one hand it is ensured that the high-pressure fuel pump is always adequately lubricated and on the other hand it is ensured that the pump elements have sufficient fuel available at low speeds.
  • the throttle is integrated in the control valve, so that the number of modules and connecting lines required and the space requirement are reduced.
  • the throttle is connected on the outlet side to a return line opening into the tank, to the suction side of the pre-feed pump or to the lubrication of the high-pressure fuel pump, so that the advantages according to the invention can be used regardless of the outlet-side connection of the throttle.
  • High-pressure fuel pump has at least one pump element, with a prefeed pump, with a metering valve, the prefeed pump delivering fuel from a tank
  • the suction side of the pump element or pumps promotes and the amount of fuel delivered from the pre-feed pump to the suction side of the pump element or pumps can be regulated by the metering valve, with a common rail connected to the pressure side of the high-pressure fuel pump, the common rail being connectable to a fuel return via a pressure control valve and the pressure control valve is open and the metering valve is closed when the internal combustion engine is in overrun mode.
  • the pressure control valve is a check valve or a flow control valve and / or that a control unit is provided for controlling the fuel injection system, so that, depending on the control concept of the fuel injection system, the pressure in the common rail is blocked or a current valve is controllable.
  • the prefeed pump is a gear pump that is operated by the prefeed pump
  • High pressure fuel pump or the internal combustion engine 49 is driven. Since in high-pressure fuel pumps of this type the speed and thus the delivery capacity of the pre-feed pump is directly dependent on the speed of the internal combustion engine, the pressure build-up on the suction side of the pump elements takes place relatively slowly when the internal combustion engine is started, so that the advantages of the high-pressure fuel pump according to the invention and the fuel injection system according to the invention are particularly beneficial.
  • FIG. 1 shows a fuel injection system according to the prior art
  • FIG. 2-5 embodiments of fuel injection systems according to the invention
  • Figure 8 is a diagram based on which the advantages of the fuel injection system according to the invention are demonstrated.
  • FIG. 1 a common rail injection system according to the prior art is shown schematically.
  • a prefeed pump 1 draws fuel (not shown) from a tank 5 via an inlet line 3.
  • the fuel is in a prefilter 7 and a filter • i JJ 4-1 ⁇ ß SH -H 4J o -3 ti Cü fc-J e ö
  • the high-pressure fuel pump 17 is supplied by the prefeed pump 1 on the one hand with fuel for the pump elements 19 and on the other hand with fuel for lubrication.
  • the amount of fuel that is used to lubricate the high-pressure fuel pump 17 is controlled via a first control valve 35 and a second throttle 37. In the position of the first shown in Figure 1
  • Control valve 35 the pressure on the pressure side 15 of the prefeed pump 1 is not sufficient to move a piston 39 of the first control valve 35 against the spring force of a spring 41. As a result, the first control valve 35 is shown closed in FIG. 1. As soon as the pressure on the
  • the high-pressure fuel pump 17 also supplies the pump elements 19 with fuel via a distribution line 45.
  • a metering valve 47 is provided between the pressure side 15 of the prefeed pump 1 and the distribution line 45.
  • the metering valve 47 is a flow valve which is controlled by a control unit (not shown) of the fuel injection system.
  • the pump elements 19 are thus throttled via the metering valve 47 on the suction side.
  • the piston 47 moves to the left and lifts the ball 61 from its seat via a pin 63 and thus opens the second control valve.
  • the control valve 55 has the result that the pressure build-up in the distribution line 45 is accelerated during the starting process, since no fuel flows through the zero-delivery throttle 49. As a result, the begins
  • the control of the zero-feed throttle 49 is integrated in the first control valve 35.
  • the first control valve 35 is designed as a cascade valve, i.e. the fuel for
  • Lubrication of the high-pressure fuel pump 1 can flow into the crankcase of the high-pressure fuel pump 17 at a low pressure on the pressure side 15 of the pre-feed pump 1 through the fourth throttle 53 which serves for system ventilation.
  • the first control valve opens and releases a third throttle 65, which is connected in parallel to the fourth throttle 53.
  • the fuel flow provided for the lubrication of the high-pressure fuel pump 17 is thus increased, which is necessary in particular at higher speeds of the high-pressure fuel pump 17 and thus also the pre-feed pump 1.
