WO2008092780A1 - High-pressure pump and injection system for an internal combustion engine having a high-pressure pump - Google Patents

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WO2008092780A1
WO2008092780A1 PCT/EP2008/050738 EP2008050738W WO2008092780A1 WO 2008092780 A1 WO2008092780 A1 WO 2008092780A1 EP 2008050738 W EP2008050738 W EP 2008050738W WO 2008092780 A1 WO2008092780 A1 WO 2008092780A1
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cylinder chamber
pressure
pump
inlet valve
chamber inlet
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PCT/EP2008/050738
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Inventor
Uwe Nigrin
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Continental Automotive Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • 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
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0265—Pumps feeding common rails
    • F02M63/027—More than one high pressure pump feeding a single common rail
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1002—Ball valves

Definitions

  • the invention relates to a high pressure pump and an injection system for an internal combustion engine with a high-pressure pump.
  • injection systems For injecting fuels into the combustion chambers of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, injection systems are used, which in recent years are increasingly designed as so-called “common rail” systems, where these are arranged in the combustion chambers Injectors from a common fuel storage, the common rail, supplied with fuel.
  • the fuel to be injected is currently present in the fuel storage at a pressure of up to 2000 bar.
  • Injection systems for internal combustion engines usually have various pumps, by means of which fuel is required to be introduced into combustion chambers of the internal combustion engine.
  • Such injection systems for internal combustion engines make high demands on the accuracy of the injection pressure required for injecting the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • One of the Vorforderpumpe hydraulically downstream high-pressure pump then requests fuel in a fuel storage, from where it can then be distributed to the hydraulically coupled to the fuel injectors.
  • a control valve is arranged, through which a fuel flow from the fuel tank can be adjusted for Vorforderpumpe. With suitable control of the control valve, a predetermined pressure depending on the operating parameters of the internal combustion engine can be achieved in the fuel reservoir.
  • the object of the invention is to provide a high-pressure pump and an injection system for an internal combustion engine, by means of which operation of the internal combustion engine with very low pollutant emissions and a simple construction of the injection system are made possible.
  • the invention is characterized by a high-pressure pump for requesting a fluid, comprising a first cylinder unit having a first cylinder with a first cylinder chamber arranged therein and a first cylinder chamber inlet valve arranged as a check valve arranged upstream of the first cylinder chamber at least one further pump unit arranged hydraulically parallel to the first pump unit, which has a second cylinder with a second cylinder chamber arranged therein and a second cylinder chamber inlet valve arranged as a check valve upstream of the second cylinder chamber, wherein the first Cylinder chamber inlet valve is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping at it is smaller than a predetermined first pressure difference, and otherwise is outside the closed position, the second cylinder chamber inlet valve is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping on it is less than a predetermined second pressure difference, and otherwise outside the closed position, and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is smaller than the predetermined second pressure
  • the first cylinder chamber inlet valve is arranged with respect to a direction of gravity below the second cylinder chamber inlet valve. This makes it possible, in addition to the distance between the predetermined pressure difference of the first Zylinderhuntein- lassventils and the predetermined pressure difference of the second Zylinderhunteinlassventils caused by the geodetic height difference additional pressure difference to achieve to allow a targeted fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve.
  • the high-pressure pump has exactly two pump units and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is 0.1 to 0.5 bar smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve.
  • the high-pressure pump has exactly three pump units and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is 0.1 to 0.2 bar smaller than the predetermined second pressure differences of the second cylinder chamber inlet valves.
  • the invention features an injection system for an internal combustion engine, with a demand pump for requesting fuel from a fuel tank, and one of the pre-demand pump downstream downstream high-pressure pump, wherein the high-pressure pump is designed and arranged to demand the fuel in a fuel storage.
  • Figure 1 is a block diagram of an injection system for an internal combustion engine
  • Figure 2 is a schematic view of a high-pressure pump for an injection system.
  • the injection system for an internal combustion engine shown in FIG. 1 has a fuel tank 10, from which fuel is demanded by means of a charge pump 12.
  • the Vorforderpumpe 12 is designed with preference as a flight cell pump. However, it can also be another type of pump, z. B. a gear pump or a gerotor pump can be used for the request.
  • the Vorforderpumpe 12 may be mechanically driven with a drive shaft, not shown, which is coupled to a motor shaft of the internal combustion engine.
  • the priming pump 12 On the output side, the priming pump 12 is hydraulically coupled to a pilot control valve 13, by means of which part of the fuel demanded by the priming pump 12 can be returned to the suction side of the priming pump 12 when a predetermined fuel pressure on the outlet side of the priming pump 12 is exceeded. Thereby, the fuel pressure at the output side of the Vorforderpumpe 12 can be limited.
  • a high-pressure pump 14 Downstream of the Vorforderpumpe 12 is a high-pressure pump 14 for requesting the fuel in a fuel reservoir 16 is arranged.
  • the fuel reservoir 16 is hydraulically coupled to the high pressure pump 14 via a fuel storage supply line 44.
  • the high-pressure pump 14 is preferably designed as a radial piston pump or as a series piston pump with a first pump unit 24a and at least one further pump unit 24b, as are known for use in injection systems of internal combustion engines.
  • the high-pressure pump 14 has exactly one further pump unit 24b.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the high-pressure pump 14 has exactly two further pump units 24b.
  • the high-pressure pump 14 may also have three or more further pump units 24b.
  • the first pump unit 24a has a first cylinder 28a in which a first cylinder chamber 29a is arranged. Upstream of the first cylinder chamber 29 a, a first cylinder chamber inlet valve 26 a is arranged, which is designed as a check valve. Downstream of the first cylinder chamber 29 a, a first cylinder chamber outlet valve 30 a is arranged, which is likewise designed as a non-return valve.
  • the further pump unit 24b has a second cylinder 28b, in which a second cylinder chamber 29b is arranged.
  • a second cylinder chamber inlet valve 26b is disposed upstream of the second cylinder chamber 29b and a second cylinder chamber outlet valve 30b is disposed downstream of the second cylinder chamber 29b.
  • the second cylinder chamber inlet valve 26b and the second cylinder chamber outlet valve 30b are designed as check valves.
  • the first cylinder chamber inlet valve 26a has a predetermined first pressure difference. If the pressure dropping at the first cylinder chamber inlet valve 26a is less than the predetermined first pressure difference, then the first cylinder chamber inlet valve 26a is in a closed position, in which a fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve 26a is prevented. Otherwise, the first cylinder chamber inlet valve 26a is out of the closed position allowing fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve 26a. Accordingly, the second cylinder chamber inlet valve 26b has a predetermined second pressure difference.
  • the second cylinder chamber inlet valve 26b If the pressure dropping at the second cylinder chamber inlet valve 26b is less than the predetermined second pressure difference, then the second cylinder chamber inlet valve 26b is in a closed position, in which a fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve 26b is prevented. Outside the closed position of the second cylinder chamber inlet valve 26b, a fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve 26b is made possible.
  • the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a is smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b.
  • the high-pressure pump 14 has, in addition to the first pump unit 24a, exactly one further pump unit 24b, then the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a is preferred
  • the fuel reservoir 16 is hydraulically coupled via lines to an injector 18 or a plurality of injectors 18.
  • Each of the injectors 18 is associated with a combustion chamber of the internal combustion engine and each injector 18 can be controlled so that fuel is injected into the combustion chamber.
  • the fuel to be injected by means of the injectors 18 in the combustion chambers of the internal combustion engine a relatively high injection pressure.
  • Excess fuel can be returned from the injectors 18 via an Inj ektorrucklauftechnisch 46 to the fuel tank 10.
  • a volume flow control valve 22 is arranged, with which the fuel flow from the pre-demand pump 12 into the high-pressure pump 14 can be set.
  • a pressure sensor 40 by means of which the fuel pressure in the fuel reservoir 16 can be determined, and optionally as a function of other input variables, the volumetric flow control valve 22 can be controlled so that a low-pressure side control of the high-pressure pump 14 zugebowten fuel flow is possible.
  • the high pressure pump 14 is by means of a downstream of the
  • High-pressure pump 14 and upstream of the fuel reservoir 16 branching scrubuck Arthur 42 hydraulically coupled to a pressure relief valve 20, which can be controlled, for example, depending on the determined by the pressure sensor 40 fuel pressure in the fuel reservoir 16.
  • a pressure relief valve 20 can open and part of the fuel demanded by the high pressure pump 14 can be returned to the fuel tank 10 via the return line 42.
  • the purge line valve 32 By means of the purge line valve 32, the fuel flow branching off via the purge line 35 can be released when a predetermined fuel pressure on the output side of the preforming pump 12 is exceeded. It must be ensured that the winding of the high pressure pump 14 only starts when the operating pressure of the high pressure pump 14 is reached. This is necessary because only so can be ensured that not fuel is diverted via the Spul effet 35, as long as the pressure build-up on the suction side of the high pressure pump 14 is not yet completed. This can be achieved that the pressure build-up on the suction side of the high-pressure pump 14 is not delayed.
  • filters 36, 38 are arranged at appropriate locations.
  • a first filter 36 is provided to protect the Vorforderpumpe 12 hydraulically between the fuel tank 10 and the Vorforderpumpe 12.
  • a second filter 38 is arranged to protect the volume flow control valve 22.
  • the return line 42 is preferably coupled on the output side with the injector return line 46 of the at least one injector 18.
  • the Spul effet 35, the return line 42 and the Inj ektorrucklauf effet 46 of the injectors 18 are preferably returned to the fuel tank 10.
  • FIG. 2 shows a cross section through the high-pressure pump 14 with a pump housing 48, in which the first pump unit
  • the high-pressure pump 14 is preferably mounted in a carrying device 49 in a direction of gravity S.
  • the first pump unit 24a is preferably arranged below the two further pump units 24b.
  • the first pump unit 24a and the two other pump units 24b are preferably arranged at an angle of 120 degrees to each other.
  • the high-pressure pump 14 has centrally a drive shaft 50, which is in operative connection with an eccentric ring 52 and rotatably supported in the pump housing 48 in a direction of rotation R counterclockwise.
  • the pump units 24a, 24b each have a piston 58a, 58b.
  • the pistons 58a, 58b are axially movably mounted in a bore in the cylinders 28a, 28b and are in operative connection with the eccentric ring 52.
  • cylinder chambers 29a, 29b In order to be able to fill the cylinder chambers 29a, 29b with fluid, these each have a cylinder chamber inlet line 54a, 54b, in each of which preferably the first cylinder chamber inlet valve 26a and the second cylinder chamber inlet valve 26b are arranged.
  • the cylinder chamber intake valves 26a, 26b facilitate the filling of the cylinder chambers 29a,
  • the high-pressure pump 14 as in the embodiment shown here, has a first pump unit 24a and the two further pump units 24b, it is particularly preferred if the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a is 0.1 to 0, 2 bar is smaller than the predetermined second pressure differences of the second cycle Linderwasheinlassventile 26 b of the two other pump units 24 b.
  • the cylinder chambers 29a, 29b further each have a cylinder chamber drain line 56a, 56b, in each of which the first cylinder chamber outlet valve 30a and the second cylinder chamber outlet valve 30b are arranged.
  • each fluid can be ejected from the cylinder chambers 29a, 29b.
  • the precharge pump 12 requests fuel from the fuel tank 10, and contaminants in the first filter 36 between the fuel tank 10 and the precharge pump 12 can be retained.
  • the pressure at the output of the Vorforderpumpe 12 is adjusted by the form control valve 13.
  • the fuel then passes to the volume flow control valve 22.
  • the high-pressure pump 14 is provided as much fuel as is required by the fuel reservoir 16.
  • the fuel is supplied via the fuel storage supply line 44 to the fuel reservoir 16. From the fuel reservoir 16, the fuel is supplied to the injectors 18, and injected from them into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the Spullei- management valve 32 is closed, so that a pressure build-up on the
  • the displacement of the Vorforderpumpe 12 is chosen to be significantly larger than the Fordervolumen the high-pressure pump 14, so as to ensure at start a sufficient Forderstrom to the suction side of the high-pressure pump 14.
  • the piston 58a of the first pump unit 24a of the High pressure pump 14 are in an initial state in a position in which it has a minimum distance from the drive shaft 50.
  • the piston 58a is moved by the counterclockwise movement D of the drive shaft 50 by means of the eccentric ring 52 radially to the drive shaft 50 back.
  • the first cylinder chamber 29a is filled with fluid.
  • the piston 58a of the first pump unit 24a has now again reached its initial state with a minimum distance to the drive shaft 50. Subsequently, a new stroke for the compression of the fluid can take place again.
  • 26a, 26b be very small. If the pressure drop is below the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b but above the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a, the fuel can be sucked into the first cylinder chamber 29a via the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a. In contrast, the fuel can not via the second cylinder chamber or the inlet valves 26b of the further pump units 24b enter the second or the second cylinder chambers 29a. It is thus achieved that in the case of very low fuel flows, the fuel is required only via the first pump unit 24a, as a result of which a good compression of the fuel and thus a suitable fuel pressure in the fuel reservoir 16 can be achieved.
  • the first pump unit 24a By arranging the first pump unit 24a with respect to the direction of gravity S preferably below the two further pump units 24b, it is possible to achieve an additional static pressure difference between the first pump unit 24a and the further pump units 24b due to the geodetic height difference to the distance of the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a and the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b, whereby the fuel flow may be additionally preferred via the first pump unit 24a.
  • the pressure drop across the cylinder chamber inlet valves 26a, 26b is also greater. If the pressure drop across the cylinder chamber inlet valves 26a, 26b exceeds the predetermined second pressure differential of the second cylinder chamber inlet valve 26b, fuel may flow into the first cylinder chamber 29a via both the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a and the second cylinder chamber inlet valve 26b or the other Pump units 24b get into the second or the second cylinder chambers 29b. With higher fuel flows, the fuel can thus be required both via the first pump unit 24a and the at least one further pump unit 24b in the fuel reservoir 16, a preferred demand on the first pump unit 24a is not given in this case.

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Abstract

The invention relates to a high-pressure pump (14) for feeding a fluid, having a first pump unit (24a), which has a first cylinder (28a), with a first cylinder chamber (29a) arranged therein, and a first cylinder chamber inlet valve (26a) which is arranged upstream of the first cylinder chamber (29a) and which is embodied as a non-return valve, and having at least one further pump unit (24b) which is arranged hydraulically parallel to the first pump unit (24a) and which has a second cylinder (28b), with a second cylinder chamber (29b) arranged therein, and a second cylinder chamber inlet valve (26b) which is arranged upstream of the second cylinder chamber (29b) and which is embodied as a non-return valve. The first cylinder chamber inlet valve (26a) is designed so as to be situated in a closed position when the pressure applied to it is lower than a predefined first pressure difference, and is otherwise situated outside the closed position. The second cylinder chamber inlet valve (26b) is designed so as to be situated in a closed position when the pressure applied to it is lower than a predefined second pressure difference, and is otherwise situated outside the closed position. The predefined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve (26a) is smaller than the predefined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve (26b).

Description

Beschreibungdescription
Hochdruckpumpe und Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer HochdruckpumpeHigh pressure pump and injection system for an internal combustion engine with a high pressure pump
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe und eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe .The invention relates to a high pressure pump and an injection system for an internal combustion engine with a high-pressure pump.
Zum Einspritzen von Kraftstoffen in Brennraume einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine, kommen Einspritzanlagen zum Einsatz, die in den letzten Jahren immer mehr als so genannte „Common-Rail"-Anlagen ausgeführt sind. Bei diesen werden die in den Brennraumen angeord- neten Injektoren aus einem gemeinsamen KraftstoffSpeicher, dem Common-Rail, mit Kraftstoff versorgt. Der einzuspritzende Kraftstoff liegt dabei derzeit im KraftstoffSpeicher unter einem Druck von bis zu 2000 Bar vor.For injecting fuels into the combustion chambers of an internal combustion engine, in particular a diesel internal combustion engine, injection systems are used, which in recent years are increasingly designed as so-called "common rail" systems, where these are arranged in the combustion chambers Injectors from a common fuel storage, the common rail, supplied with fuel.The fuel to be injected is currently present in the fuel storage at a pressure of up to 2000 bar.
Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen weisen üblicherweise verschiedene Pumpen auf, mittels derer Kraftstoff gefordert wird, um in Brennraume der Brennkraftmaschine eingebracht zu werden. Derartige Einspritzanlagen für Brennkraftmaschinen stellen hohe Anforderungen an die Genauigkeit des zur Ein- spritzung des Kraftstoffs in die Brennraume der Brennkraftmaschine erforderlichen Einspritzdrucks.Injection systems for internal combustion engines usually have various pumps, by means of which fuel is required to be introduced into combustion chambers of the internal combustion engine. Such injection systems for internal combustion engines make high demands on the accuracy of the injection pressure required for injecting the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
Dies ist besonders wichtig, da immer strengere Gesetzesvorschriften bezuglich der zulassigen Schadstoffemissionen von Brennkraftmaschinen, die in Kraftfahrzeugen angeordnet sind, erlassen werden. Diese machen es erforderlich, diverse Maßnahmen vorzunehmen, durch welche die Schadstoffemissionen gesenkt werden. So ist beispielsweise die Bildung von Ruß stark abhangig von der Aufbereitung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder der Brennkraftmaschine. Dabei ist es vorteilhaft für die Senkung der Schadstoffemissionen, wenn der Kraftstoff sehr präzise in den Zylinder eingespritzt werden kann . Aus der EP 1 296 060 Bl ist eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine bekannt, mit einer Vorforderpumpe, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zur Saugseite einer Hoch- druckpumpe gefordert werden kann. Eine der Vorforderpumpe hydraulisch nachgeschaltete Hochdruckpumpe fordert Kraftstoff dann in einen KraftstoffSpeicher, von wo aus er dann an mit dem KraftstoffSpeicher hydraulisch gekoppelte Injektoren verteilt werden kann. Zwischen dem Kraftstofftank und der Vor- forderpumpe ist ein Regelventil angeordnet, durch das ein Kraftstoffdurchfluss vom Kraftstofftank zur Vorforderpumpe eingestellt werden kann. Bei geeigneter Ansteuerung des Regelventils kann in dem KraftstoffSpeicher ein vorgegebener, von den Betriebsparametern der Brennkraftmaschine abhangiger Druck erreicht werden.This is particularly important as more and more stringent legislation is enacted regarding permissible pollutant emissions from internal combustion engines placed in motor vehicles. These make it necessary to carry out various measures by which the pollutant emissions are reduced. For example, the formation of soot is highly dependent on the preparation of the air / fuel mixture in the respective cylinder of the internal combustion engine. It is advantageous for the reduction of pollutant emissions, when the fuel can be injected very precisely into the cylinder. From EP 1 296 060 Bl an injection system for an internal combustion engine is known, with a Vorforderpumpe, with the fuel from a fuel tank to the suction side of a high-pressure pump can be required. One of the Vorforderpumpe hydraulically downstream high-pressure pump then requests fuel in a fuel storage, from where it can then be distributed to the hydraulically coupled to the fuel injectors. Between the fuel tank and the front pump, a control valve is arranged, through which a fuel flow from the fuel tank can be adjusted for Vorforderpumpe. With suitable control of the control valve, a predetermined pressure depending on the operating parameters of the internal combustion engine can be achieved in the fuel reservoir.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochdruckpumpe und eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, durch die ein Betrieb der Brennkraftmaschine mit sehr gerin- gen Schadstoffemissionen und ein einfacher Aufbau der Einspritzanlage ermöglicht werden.The object of the invention is to provide a high-pressure pump and an injection system for an internal combustion engine, by means of which operation of the internal combustion engine with very low pollutant emissions and a simple construction of the injection system are made possible.
Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet.The object is achieved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Gemäß eines ersten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Hochdruckpumpe zur Forderung eines Fluids, mit einer ersten Pumpeneinheit, die aufweist einen ersten Zylinder mit einer in diesem angeordneten ersten Zylinderkammer und ein stromaufwärts der ersten Zylinderkammer angeordnetes als Ruckschlagventil ausgebildetes erstes Zylinderkammereinlass- ventil, und mindestens einer hydraulisch parallel zu der ersten Pumpeneinheit angeordneten weiteren Pumpeneinheit, die aufweist einen zweiten Zylinder mit einer in diesem angeordneten zweiten Zylinderkammer und ein stromaufwärts der zweiten Zylinderkammer angeordnetes, als Ruckschlagventil ausgebildetes zweites Zylinderkammereinlassventil, wobei das erste Zylinderkammereinlassventil so ausgebildet ist, dass es sich in einer Schließstellung befindet, wenn der an ihm abfallende Druck kleiner ist als eine vorgegebene erste Druckdifferenz, und sich andernfalls außerhalb der Schließstellung befindet, das zweite Zylinderkammereinlassventil so ausgebildet ist, dass es sich in einer Schließstellung befindet, wenn der an ihm abfallende Druck kleiner ist als eine vorgegebene zweite Druckdifferenz, und sich andernfalls außerhalb der Schließstellung befindet, und die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils kleiner ist als die vorgegebene zweite Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils .According to a first aspect, the invention is characterized by a high-pressure pump for requesting a fluid, comprising a first cylinder unit having a first cylinder with a first cylinder chamber arranged therein and a first cylinder chamber inlet valve arranged as a check valve arranged upstream of the first cylinder chamber at least one further pump unit arranged hydraulically parallel to the first pump unit, which has a second cylinder with a second cylinder chamber arranged therein and a second cylinder chamber inlet valve arranged as a check valve upstream of the second cylinder chamber, wherein the first Cylinder chamber inlet valve is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping at it is smaller than a predetermined first pressure difference, and otherwise is outside the closed position, the second cylinder chamber inlet valve is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping on it is less than a predetermined second pressure difference, and otherwise outside the closed position, and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve.
In der Schließstellung des ersten oder zweiten Zylinderkam- mereinlassventils ist ein Fluidstrom durch das Zylinderkammereinlassventil verhindert, außerhalb der Schließstellung des ersten oder zweiten Zylinderkammereinlassventils ist ein Fluidstrom durch das Zylinderkammereinlassventil ermöglicht.In the closed position of the first or second cylinder chamber inlet valve, fluid flow through the cylinder chamber inlet valve is prevented; outside the closed position of the first or second cylinder chamber inlet valve, fluid flow through the cylinder chamber inlet valve is permitted.
Damit ist erreichbar, dass innerhalb eines vorgegebenen Bereichs eines Fluidstroms durch die Hochdruckpumpe ein Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil ermöglicht ist, wahrend ein Fluidstrom durch das zweite Zylinderkammereinlassventil verhindert ist.It can thus be achieved that within a predetermined range of a fluid flow through the high-pressure pump, a fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve is made possible, while a fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve is prevented.
Dies ist besonders vorteilhaft, da damit ein gezielter Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil bei gleichzeitiger Unterbindung des Fluidstroms durch das zweite Zylinderkammereinlassventil bei kleinen Fluidfordermengen der Hochdruckpumpe möglich ist. Dies ermöglicht ein gutes Fluid- forderverhalten der Hochdruckpumpe, so dass insbesondere bei kleinen Fluidfordermengen eine sichere Forderung des Fluids erfolgen kann .This is particularly advantageous because a targeted fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve while simultaneously preventing the fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve is possible with small amounts of fluid required by the high-pressure pump. This allows a good fluid demand behavior of the high-pressure pump, so that a secure demand of the fluid can take place, in particular with small amounts of fluid required.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform ist das erste Zylinderkammereinlassventil bezogen auf eine Schwerkraftrichtung unterhalb des zweiten Zylinderkammereinlassventils angeordnet. Damit ist es möglich, zusatzlich zu dem Abstand zwischen der vorgegebenen Druckdifferenz des ersten Zylinderkammerein- lassventils und der vorgegebenen Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils eine durch den geodätischen Höhenunterschied bedingte zusatzliche Druckdifferenz zu errei- chen, um einen gezielten Fluidstrom durch das erste Zylinder- kammereinlassventil zu ermöglichen.In an advantageous embodiment, the first cylinder chamber inlet valve is arranged with respect to a direction of gravity below the second cylinder chamber inlet valve. This makes it possible, in addition to the distance between the predetermined pressure difference of the first Zylinderkammerein- lassventils and the predetermined pressure difference of the second Zylinderkammereinlassventils caused by the geodetic height difference additional pressure difference to achieve to allow a targeted fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform weist die Hochdruckpumpe genau zwei Pumpeneinheiten auf und die vorgegebene ers- te Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils ist 0,1 bis 0,5 bar kleiner als die vorgegebene zweite Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils. Dies hat den Vorteil, dass ein zuverlässiger gezielter Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil bei einem gleichzeitig gezielten Unterbinden des Fluidstroms durch das zweite Zylinderkammereinlassventil bei kleinen Fluidfordermengen der Zweikolben-Hochdruckpumpe möglich ist. Für größere Fluidfordermengen der Zweikolben-Hochdruckpumpe sind hingegen Fluidstrome durch beide Zylinderkammereinlassventile ermöglicht.In an advantageous embodiment, the high-pressure pump has exactly two pump units and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is 0.1 to 0.5 bar smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve. This has the advantage that a reliable targeted fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve is possible with a simultaneous targeted blocking of the fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve with small amounts of fluid required by the two-piston high-pressure pump. For larger Fluidfordermengen the two-piston high-pressure pump, however, fluid flows are made possible by both cylinder chamber inlet valves.