  • the zero-delivery throttle 49 is also opened through an opening in the piston 39 of the first control valve 35. Via a leakage discharge 67 of the first control valve, fuel which has reached the first control valve 35 from the distribution line 45 via the zero-flow throttle 49 can be discharged and used to lubricate the high-pressure fuel pump 17.
  • the zero-feed throttle 49 and the fifth throttle 65 can be opened at different pressures on the pressure side 15 of the pre-feed pump 1.
  • 4 is the first Control valve 35 also designed as a cascade valve.
  • the piston 39 of the first control valve 35 has an annular groove 69 which, when a first reference value is reached on the pressure side 15 of the prefeed pump 1, is such that the zero-feed throttle 49 is connected to a
  • Drain line 71 is connected.
  • the drain line 71 opens into the feed line 3 of the prefeed pump 1.
  • the first control valve 35 supplies the high-pressure fuel pump 17 with fuel for lubrication in the manner described above, while the pump elements 19 are supplied with fuel via the distribution line 45.
  • the pressure valve 51 which is responsible for regulating the pressure in the common rail 25, is closed.
  • the pressure build-up in the distribution line 45 takes place, since there is no zero-feed throttle 49, just as quickly as in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 4, in which the zero-feed throttle 49 is closed during the start.
  • the first control valve 35 is designed as a cascade valve, the supply line 3, the prefeed pump 1 and the pressure side 15 of the prefeed pump 1 can be vented through the fourth throttle 53, which has a very small cross section.
  • metering valve 47 When the internal combustion engine is in overrun mode, metering valve 47 is closed. The leakage quantity of the metering valve 47 flows into the distribution line 45 and reaches the pump elements 19 as soon as the pressure in the distribution line 45 is sufficiently high and the pump elements 19 can open the suction valves 21 during the suction stroke. Since the pressure valve 51 is opened during the pushing operation, the pressure in the common rail 25 is not high, as shown in FIG. 1, but rather it is ⁇ 4H CQ ⁇ -ti SH ⁇ ß ß rH ß
  • the starting speed of an internal combustion engine equipped with the fuel injection system according to the invention is 116 revolutions per minute. That the internal combustion engine starts faster, the starter and the on-board electrical system are less stressed and starting is still possible even under less favorable environmental conditions.

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Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagen, bei welchem durch eine gesteuerte Nullförder-Drossel (49) oder durch den Wegfall der Nullförder-Drossel und eine geeignete Steuerung des Druckventils (51) eines Common-Rails (25) das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert werden kann und gleichzeitig sichergestellt wird, dass im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine kein unzulässig hoher Druck im Common-Rail aufgebaut wird.

Description

Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit verbessertem Start erhalten
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe fü-r ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Pumpenelement, mit einer Vorförderpumpe , mit einem Zumessventil, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Tank zur Saugseite des oder der Pumpenelemente fördert, und wobei die von der Vorförderpumpe zur Saugseite des oder der Pumpenelemente geförderte Kraftstoffmenge durch das Zumessventil regelbar ist, und mit einer Drossel zur Begrenzung des Kraftstoffablusses von der Saugseite des oder der Pumpenelemente sowie ein Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 10.
Stand der Technik
Zur Regelung der Fördermenge einer Kraftstoffhochdruckpumpe wird ein Zumessventil auf der Saugseite der Pumpenelemente der Kraftstoffhochdruckpumpe angeordnet, welches eine mehr oder minder starke Drosselung bewirkt.
Im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine, bspw. bei einer Bergabfahrt eines Kraftfahrzeugs, soll kein Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Aus diesem Grund wird das Zumessventil im Schiebebetrieb geschlossen. Da das Zumessventil auch in geschlossenem Zustand eine gewisse Leckage aufweist, fließt auch im Schiebebetrieb eine, wenn auch geringe, Kraftstoffmenge zu den Pumpenelementen und wird von diesen angesaugt. Der von den Pumpenelementen geförderte und unter Hochdruck stehende Kraftstoff strömt bspw. in den Common-Rail des Kraftstoffeinspritzsystems und kann somit dazu führen, dass im Schiebebetrieb ein unerwünscht hoher Druck aufgebaut wird, da die Injektoren keinen Kraftstoff in die Brennräume einspritze .
Um dies zu verhindern ist es bekannt, eine sog.
"NullfOrder"-Drossel vorzusehen, durch welche kleine Kraftstoffmengen von der Saugseite der Pumpenelemente in einen Kraftstoffrücklauf oder zur Saugseite der Vorförderpumpe abfließen können. Dadurch wird verhindert, dass auf der Saugseite der Pumpenelemente ein Druck aufgebaut wird und somit die Pumpenelemente die Schließkraft der Saugventile überwinden können. Infolgedessen saugen die Pumpenelemente keinen Kraftstoff im Schiebebetrieb an und der ungewollte Aufbau von Druck im Common-Rail während des Schiebebetriebs wird verhindert.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Nullförder- Drossel auch beim Starten der Brennkraftmaschine geöffnet ist und somit der Druckaufbau auf der Saugseite der Pumpenelemente verzögert, bzw. erschwert wird. In Folge dessen benötigt die Brennkraftmaschine eine hohe Startdrehzahl und startet erst nach einer gewissen Zeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem und ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine
Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei deren Einsatz das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch eine
Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Pumpenelement, mit einer Vorförderpumpe, mit einem Zumessventil, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Tank zur Saugseite des oder der Pumpenelemente fördert und wobei die von der Vorförderpumpe zur Saugseite des oder der Pumpenelemente geförderte Kraftstoffmenge durch das Zumessventil regelbar ist, und mit einer steuerbaren Drossel zur Begrenzung des Kraftstoffabflusses von der Saugseite des oder der Pumpenelemente.
Vorteile der Erfindung
Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe kann die Drossel bei Startvorgang geschlossen werden, so dass sich der Druckaufbau auf der Saugseite der Pumpenelemente schneller vollzieht und somit das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert wird.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drossel schließt, wenn der Kraftstoffdruck auf der
Druckseite der Vorförderpumpe einen ersten Referenzwert unterschreitet, so dass in allen Betriebszuständen bei denen die Kraftstoffversorgung der Kraftstoffhochdruckpumpe mangelhaft ist, die Drossel geschlossen wird und somit der gesamte von der Vorförderpumpe geförderte Kraftstoff den Pumpenelementen zur Verfügung steht .
Bei einer Ergänzung der Erfindung wird die Drossel von einem mit dem Kraftstoffdruck auf der Druckseite der Vorförderpumpe beaufschlagten Steuerventil gesteuert, so dass auf einfache und zuverlässige Weise die Steuerung der
Drossel erfolgt. Ein Steuergerät des
Kraftstoffeinspritzsystems wird dazu nicht benötigt.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuerventil auch den Zufluss von Kraftstoff in die Kraftststoffhochdruckpumpe zur Schmierung steuert, so dass beide Funktionen, nämlich das Steuern der Drossel und des Zuflusses von Kraftstoff in die Kraftstoffhochdruckpumpe zu schmieren, mit einem Ventil einfach und kostengünstig erfolgen können.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steuerventil ein Kaskadenventil ist, und dass das Steuerventil den Zufluss von Kraftstoff in die Kraftstofhochdruckpumpe zur Schmierung in mehreren Stufen steuert, so dass einerseits gewährleistet ist, dass die Kraftstoffhochdruckpumpe stets ausreichend geschmiert wird und andererseits sichergestellt ist, dass den Pumpenelementen bei niedrigen Drehzahlen ausreichend Kraftstoff zur Verfügung steht.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drossel in das Steuerventil integriert ist, so dass die Zahl der benötigten Baugruppen und Verbindungsleitungen sowie der Platzbedarf verringert werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Drossel ablaufseitig mit einer in den Tank mündenden Rücklaufleitung, mit der Saugseite der Vorförderpumpe oder mit der Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe verbunden ist, so dass unabhängig von der ablaufseitigen Verschaltung der Drossel die erfindungsgemäßen Vorteile genutzt werden können .
Die eingangs genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls gelöst, durch eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit einer
Kraftstoffhochdruckpumpe, wobei die
Kraftstoffhochdruckpumpe mindestens ein Pumpenelement aufweist, mit einer Vorförderpumpe , mit einem Zumessventil, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Tank zur Saugseite des oder der Pumpenelemente fördert und wobei die von der Vorförderpumpe zur Saugseite des oder der Pumpenelemente geförderte Kraftstoffmenge durch das Zumessventil regelbar ist, mit einem mit der Druckseite der Kraftstoffhochdruckpumpe verbundenen Common-Rail, wobei der Common-Rail über ein Druckregelventil mit einem Kraftstoffrücklauf verbindbar ist und wobei im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine das Druckregelventil geöffnet und das Zumessventil geschlossen ist.