In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform weist die Hochdruckpumpe genau drei Pumpeneinheiten auf und die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils ist 0,1 bis 0,2 bar kleiner als die vorgegebenen zweiten Druckdifferenzen der zweiten Zylinderkammereinlassventile. Damit ist in vorteilhafter Weise ein zuverlässiger gezielter Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil bei einem gleichzeitigen gezielten Unterbinden der Fluidstrome durch die zweiten Zylinderkammereinlassventile für kleine Fluidfordermengen der Dreikolben-Hochdruckpumpe möglich. Für größere Fluidfordermengen der Dreikolben- Hochdruckpumpe sind hingegen Fluidstrome durch alle Zylinderkammereinlassventile ermöglicht.In a further advantageous embodiment, the high-pressure pump has exactly three pump units and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve is 0.1 to 0.2 bar smaller than the predetermined second pressure differences of the second cylinder chamber inlet valves. This is advantageously a reliable targeted fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve with a simultaneous targeted inhibition of the fluid flow through the second Zylinderkammereinlassventile for small Fluidfordermengen the three-piston high-pressure pump possible. For larger Fluidfordermengen the three-piston high-pressure pump, however, fluid flow through all cylinder chamber inlet valves are possible.
Gemäß eines zweiten Aspekts zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit einer Vorforderpumpe zur Forderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank, und einer der Vorforderpumpe stromabwärts nachgeordneten Hochdruckpumpe, wobei die Hochdruckpumpe ausgebildet und angeordnet ist zur Forderung des Kraftstoffs in einen KraftstoffSpeicher .According to a second aspect, the invention features an injection system for an internal combustion engine, with a demand pump for requesting fuel from a fuel tank, and one of the pre-demand pump downstream downstream high-pressure pump, wherein the high-pressure pump is designed and arranged to demand the fuel in a fuel storage.
Dies ist besonders vorteilhaft, da damit ein gezielter Kraftstoffstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil bei gleichzeitiger Unterbindung des KraftstoffStroms durch das zweite Zylinderkammereinlassventil bei kleinen Kraftstofffordermengen der Hochdruckpumpe im Falle einer Kraftstoffvolu- menstromregelung auf der Saugseite der Hochdruckpumpe möglich ist.This is particularly advantageous because it allows a targeted flow of fuel through the first cylinder chamber inlet valve while simultaneously suppressing the fuel flow through the second cylinder chamber inlet valve with small amounts of fuel required by the high-pressure pump in the case of fuel volume flow control on the suction side of the high-pressure pump.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen naher erläutert.Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawings.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Blockschaltbild einer Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, undFigure 1 is a block diagram of an injection system for an internal combustion engine, and
Figur 2 eine schematische Ansicht einer Hochdruckpumpe für eine Einspritzanlage.Figure 2 is a schematic view of a high-pressure pump for an injection system.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figuren- übergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Elements of the same construction or function are identified across the figures with the same reference numerals.
Die in der Figur 1 dargestellte Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine weist einen Kraftstofftank 10 auf, aus dem mittels einer Vorforderpumpe 12 Kraftstoff gefordert wird. Die Vorforderpumpe 12 ist mit Vorzug als Flugeizellenpumpe ausgeführt. Es kann jedoch auch eine andere Pumpenart, z. B. eine Zahnradpumpe oder eine Gerotorpumpe für die Vorforderung verwendet werden. Die Vorforderpumpe 12 kann mit einer nicht dargestellten Antriebswelle, die mit einer Motorwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, mechanisch angetrieben werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine elektrisch betriebene Vorforderpumpe einzusetzen, wodurch eine Steuerung der Forderleistung der Vorforderpumpe 12 unabhängig von der Forderleistung weiterer Pumpen möglich ist.The injection system for an internal combustion engine shown in FIG. 1 has a fuel tank 10, from which fuel is demanded by means of a charge pump 12. The Vorforderpumpe 12 is designed with preference as a flight cell pump. However, it can also be another type of pump, z. B. a gear pump or a gerotor pump can be used for the request. The Vorforderpumpe 12 may be mechanically driven with a drive shaft, not shown, which is coupled to a motor shaft of the internal combustion engine. Alternatively, it is also possible to use an electrically operated Vorforderpumpe, creating a controller the Forderleistung the Vorforderpumpe 12 is independent of the Forderleistung further pumps possible.
Die Vorforderpumpe 12 ist ausgangsseitig mit einem Vor- drucksteuerventil 13 hydraulisch gekoppelt, durch das bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks an der Ausgangsseite der Vorforderpumpe 12 ein Teil des von der Vorforderpumpe 12 geforderten Kraftstoffs zur Ansaugseite der Vorforderpumpe 12 zurückgeführt werden kann. Dadurch kann der Kraftstoffdruck an der Ausgangsseite der Vorforderpumpe 12 begrenzt werden.On the output side, the priming pump 12 is hydraulically coupled to a pilot control valve 13, by means of which part of the fuel demanded by the priming pump 12 can be returned to the suction side of the priming pump 12 when a predetermined fuel pressure on the outlet side of the priming pump 12 is exceeded. Thereby, the fuel pressure at the output side of the Vorforderpumpe 12 can be limited.
Stromabwarts der Vorforderpumpe 12 ist eine Hochdruckpumpe 14 zur Forderung des Kraftstoffs in einen KraftstoffSpeicher 16 angeordnet. Der KraftstoffSpeicher 16 ist mit der Hochdruckpumpe 14 über eine KraftstoffSpeicherzuleitung 44 hydraulisch gekoppelt. Die Hochdruckpumpe 14 ist vorzugsweise als Radialkolbenpumpe oder als Reihenkolbenpumpe mit einer ersten Pumpeneinheit 24a und mindestens einer weiteren Pumpeneinheit 24b ausgebildet, wie sie zum Einsatz in Einspritzanlagen von Brennkraftmaschinen bekannt sind. In der in Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsform hat die Hochdruckpumpe 14 genau eine weitere Pumpeneinheit 24b. Figur 2 zeigt eine Ausfuhrungsform, in der die Hochdruckpumpe 14 genau zwei weitere Pumpen- einheiten 24b aufweist. Alternativ zu diesen Ausfuhrungsformen kann die Hochdruckpumpe 14 auch drei oder mehr weitere Pumpeneinheiten 24b aufweisen.Downstream of the Vorforderpumpe 12 is a high-pressure pump 14 for requesting the fuel in a fuel reservoir 16 is arranged. The fuel reservoir 16 is hydraulically coupled to the high pressure pump 14 via a fuel storage supply line 44. The high-pressure pump 14 is preferably designed as a radial piston pump or as a series piston pump with a first pump unit 24a and at least one further pump unit 24b, as are known for use in injection systems of internal combustion engines. In the embodiment shown in FIG. 1, the high-pressure pump 14 has exactly one further pump unit 24b. FIG. 2 shows an embodiment in which the high-pressure pump 14 has exactly two further pump units 24b. As an alternative to these embodiments, the high-pressure pump 14 may also have three or more further pump units 24b.
Die erste Pumpeneinheit 24a hat einen ersten Zylinder 28a, in dem eine erste Zylinderkammer 29a angeordnet ist. Stromaufwärts der ersten Zylinderkammer 29a ist ein erstes Zylinder- kammereinlassventil 26a angeordnet, das als Ruckschlagventil ausgebildet ist. Stromabwarts der ersten Zylinderkammer 29a ist ein erstes Zylinderkammerauslassventil 30a angeordnet, das ebenfalls als Ruckschlagventil ausgebildet ist.The first pump unit 24a has a first cylinder 28a in which a first cylinder chamber 29a is arranged. Upstream of the first cylinder chamber 29 a, a first cylinder chamber inlet valve 26 a is arranged, which is designed as a check valve. Downstream of the first cylinder chamber 29 a, a first cylinder chamber outlet valve 30 a is arranged, which is likewise designed as a non-return valve.
In entsprechender Weise hat die weitere Pumpeneinheit 24b einen zweiten Zylinder 28b, in dem eine zweite Zylinderkammer 29b angeordnet ist. Entsprechend ist auch ein zweites Zylin- derkammereinlassventil 26b stromaufwärts der zweiten Zylinderkammer 29b und ein zweites Zylinderkammerauslassventil 30b stromabwärts der zweiten Zylinderkammer 29b angeordnet. Das zweite Zylinderkammereinlassventil 26b und das zweite Zylinderkammerauslassventil 30b sind als Ruckschlagventile ausgebildet.In a corresponding manner, the further pump unit 24b has a second cylinder 28b, in which a second cylinder chamber 29b is arranged. Similarly, a second cylinder chamber inlet valve 26b is disposed upstream of the second cylinder chamber 29b and a second cylinder chamber outlet valve 30b is disposed downstream of the second cylinder chamber 29b. The second cylinder chamber inlet valve 26b and the second cylinder chamber outlet valve 30b are designed as check valves.
Das erste Zylinderkammereinlassventil 26a hat eine vorgegebe- ne erste Druckdifferenz. Ist der an dem ersten Zylinderkammereinlassventil 26a abfallende Druck kleiner als die vorgegebene erste Druckdifferenz, so befindet sich das erste Zylinderkammereinlassventil 26a in einer Schließstellung, in der ein Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassven- til 26a verhindert ist. Ansonsten befindet sich das erste Zylinderkammereinlassventil 26a außerhalb der Schließstellung, in der ein Fluidstrom durch das erste Zylinderkammereinlassventil 26a ermöglicht ist. Entsprechend hat das zweite Zylinderkammereinlassventil 26b eine vorgegebene zweite Druckdif- ferenz . Ist der an dem zweiten Zylinderkammereinlassventil 26b abfallende Druck kleiner als die vorgegebene zweite Druckdifferenz, so befindet sich das zweite Zylinderkammereinlassventil 26b in einer Schließstellung, in der ein Fluidstrom durch das zweite Zylinderkammereinlassventil 26b ver- hindert ist. Außerhalb der Schließstellung des zweiten Zylin- derkammereinlassventils 26b ist ein Fluidstrom durch das zweite Zylinderkammereinlassventil 26b ermöglicht. Die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlass- ventils 26a ist kleiner als die vorgegebene zweite Druckdif- ferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils 26b.The first cylinder chamber inlet valve 26a has a predetermined first pressure difference. If the pressure dropping at the first cylinder chamber inlet valve 26a is less than the predetermined first pressure difference, then the first cylinder chamber inlet valve 26a is in a closed position, in which a fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve 26a is prevented. Otherwise, the first cylinder chamber inlet valve 26a is out of the closed position allowing fluid flow through the first cylinder chamber inlet valve 26a. Accordingly, the second cylinder chamber inlet valve 26b has a predetermined second pressure difference. If the pressure dropping at the second cylinder chamber inlet valve 26b is less than the predetermined second pressure difference, then the second cylinder chamber inlet valve 26b is in a closed position, in which a fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve 26b is prevented. Outside the closed position of the second cylinder chamber inlet valve 26b, a fluid flow through the second cylinder chamber inlet valve 26b is made possible. The predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a is smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b.
Hat die Hochdruckpumpe 14, wie in der Ausfuhrungsform der Figur 1, neben der ersten Pumpeneinheit 24a genau eine weitere Pumpeneinheit 24b, so ist die vorgegebene erste Druckdiffe- renz des ersten Zylinderkammereinlassventils 26a bevorzugtIf, as in the embodiment of FIG. 1, the high-pressure pump 14 has, in addition to the first pump unit 24a, exactly one further pump unit 24b, then the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a is preferred
0,1 bis 0,5 bar kleiner als die vorgegebene zweite Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils 26b. Der KraftstoffSpeicher 16 ist über Leitungen mit einem Injektor 18 oder mehreren Injektoren 18 hydraulisch gekoppelt. Jedem der Injektoren 18 ist ein Brennraum der Brennkraftmaschine zugeordnet und jeder Injektor 18 kann so angesteuert wer- den, dass Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird.0.1 to 0.5 bar smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b. The fuel reservoir 16 is hydraulically coupled via lines to an injector 18 or a plurality of injectors 18. Each of the injectors 18 is associated with a combustion chamber of the internal combustion engine and each injector 18 can be controlled so that fuel is injected into the combustion chamber.
Durch die Hochdruckpumpe 14 kann der Kraftstoff, der mittels der Injektoren 18 in die Brennraume der Brennkraftmaschine eingespritzt werden soll, einen relativ hohen Einspritzdruck erreichen .By the high pressure pump 14, the fuel to be injected by means of the injectors 18 in the combustion chambers of the internal combustion engine, a relatively high injection pressure.
Überschüssiger Kraftstoff kann von den Injektoren 18 über eine Inj ektorrucklaufleitung 46 zum Kraftstofftank 10 zurückgeführt werden.Excess fuel can be returned from the injectors 18 via an Inj ektorrucklaufleitung 46 to the fuel tank 10.
Zwischen der Vorforderpumpe 12 und der Hochdruckpumpe 14 ist ein Volumenstromregelventil 22 angeordnet, mit dem der Kraft- stofffluss von der Vorforderpumpe 12 in die Hochdruckpumpe 14 einstellbar ist. Mittels eines Drucksensors 40, durch den der Kraftstoffdruck in dem KraftstoffSpeicher 16 bestimmt werden kann, sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren Eingangsgroßen, kann das Volumenstromregelventil 22 so angesteuert werden, dass eine niederdruckseitige Regelung des der Hochdruckpumpe 14 zugefuhrten KraftstoffStroms möglich ist.Between the pre-demand pump 12 and the high-pressure pump 14, a volume flow control valve 22 is arranged, with which the fuel flow from the pre-demand pump 12 into the high-pressure pump 14 can be set. By means of a pressure sensor 40, by means of which the fuel pressure in the fuel reservoir 16 can be determined, and optionally as a function of other input variables, the volumetric flow control valve 22 can be controlled so that a low-pressure side control of the high-pressure pump 14 zugefuhrten fuel flow is possible.
Die Hochdruckpumpe 14 ist mittels einer stromabwärts derThe high pressure pump 14 is by means of a downstream of the
Hochdruckpumpe 14 und stromaufwärts des KraftstoffSpeichers 16 abzweigenden Ruckfuhrleitung 42 hydraulisch mit einem Druckbegrenzungsventil 20 gekoppelt, das beispielsweise abhangig von dem vom Drucksensor 40 ermittelten Kraftstoffdruck im KraftstoffSpeicher 16 angesteuert werden kann. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Kraftstoffdrucks in dem KraftstoffSpeicher 16 kann das Druckbegrenzungsventil 20 offnen und ein Teil des von der Hochdruckpumpe 14 geforderten Kraftstoffs kann über die Ruckfuhrleitung 42 in den Kraftstofftank 10 zurückgeführt werden.High-pressure pump 14 and upstream of the fuel reservoir 16 branching Rückuckleitung 42 hydraulically coupled to a pressure relief valve 20, which can be controlled, for example, depending on the determined by the pressure sensor 40 fuel pressure in the fuel reservoir 16. When a predetermined fuel pressure in the fuel reservoir 16 is exceeded, the pressure limiting valve 20 can open and part of the fuel demanded by the high pressure pump 14 can be returned to the fuel tank 10 via the return line 42.