Bei diesem Kraftstoffeinspritzsystem kann auf eine Nullförder-Drossel verzichtet werden, da im Schiebebetrieb das Druckregelventil geöffnet ist und somit der Druck im Common-Rail so weit absinkt, dass ein Druckaufbau im Schiebebetrieb nicht möglich ist. Die im Schiebebetrieb von der Kraftstoffhochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge entspricht der Leckage des Zumesssystems und ist sehr gering. Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem ist, dass die Funktionalität der Nullförder-Drossel durch eine geeignete Ansteuerung des ohnehin vorhandenen Druckventils und des ohnehin vorhandenen Zumessventils erreicht wird. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des Kraftstoffeinspritzsystems und dessen Zuverlässigkeit wird erhöht.
Bei weiteren Ausgestaltungen der Kraftstoffeinspritzanlage ist vorgesehen, dass das Druckregelventil ein Sperr- oder ein Stromventil ist und/oder dass ein Steuergerät zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzanlage vorgesehen ist, so dass je nach dem Regelkonzept der Kraftstoffeinspritzanlage der Druck im Common-Rail durch ein Sperr- oder ein Stromventil steuerbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Vorförderpumpe eine Zahnradpumpe, die von der
Kraftstoffhochdruckpumpe oder der Brennkraftmaschine 49angetrieben wird. Da bei Kraftstoffhochdruckpumpen dieser Bauart die Drehzahl und damit auch die Förderleistung der Vorförderpumpe direkt von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängt, vollzieht sich der Druckaufbau auf der Saugseite der Pumpenelemente beim Starten der Brennkraftmaschine relativ langsam, so dass die Vorteile der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe bzw. des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems besonders vorteilhaft zum Tragen kommen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung und deren Beschreibung entnehmbar.
Zeichnung
Es zeigen:
Figur 1 ein Kraftstoffeinspritzsystem nach dem Stand der Technik,
Fig.2-5 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Kraftstoffeinspritzsysteme und
Figur 8 ein Diagramm an Hand dessen die Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems nachgewiesen werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein Common-Rail -Einspritzsystem nach dem Stand der Technik schematisch dargestellt . Eine Vorförderpumpe 1 saugt über eine Zulaufleitung 3 nicht dargestellten Kraftstoff aus einem Tank 5 an. Dabei wird der Kraftstoff in einem Vorfilter 7 und einem Filter mit • i JJ 4-1 ω ß S H -H 4J o -3 ti Cü fc-J e ö
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niedrigen Temperaturen die Versulzungsgefahr verringert wird.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 17 wird von der Vorförderpumpe 1 einerseits mit Kraftstoff für die Pumpenelemente 19 und andererseits mit Kraftstoff zur Schmierung versorgt . Die Kraftstoffmenge, welche zur Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 dient, wird über ein erstes Steuerventil 35 und eine zweite Drossel 37 gesteuert. In der in Figur 1 dargestellten Stellung des ersten
Steuerventils 35 reicht der Druck auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 nicht aus, um einen Kolben 39 des ersten Steuerventils 35 gegen die Federkraft einer Feder 41 zu bewegen. Infolgedessen ist das erste Steuerventil 35 in Figur 1 geschlossen dargestellt. Sobald der Druck auf der
Druckseite 15 ansteigt, bewegt sich der Kolben 39 gegen die Federkraft der Feder 41 nach links und gibt die Leitung 43 frei. Über die Leitung 43 und die zweite Drossel 37 strömt Kraftstoff zur Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 in deren Kurbelgehäuse.
Die Kraftstoffhochdruckpumpe 17 versorgt über eine Verteilleitung 45 auch die Pumpenelemente 19 mit Kraftstoff. Zur Regelung der Fördermenge der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 ist zwischen der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 und der Verteilleitung 45 ein Zumessventil 47 vorgesehen. Das Zumessventil 47 ist ein Stromventil, welches von einem nicht dargestellten Steuergerät des Kraftstoffeinspritzsystems angesteuert wird. Die Pumpenelemente 19 werden somit über das Zumessventil 47 saugseitig gedrosselt.
Im Schiebebetrieb, d.h. bspw. bei einer Bergabfahrt eines Kraftfahrzeugs, soll kein Kraftstoff in die Pumpenelemente 19 fließen und auch kein Kraftstoff von den nicht dargestellten Injektoren in die Brennräume der ß φ
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Bezugszeichen verwendet werden und auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen wird.
In Figur 2 ist das erste Steuerventil 35 parallel zu einer der Systementlüftung dienenden vierten Drossel 53 geschaltet, so dass mit Beginn der Förderung der Vorförderpumpe 1 auch Kraftstoff zur Schmierung in die Kraftstoffhochdruckpumpe 17 gelangt. Die Nullförder-Drossel 49 verbindet bei diesem Ausführungsbeispiel die Verteilleitung 45 mit der Rücklaufleitung 29. Dabei wird der Durchfluss durch die Nullförder-Drossel 49 von einem zweiten Steuerventil 55 gesteuert. Das zweite Steuerventil 45 weist einen Kolben 57 auf, der mit dem Druck der Druckseite der Vorförderpumpe 1 beaufschlagt wird. Wenn der Druck der Druckseite 15 gering ist, wird eine Kugel 59 von einer Feder 61 in einen Dichtsitz 63 gepresst und verschließt somit das zweite Steuerventil 55. Sobald der Druck auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 einen ersten Referenzwert übersteigt, bewegt sich der Kolben 47 nach links und hebt über einen Stift 63 die Kugel 61 von ihrem Sitz ab und öffnet somit das zweite Steuerventil. Im Ergebnis führt das Steuerventil 55 dazu, dass beim Startvorgang der Druckaufbau in der Verteilleitung 45 beschleunigt wird, da kein Kraftstoff durch die Nullförder- Drossel 49 abfließt. Infolgedessen beginnt die
Kraftstoffhochdruckpumpe 17 früher mit der Förderung, der Druckaufbau im Common-Rail 25 wird beschleunigt und die Brennkraftmaschine beginnt früher und bei niedrigeren Drehzahlen zu arbeiten.
Wenn der Motor im Schiebebetrieb, d.h. mit gegenüber dem Leerlauf erhöhter Drehzahl und geschlossenem Zumessventil 47 arbeitet, ist der Druck auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe ausreichend hoch, um das zweite Steuerventil 55 zu öffnen und somit die oben beschriebene Funktion der
Nullförder-Drossel 49 zu gewährleisten. Dies ist besonders von Vorteil, wenn die Vorförderpumpe 1 direkt von der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 angetrieben wird, da in diesem Fall die Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Kraftstoffhochdruckpumpe und der Vorförderpumpe 1 direkt miteinander gekoppelt sind.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist die Steuerung der Nullförder-Drossel 49 in das erste Steuerventil 35 integriert. Das erste Steuerventil 35 ist als Kaskadenventil ausgebildet, d.h. der Kraftstoff zur
Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 kann bei geringem Druck auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 durch die der Systementlüftung dienenden vierte Drossel 53 in das Kurbelgehäuse der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 strömen. Sobald der Druck auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 einen ersten Referenzwert übersteigt, öffnet das erste Steuerventil und gibt- eine dritte Drossel 65, die parallel zur vierten Drossel 53 geschaltet ist, frei. Somit wird der zur Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 bereitgestellte Kraftstoffström vergrößert, was insbesondere bei höheren Drehzahlen der KraftStoffhochdruckpumpe 17 und damit auch der Vorförderpumpe 1 notwendig ist . Mit Erreichen des ersten Referenzwertes auf der Druckseite 15 wird durch eine Öffnung im Kolben 39 des ersten Steuerventils 35 auch die Nullförder-Drossel 49 geöffnet. Über eine Leckageabfuhr 67 des ersten Steuerventils kann Kraftstoff der aus der Verteilleitung 45 über die Nullfδrderdrossel 49 in das erste Steuerventil 35 gelangt ist abgeführt und zur Schmierung der Kraftstoffhochdruckpumpe 17 eingesetzt werden .