Stromabwarts der Vorforderpumpe 12 und stromaufwärts des Vordruckregelventils 13 zweigt eine Spulleitung 35 ab, die aus- gangsseitig in das Gehäuse der Hochdruckpumpe 14 mundet, so dass es möglich ist, das Gehäuse der Hochdruckpumpe 14 wahrend des Betriebs mit Kraftstoff zu spulen. Damit kann eine Kühlung und Schmierung der Hochdruckpumpe 14 bewirkt werden. Der zu Spulungszwecken verwendete Kraftstoff kann anschließend vom Gehäuse der Hochdruckpumpe 14 über die Spulleitung 35 in den Kraftstofftank 10 zurückgeführt werden.Downstream of the Vorforderpumpe 12 and upstream of the upstream pressure control valve 13 branches off a Spulleitung 35, the off the output side of the housing of the high pressure pump 14 so that it is possible to wind the housing of the high-pressure pump 14 during operation with fuel. This cooling and lubrication of the high-pressure pump 14 can be effected. The fuel used for winding purposes can then be returned from the housing of the high-pressure pump 14 via the Spulleitung 35 into the fuel tank 10.
In der Spulleitung 35 sind weiterhin eine Spulleitungsdrossel 34 und hydraulisch in Serie hierzu ein Spulleitungsventil 32 angeordnet. Die Spulleitungsdrossel 34 kann den Kraftstoffstrom durch die Spulleitung 35 begrenzen.In the Spulleitung 35 continue a Spulleitungsdrossel 34 and hydraulically in series a Spulleitungsventil 32 are arranged. The Spulleitungsdrossel 34 may limit the flow of fuel through the Spulleitung 35.
Durch das Spulleitungsventil 32 kann der über die Spulleitung 35 abzweigende Kraftstoffström freigegeben werden, wenn ein vorgegebener Kraftstoffdruck an der Ausgangsseite der Vorfor- derpumpe 12 überschritten wird. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Spulung der Hochdruckpumpe 14 erst dann einsetzt, wenn der Betriebsdruck der Hochdruckpumpe 14 erreicht ist. Dies ist erforderlich, da nur so sichergestellt werden kann, dass nicht Kraftstoff über die Spulleitung 35 abgezweigt wird, so lange der Druckaufbau an der Ansaugseite der Hochdruckpumpe 14 noch nicht abgeschlossen ist. Damit kann erreicht werden, dass der Druckaufbau an der Ansaugseite der Hochdruckpumpe 14 nicht verzögert wird.By means of the purge line valve 32, the fuel flow branching off via the purge line 35 can be released when a predetermined fuel pressure on the output side of the preforming pump 12 is exceeded. It must be ensured that the winding of the high pressure pump 14 only starts when the operating pressure of the high pressure pump 14 is reached. This is necessary because only so can be ensured that not fuel is diverted via the Spulleitung 35, as long as the pressure build-up on the suction side of the high pressure pump 14 is not yet completed. This can be achieved that the pressure build-up on the suction side of the high-pressure pump 14 is not delayed.
Zum Schutz der in der Einspritzanlage angeordneten Aggregate, insbesondere der Pumpen 12, 14 und des Volumenstromregelventils 22 sind an geeigneten Stellen Filter 36, 38 angeordnet. So ist zum Schutz der Vorforderpumpe 12 hydraulisch zwischen dem Kraftstofftank 10 und der Vorforderpumpe 12 ein erster Filter 36 vorgesehen. Des Weiteren ist zum Schutz des Volumenstromregelventils 22 ein zweiter Filter 38 angeordnet.To protect the arranged in the injection units, in particular the pumps 12, 14 and the flow control valve 22 filters 36, 38 are arranged at appropriate locations. Thus, to protect the Vorforderpumpe 12 hydraulically between the fuel tank 10 and the Vorforderpumpe 12, a first filter 36 is provided. Furthermore, a second filter 38 is arranged to protect the volume flow control valve 22.
Die Ruckfuhrleitung 42 ist vorzugsweise ausgangsseitig mit der Inj ektorrucklaufleitung 46 des mindestens einen Injektors 18 gekoppelt. Die Spulleitung 35, die Ruckfuhrleitung 42 und die Inj ektorrucklaufleitung 46 von den Injektoren 18 sind vorzugsweise zum Kraftstofftank 10 zurückgeführt.The return line 42 is preferably coupled on the output side with the injector return line 46 of the at least one injector 18. The Spulleitung 35, the return line 42 and the Inj ektorrucklaufleitung 46 of the injectors 18 are preferably returned to the fuel tank 10.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Hochdruckpumpe 14 mit einem Pumpengehause 48, in der die erste PumpeneinheitFigure 2 shows a cross section through the high-pressure pump 14 with a pump housing 48, in which the first pump unit
24a und zwei weitere Pumpeneinheiten 24b angeordnet sind. Die Hochdruckpumpe 14 ist bevorzugt in einer Tragevorrichtung 49 in einer Schwerkraftrichtung S gelagert. Die erste Pumpeneinheit 24a ist bezogen auf die Schwerkraftrichtung S bevorzugt unterhalb der zwei weiteren Pumpeneinheiten 24b angeordnet. Die erste Pumpeneinheit 24a und die zwei weiteren Pumpeneinheiten 24b sind zueinander vorzugsweise in einem Winkel von jeweils 120 Grad angeordnet.24a and two further pump units 24b are arranged. The high-pressure pump 14 is preferably mounted in a carrying device 49 in a direction of gravity S. With reference to the direction of gravity S, the first pump unit 24a is preferably arranged below the two further pump units 24b. The first pump unit 24a and the two other pump units 24b are preferably arranged at an angle of 120 degrees to each other.
Die Hochdruckpumpe 14 weist zentral eine Antriebswelle 50 auf, die mit einem Exzenterring 52 in Wirkverbindung steht und in einer Drehrichtung R entgegen dem Uhrzeigersinn drehbar im Pumpengehause 48 gelagert ist.The high-pressure pump 14 has centrally a drive shaft 50, which is in operative connection with an eccentric ring 52 and rotatably supported in the pump housing 48 in a direction of rotation R counterclockwise.
Die Pumpeneinheiten 24a, 24b weisen jeweils einen Kolben 58a, 58b auf. Die Kolben 58a, 58b sind axial bewegbar in einer Bohrung in den Zylindern 28a, 28b gelagert und stehen mit dem Exzenterring 52 in Wirkverbindung.The pump units 24a, 24b each have a piston 58a, 58b. The pistons 58a, 58b are axially movably mounted in a bore in the cylinders 28a, 28b and are in operative connection with the eccentric ring 52.
Um die Zylinderkammern 29a, 29b mit Fluid befullen zu können, weisen diese jeweils eine Zylinderkammerzulaufleitung 54a, 54b auf, in der jeweils vorzugsweise das erste Zylinderkam- mereinlassventil 26a bzw. das zweite Zylinderkammereinlass- ventil 26b angeordnet ist. Die Zylinderkammereinlassventile 26a, 26b erleichtern die Befüllung der Zylinderkammern 29a,In order to be able to fill the cylinder chambers 29a, 29b with fluid, these each have a cylinder chamber inlet line 54a, 54b, in each of which preferably the first cylinder chamber inlet valve 26a and the second cylinder chamber inlet valve 26b are arranged. The cylinder chamber intake valves 26a, 26b facilitate the filling of the cylinder chambers 29a,
29b und verhindern beim Befullen das Zurückströmen des Fluids aus den Zylinderkammerzulaufleitungen 54a, 54b. Hat die Hochdruckpumpe 14, wie in der hier gezeigten Ausfuhrungsform, die eine erste Pumpeneinheit 24a und die zwei weiteren Pumpenein- heiten 24b, so ist besonders bevorzugt, wenn die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils 26a der ersten Pumpeneinheit 24a 0,1 bis 0,2 bar kleiner ist als die vorgegebenen zweiten Druckdifferenzen der zweiten Zy- linderkammereinlassventile 26b der zwei weiteren Pumpeneinheiten 24b.29b and prevent refilling the fluid from the cylinder chamber supply lines 54a, 54b. If the high-pressure pump 14, as in the embodiment shown here, has a first pump unit 24a and the two further pump units 24b, it is particularly preferred if the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a is 0.1 to 0, 2 bar is smaller than the predetermined second pressure differences of the second cycle Linderkammereinlassventile 26 b of the two other pump units 24 b.
Die Zylinderkammern 29a, 29b weisen weiter jeweils eine Zy- linderkammerablaufleitung 56a, 56b, in denen jeweils das erste Zylinderkammerauslassventil 30a bzw. das zweite Zylinder- kammerauslassventil 30b angeordnet ist. Damit kann jeweils Fluid aus den Zylinderkammern 29a, 29b ausgestoßen werden.The cylinder chambers 29a, 29b further each have a cylinder chamber drain line 56a, 56b, in each of which the first cylinder chamber outlet valve 30a and the second cylinder chamber outlet valve 30b are arranged. Thus, each fluid can be ejected from the cylinder chambers 29a, 29b.
Im Folgenden soll die Funktion der Einspritzanlage für dieIn the following, the function of the injection system for the
Brennkraftmaschine und insbesondere die der Hochdruckpumpe 14 beschrieben werden:Internal combustion engine and in particular those of the high-pressure pump 14 are described:
Die Vorforderpumpe 12 fordert Kraftstoff aus dem Kraftstoff- tank 10, wobei Verunreinigungen im ersten Filter 36 zwischen dem Kraftstofftank 10 und der Vorforderpumpe 12 zurückgehalten werden können. Der Druck am Ausgang der Vorforderpumpe 12 wird durch das Vordrucksteuerventil 13 eingestellt. Der Kraftstoff gelangt dann zu dem Volumenstromregelventil 22. Durch eine Drosselung des KraftstoffStroms mittels des Volumenstromregelventils 22 wird der Hochdruckpumpe 14 so viel Kraftstoff zur Verfugung gestellt, wie vom KraftstoffSpeicher 16 benotigt wird. Mittels der Hochdruckpumpe 14 wird der Kraftstoff über die KraftstoffSpeicherzuleitung 44 an den KraftstoffSpeicher 16 geliefert. Vom KraftstoffSpeicher 16 wird der Kraftstoff den Injektoren 18 zugeführt, und von diesen in die Brennraume der Brennkraftmaschine eingespritzt.The precharge pump 12 requests fuel from the fuel tank 10, and contaminants in the first filter 36 between the fuel tank 10 and the precharge pump 12 can be retained. The pressure at the output of the Vorforderpumpe 12 is adjusted by the form control valve 13. The fuel then passes to the volume flow control valve 22. By throttling the fuel flow by means of the volume flow control valve 22, the high-pressure pump 14 is provided as much fuel as is required by the fuel reservoir 16. By means of the high pressure pump 14, the fuel is supplied via the fuel storage supply line 44 to the fuel reservoir 16. From the fuel reservoir 16, the fuel is supplied to the injectors 18, and injected from them into the combustion chambers of the internal combustion engine.
In der Startphase der Brennkraftmaschine ist das Spullei- tungsventil 32 geschlossen, so dass ein Druckaufbau auf derIn the starting phase of the internal combustion engine, the Spullei- management valve 32 is closed, so that a pressure build-up on the
Ansaugseite der Hochdruckpumpe 14 erfolgen kann. Das Hubvolumen der Vorforderpumpe 12 ist deutlich großer gewählt als das Fordervolumen der Hochdruckpumpe 14, um so beim Start einen ausreichenden Forderstrom zur Ansaugseite der Hochdruckpumpe 14 zu gewahrleisten.Intake side of the high pressure pump 14 can be done. The displacement of the Vorforderpumpe 12 is chosen to be significantly larger than the Fordervolumen the high-pressure pump 14, so as to ensure at start a sufficient Forderstrom to the suction side of the high-pressure pump 14.
Zum leichteren Verständnis der Funktion der Hochdruckpumpe 14 soll sich der Kolben 58a der ersten Pumpeneinheit 24a der Hochdruckpumpe 14 in einem Ausgangszustand in einer Position befinden, in der er einen minimalen Abstand zur Antriebswelle 50 aufweist.For ease of understanding the function of the high-pressure pump 14, the piston 58a of the first pump unit 24a of the High pressure pump 14 are in an initial state in a position in which it has a minimum distance from the drive shaft 50.
Durch eine Drehbewegung der Antriebswelle 50 in Drehrichtung R gegen den Uhrzeigersinn wird der Kolben 58a der ersten Pumpeneinheit 24a durch den Exzenterring 52 axial von der Antriebswelle 50 wegbewegt. Dabei sind das Zylinderkammerein- lassventil 26a und das Zylinderkammerauslassventil 30a ge- schlössen. Durch die Bewegung des Kolbens 58a kann eine Kompression des in der ersten Zylinderkammer 29a befindlichen Fluids erfolgen. Das komprimierte Fluid kann im Anschluss an den Kompressionshub über das nun geöffnete erste Zylinderkammerauslassventil 30a und die Zylinderkammerablaufleitung 56a zu dem KraftstoffSpeicher 16 hin ausgestoßen werden.By a rotational movement of the drive shaft 50 in the direction of rotation R counterclockwise, the piston 58a of the first pump unit 24a is axially moved away from the drive shaft 50 by the eccentric ring 52. In this case, the cylinder chamber inlet valve 26a and the cylinder chamber outlet valve 30a are closed. By the movement of the piston 58a, a compression of the fluid located in the first cylinder chamber 29a can take place. The compressed fluid may be exhausted to the fuel reservoir 16 subsequent to the compression stroke via the now opened first cylinder chamber outlet valve 30 a and the cylinder chamber drain line 56 a.
Im weiteren Betrieb wird der Kolben 58a durch die entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Bewegung D der Antriebswelle 50 mittels des Exzenterrings 52 radial zur Antriebswelle 50 hin bewegt. Über das erste Zylinderkammereinlassventil 26a und die Zylinderkammerzulaufleitung 54a wird die erste Zylinderkammer 29a mit Fluid befullt. Der Kolben 58a der ersten Pumpeneinheit 24a hat nun wieder seinen Ausgangszustand mit einem minimalen Abstand zur Antriebswelle 50 erreicht. An- schließend kann wieder ein neuer Hub zur Kompression des Fluids erfolgen.In further operation, the piston 58a is moved by the counterclockwise movement D of the drive shaft 50 by means of the eccentric ring 52 radially to the drive shaft 50 back. Via the first cylinder chamber inlet valve 26a and the cylinder chamber supply line 54a, the first cylinder chamber 29a is filled with fluid. The piston 58a of the first pump unit 24a has now again reached its initial state with a minimum distance to the drive shaft 50. Subsequently, a new stroke for the compression of the fluid can take place again.
Ist der von der Hochdruckpumpe 14 geforderte Kraftstoffström - wie etwa beim Start der Hochdruckpumpe 14 - sehr gering, so kann der Druckabfall an den ZylinderkammereinlassventilenIf the fuel flow demanded by the high-pressure pump 14 -as at the start of the high-pressure pump 14 -is very small, then the pressure drop at the cylinder chamber inlet valves can
26a, 26b sehr klein sein. Liegt der Druckabfall unterhalb der vorgegebenen zweiten Druckdifferenz des zweiten Zylinderkam- mereinlassventils 26b, jedoch oberhalb der vorgegebenen ersten Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils 26a, so kann der Kraftstoff über das erste Zylinderkammereinlassventil 26a der ersten Pumpeneinheit 24a in die erste Zylinderkammer 29a gesaugt werden. Dagegen kann der Kraftstoff nicht über das oder die zweiten Zylinderkammereinlassventile 26b der weiteren Pumpeneinheiten 24b in die zweite oder die zweiten Zylinderkammern 29a gelangen. Es wird so erreicht, dass im Falle sehr geringer Kraftstoffströme der Kraftstoff nur mehr über die erste Pumpeneinheit 24a gefordert wird, wo- durch eine gute Kompression des Kraftstoffs und damit ein geeigneter Kraftstoffdruck im KraftstoffSpeicher 16 erreicht werden kann.26a, 26b be very small. If the pressure drop is below the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b but above the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a, the fuel can be sucked into the first cylinder chamber 29a via the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a. In contrast, the fuel can not via the second cylinder chamber or the inlet valves 26b of the further pump units 24b enter the second or the second cylinder chambers 29a. It is thus achieved that in the case of very low fuel flows, the fuel is required only via the first pump unit 24a, as a result of which a good compression of the fuel and thus a suitable fuel pressure in the fuel reservoir 16 can be achieved.