Es ist auch möglich, dass die Öffnung der Nullförder- Drossel 49 und der fünften Drossel 65 bei unterschiedlichen Drücken auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist das erste Steuerventil 35 ebenfalls als Kaskadenventil ausgeführt. Der Kolben 39 des ersten Steuerventils 35 weist eine Ringnut 69 auf, welche mit Erreichen eines ersten Referenzwerts auf der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 so steht, dass die Nullförder-Drossel 49 mit einer
Ablaufleitung 71 verbunden wird. Die Ablaufleitung 71 mündet in die Zulaufleitung 3 der Vorförderpumpe 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist keine Nullförder-Drossel 49 vorhanden. Das erste Steuerventil 35 versorgt in der oben beschriebenen Weise die Kraftstoffhochdruckpumpe 17 mit Kraftstoff zur Schmierung, während die Pumpenelemente 19 über die Verteilleitung 45 mit Kraftstoff versorgt werden. Beim Start der Brennkraftmaschine ist das Druckventil 51, welches für die Regelung des Drucks im Common-Rail 25 zuständig ist, geschlossen. Der Druckaufbau in der Verteilleitung 45 erfolgt, da keine Nullförder-Drossel 49 vorhanden ist, genau so schnell wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2 bis 4, bei denen während des Starts die Nullförder-Drossel 49 geschlossen ist. Da das erste Steuerventil 35 als Kaskadenventil ausgeführt ist, kann eine Entlüftung der Zulaufleitung 3, der Vorförderpumpe 1 und der Druckseite 15 der Vorförderpumpe 1 durch die vierte Drossel 53, welche einen sehr kleinen Querschnitt aufweist, erfolgen.
Im Schiebebetrieb der Brennkraftmaschine wird das Zumessventil 47 geschlossen. Die Leckagemenge des Zumessventils 47 strömt in die Verteilleitung 45 und erreicht die Pumpenelemente 19, sobald der Druck in der Verteilleitung 45 ausreichend hoch ist und die Pumpenelemente 19 während des Saughubs die Saugventile 21 öffnen können. Da während des Schiebebetriebs das Druckventil 51 geöffnet wird, ist der Druck im Common-Rail 25 nicht, wie in Figur 1 dargestellt hoch, sondern es φ 4H CQ φ -ti SH Φ ß ß rH ß
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Brennkraftmaschine nach dem Stand der Technik (siehe zweite Linie 77) . Infolgedessen ist auch der Schnittpunkt 83 zwischen dritter Linie 81 und erster Linie 75 bei einer niedrigeren Drehzahl erreicht . In dem Beispiel gemäß Figur 6 beträgt die Startdrehzahl einer mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem ausgerüsteten Brennkraftmaschine 116 Umdrehungen pro Minute. D.h. die Brennkraftmaschine startet schneller, der Anlasser und das Bordnetz werden weniger belastet und ein Start ist auch unter ungünstigeren Umgebungsbedingungen noch möglich.

Claims

Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
Schmierung steuert .
5. Kraftstoffhochdruckpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (35) ein Kaskadenventil ist, und dass Steuerventil (35) den Zufluß von Kraftstoff in die
Figure imgf000018_0001
X ) Schmierung in mehreren Stufen steuert.
6. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (49) in das Steuerventil (55, 35) integriert ist.
7. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (49) ablaufseitig mit einer in den Tank (5) mündenden Rücklaufleitung (29) verbunden ist.
8. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (49) ablaufseitig mit einer Zulaufleitung (3) der Vorförderpumpe (1) verbunden ist.
. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (49) ablaufseitig mit der Schmierung der
Kraftstoffhochdruckpumpe (17) verbunden ist.
10. Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe (1) , wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe (17) mindestens ein Pumpenelement (19) aufweist, mit einer Vorförderpumpe (1) , mit einem Zumeßventil (47) , wobei die Vorförderpumpe (1) Kraftstoff aus einem Tank (5) zur Saugseite des oder der Pumpenelemente (19) fördert und wobei die von der Vorförderpumpe (1) zur Saugseite des oder der
Pumpenelemente (19) geförderte Kraftstoffmenge durch das Zumeßventil (47) regelbar ist, mit einem mit der Druckseite der Kraftstoffhochdruckpumpe (17) verbundenen Common-Rail (25) , wobei der Common-Rail (25) über ein Druckregelventil (51) mit einem Kraftstoffrücklauf (29) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Schiebebetrieb der
Brennkraftmaschine das Druckreαelventil (51) geöffnet und das Zumeßventil (47) geschlossen ist.
11. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (51) ein Sperr- oder ein Stromventil ist.
12. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzanlage vorgesehen ist.
13. Kraftstoffhochdruckpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe
(1) eine Zahnradpumpe ist, und dass die Vorförderpumpe (1) von der Kraftstoffhochdruckpumpe (17) oder der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
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