Durch die Anordnung der ersten Pumpeneinheit 24a bezogen auf die Schwerkraftrichtung S bevorzugt unterhalb der zwei weiteren Pumpeneinheiten 24b kann erreicht werden, dass eine zusatzliche durch den geodätischen Höhenunterschied bedingte statische Druckdifferenz zwischen der ersten Pumpeneinheit 24a und den weiteren Pumpeneinheiten 24b zu dem Abstand der vorgegebenen ersten Druckdifferenz des ersten Zylinderkammer- einlassventils 26a und der vorgegebenen zweiten Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils 26b hinzukommt, wodurch der Kraftstoffström über die erste Pumpeneinheit 24a zusatzlich bevorzugt sein kann.By arranging the first pump unit 24a with respect to the direction of gravity S preferably below the two further pump units 24b, it is possible to achieve an additional static pressure difference between the first pump unit 24a and the further pump units 24b due to the geodetic height difference to the distance of the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve 26a and the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve 26b, whereby the fuel flow may be additionally preferred via the first pump unit 24a.
Liegt der von der Hochdruckpumpe 14 geforderte Kraftstoffstrom - wie etwa beim Normalbetrieb der Hochdruckpumpe 14 - in einem höheren Bereich, so ist auch der Druckabfall an den Zylinderkammereinlassventilen 26a, 26b großer. Überschreitet der Druckabfall an den Zylinderkammereinlassventilen 26a, 26b die vorgegebene zweite Druckdifferenz des oder der zweiten Zylinderkammereinlassventile 26b, so kann der Kraftstoff sowohl über das erste Zylinderkammereinlassventil 26a der ersten Pumpeneinheit 24a in die erste Zylinderkammer 29a als auch über das oder die zweiten Zylinderkammereinlassventile 26b der weiteren Pumpeneinheiten 24b in die zweite oder die zweiten Zylinderkammern 29b gelangen. Bei höheren Kraftstoffstromen kann der Kraftstoff also sowohl über die erste Pumpeneinheit 24a und die mindestens eine weitere Pumpeneinheit 24b in den KraftstoffSpeicher 16 gefordert werden, eine bevorzugte Forderung über die erste Pumpeneinheit 24a ist in diesem Fall nicht gegeben. If the fuel flow required by the high-pressure pump 14 is in a higher range, as in the case of normal operation of the high-pressure pump 14, the pressure drop across the cylinder chamber inlet valves 26a, 26b is also greater. If the pressure drop across the cylinder chamber inlet valves 26a, 26b exceeds the predetermined second pressure differential of the second cylinder chamber inlet valve 26b, fuel may flow into the first cylinder chamber 29a via both the first cylinder chamber inlet valve 26a of the first pump unit 24a and the second cylinder chamber inlet valve 26b or the other Pump units 24b get into the second or the second cylinder chambers 29b. With higher fuel flows, the fuel can thus be required both via the first pump unit 24a and the at least one further pump unit 24b in the fuel reservoir 16, a preferred demand on the first pump unit 24a is not given in this case.

Claims

Patentansprüche claims
1. Hochdruckpumpe (14) zur Forderung eines Fluids, mit1. High-pressure pump (14) for requesting a fluid, with
- einer ersten Pumpeneinheit (24a) , die aufweist einen ersten Zylinder (28a) mit einer in diesem angeordneten ersten Zylinderkammer (29a) und ein stromaufwärts der ersten Zylinderkammer (29a) angeordnetes, als Ruckschlagventil ausgebildetes erstes Zylinderkammereinlassventil (26a) , und- A first pump unit (24a), comprising a first cylinder (28a) with a first cylinder chamber arranged therein (29a) and upstream of the first cylinder chamber (29a) arranged as a check valve formed first cylinder chamber inlet valve (26a), and
- mindestens einer hydraulisch parallel zu der ersten Pumpen- einheit (24a) angeordneten weiteren Pumpeneinheit (24b) , die aufweist einen zweiten Zylinder (28b) mit einer in diesem angeordneten zweiten Zylinderkammer (29b) und ein stromaufwärts der zweiten Zylinderkammer (29b) angeordnetes, als Ruckschlagventil ausgebildetes zweites Zylinderkammereinlassven- til (26b), wobeiat least one further pump unit (24b) arranged hydraulically parallel to the first pump unit (24a), which has a second cylinder (28b) with a second cylinder chamber (29b) arranged therein and an upstream of the second cylinder chamber (29b), designed as a check valve second Zylinderkammereinlassven- valve (26 b), wherein
- das erste Zylinderkammereinlassventil (26a) so ausgebildet ist, dass es sich in einer Schließstellung befindet, wenn der an ihm abfallende Druck kleiner ist als eine vorgegebene ers- te Druckdifferenz, und sich andernfalls außerhalb der Schließstellung befindet,- The first cylinder chamber inlet valve (26 a) is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping to it is less than a predetermined first pressure difference, and is otherwise out of the closed position,
- das zweite Zylinderkammereinlassventil (26b) so ausgebildet ist, dass es sich in einer Schließstellung befindet, wenn der an ihm abfallende Druck kleiner ist als eine vorgegebene zweite Druckdifferenz, und sich andernfalls außerhalb der Schließstellung befindet, und- The second cylinder chamber inlet valve (26 b) is formed so that it is in a closed position, when the pressure dropping to it is smaller than a predetermined second pressure difference, and otherwise is outside the closed position, and
- die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinder- kammereinlassventils (26a) kleiner ist als die vorgegebene zweite Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassven- tils (26b) .- The predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve (26a) is smaller than the predetermined second pressure difference of the second Zylinderkammereinlassven- tils (26b).
2. Hochdruckpumpe (14) nach Anspruch 1, wobei das erste Zylinderkammereinlassventil (26a) bezogen auf eine Schwerkraftrichtung (S) unterhalb des zweiten Zylinderkammereinlassven- tils (26b) angeordnet ist.2. High-pressure pump (14) according to claim 1, wherein the first cylinder chamber inlet valve (26 a) with respect to a direction of gravity (S) below the second Zylinderkammereinlassven- tils (26 b) is arranged.
3. Hochdruckpumpe (14) nach Anspruch 1 oder 2, die genau zwei Pumpeneinheiten (24a, 24b) aufweist und die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils (26a) 0,1 bis 0,5 bar kleiner ist als die vorgegebene zweite Druckdifferenz des zweiten Zylinderkammereinlassventils (26b) .3. High-pressure pump (14) according to claim 1 or 2, which has exactly two pump units (24a, 24b) and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve (26a) is 0.1 to 0.5 bar smaller than the predetermined second pressure difference of the second cylinder chamber inlet valve (26b).
4. Hochdruckpumpe (14) nach Anspruch 1 oder 2, die genau drei Pumpeneinheiten (24a, 24b) aufweist und die vorgegebene erste Druckdifferenz des ersten Zylinderkammereinlassventils (26a) 0,1 bis 0,2 bar kleiner ist als die vorgegebenen zweiten Druckdifferenzen der zweiten Zylinderkammereinlassventile (26b) .4. High-pressure pump (14) according to claim 1 or 2, which has exactly three pump units (24a, 24b) and the predetermined first pressure difference of the first cylinder chamber inlet valve (26a) 0.1 to 0.2 bar is smaller than the predetermined second pressure differences of the second Cylinder chamber inlet valves (26b).
5. Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine, mit5. injection system for an internal combustion engine, with
- einer Vorforderpumpe (12) zur Forderung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (10), und- A Vorforderpumpe (12) for claiming fuel from a fuel tank (10), and
- einer der Vorforderpumpe (12) stromabwärts nachgeordneten Hochdruckpumpe (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hochdruckpumpe (14) ausgebildet und angeordnet ist zur Forderung des Kraftstoffs in einen KraftstoffSpeicher (16) . - One of the Vorforderpumpe (12) downstream downstream high-pressure pump (14) according to one of the preceding claims, wherein the high-pressure pump (14) is formed and arranged to demand the fuel in a fuel reservoir (16).
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