WO2011128163A1 - Pumpenanordnung - Google Patents

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WO2011128163A1
WO2011128163A1 PCT/EP2011/053836 EP2011053836W WO2011128163A1 WO 2011128163 A1 WO2011128163 A1 WO 2011128163A1 EP 2011053836 W EP2011053836 W EP 2011053836W WO 2011128163 A1 WO2011128163 A1 WO 2011128163A1
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pump
pressure
prefeed
arrangement according
prefeed pump
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PCT/EP2011/053836
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Christian Langenbach
Josef Frank
Timo Steinbach
Alexander Fuchs
Robert Reitsam
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
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    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
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    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • F02D41/3854—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped with elements in the low pressure part, e.g. low pressure pump
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3082—Control of electrical fuel pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement with a high-pressure pump and a prefeed pump. Specifically, the invention relates to the field of fuel injection systems of air compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • a flow meter For volume control of a prefeed pump, a flow meter can be used. As a result, a certain amount of the fuel can be conveyed at a certain pressure under given boundary conditions. Among other things, the pressure and the amount depend on the hydraulic system.
  • Variable speed positive displacement pump can be realized taking into account all losses a flow control. For this, however, several moving parts and thus several components susceptible to wear are required.
  • the pump arrangement according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that an improved control of the prefeed pump is possible. Specifically, can be done without an additional flow meter, a regulation of the feed pump, with a flow control can be realized. The number of wear-prone
  • Components can be optimized in this case, which enables cost advantages and an increase in the service life.
  • control regulates the prefeed pump with respect to a predetermined desired delivery rate per unit time.
  • control system has a momentary flow rate per unit of time as a function of the instantaneous flow rate
  • Pre-feed pump subsidized fuel determined.
  • the electronic control can calculate the instantaneous flow rate per unit time and perform a control with respect to the predetermined target flow rate per unit time. A flow meter or a pressure sensor are therefore not required.
  • Pre-feed pump determines a back pressure on a pressure side of the feed pump.
  • the control determines the back pressure on the pressure side of the prefeed pump as a function of a current temperature of the funded by the prefeed pump fuel.
  • the back pressure on the pressure side of the feed pump results from the interaction between the prefeed pump and the rest of the pump assembly or the fuel injection system.
  • Counterpressure can be determined in an advantageous manner by the electronic control.
  • the control can increase a speed of the prefeed pump as a function of a filter state, which is determined for example via the filter insert time.
  • the prefeed pump can be operated via the electronic control so that the speed is adjusted during operation so that the calculated flow rate per unit time of the desired target flow rate per unit time corresponds.
  • the prefeed pump is advantageously connected via a throttled or unthrottled connection line with the high-pressure pump.
  • Pre-feed pump with the high pressure pump can be configured without a flow meter and without pressure sensor. Wear-prone and / or costly hydraulic or non-hydraulic components between the priming pump and the
  • a hydrodynamic flow pump can be used in an advantageous manner, for example a radial pump.
  • a flow pump with only one movable rotor can be realized.
  • FIG. 1 shows a pump arrangement in a schematic representation according to a first embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows a pump arrangement in a schematic representation according to a second embodiment of the invention and
  • Fig. 3 is a diagram for illustrating the control of the pump assembly according to a possible embodiment.
  • Fig. 1 shows a pump assembly 1 in a schematic representation according to a first embodiment.
  • the pump assembly 1 is used in particular for fuel injection systems of air-compressing, self-igniting internal combustion engines.
  • the pump assembly 1 is suitable for a fuel injection system with a common rail 2, which stores diesel fuel under high pressure.
  • pump assembly 1 according to the invention is also suitable for others
  • the pump arrangement 1 has a high-pressure pump 3 and a prefeed pump 4.
  • High-pressure pump 3 connected via an unthrottled connection line 7.
  • a throttled lubricant line 8 is connected to the pressure side 5 of the prefeed pump 4, which leads the serving as a lubricant fuel to the high-pressure pump 3.
  • the high-pressure pump 3 is configured, for example, as a three-piston pump.
  • a pressure side 9 of the high-pressure pump 3 is connected to an input of the common rail 2.
  • the prefeed pump 4 delivers fuel from a tank module 10, the appropriate
  • Components in particular tank jet pumps, electric fuel pumps with check valve and prefilter has.
  • the fuel via a filter 1 1 with integrated water separator to a suction side of the prefeed pump. 4 guided.
  • a temperature sensor 13 is mounted, which measures the temperature of the funded by the feed pump 4 fuel.
  • From the common rail 2 performs a pressure control valve 14 via a switching valve 15 directly to the filter 1 1 or indirectly via the tank module 10 to the filter 1 first
  • the switching of the switching valve 15 takes place here depending on the temperature.
  • a passive cooling device 16 can be provided between the switching valve 15 and the tank module 10.
  • the pump assembly 1 also has an electronic control 20.
  • the electronic control 20 is bidirectionally connected to the prefeed pump 4. In this case, on the one hand, one or more measured variables are guided by the prefeed pump 4 to the electronic control 20. On the other hand, the electronic control 20 controls the prefeed pump 4. This bidirectional connection 21 is shown schematically in FIG.
  • Pre-feed pump 4 is connected, nor a quantity-proportional solenoid valve, which is connected in the connecting line 7, is provided.
  • the flow control is performed by the controller 20, so that the flow control of the configured as a hydrodynamic flow pump feed pump 4 without flow meter and
  • Pressure sensor can be done.
  • the controller 20 controls the prefeed pump so that regardless of the system characteristic of the pump assembly 1 and the fuel injection system, the desired amount of fuel is promoted.
  • a flow pump with only one movable rotor can be realized and thereby the number of wear points can be reduced.
  • the feed pump 4 serving as a fuel pump can be used for a suction-throttled high-pressure pump 3.
  • a cascade spill valve or other spill valve may be eliminated as the appropriate amounts of lubricant can be adjusted with fixed restrictors, such as the throttled lubricant line 8. The elimination of such valves is also associated with a cost savings.
  • Fig. 2 shows a pump arrangement 1 in a schematic representation according to a second embodiment. In this embodiment sucks the
  • Pre-feed pump 4 fuel through the filter 1 1 from a tank 10 'on.
  • a hand pump 22 is provided for commissioning between the suction side 12 of the prefeed pump 4 and the filter 1 1.
  • a throttle 25 is arranged in the line 23.
  • a pressure-side filter 26 is arranged. Furthermore, the temperature sensor 13 is arranged in the region of the pressure side 5.
  • Prefetch pump 4 the filter 26.
  • a safety valve to protect the pressure-side filter 26 can be omitted, since the pressure built up of the prefeed pump 25 is physically limited by the control 20. As a result, the filter 26 is protected from bursting. The omission of such a safety valve is with another
  • a throttled vent line 8 ' is provided parallel to the lubricant line 8 between the prefeed pump 4 and the high-pressure pump 3.
  • FIG. 3 shows a diagram for illustrating the mode of operation of the controller 20 according to a possible embodiment. Here are several characteristics shown. At the abscissa, the current delivery rate of the feed pump 4 per unit time, that is, the flow Q, plotted. At the upper ordinate, the pressure p is plotted on the pressure side 5 of the feed pump 4. At the lower ordinate is the
  • the flow Q can For example, be measured in liters per hour.
  • the pressure p can be measured in pascals or bars.
  • the power consumption P of the feed pump 4 can be measured in watts.
  • the flow Q which is illustrated for example by a characteristic curve 27 or a characteristic curve 28.
  • the characteristic curve 27 is given for a specific rotational speed n-1 of the prefeed pump 4, while the characteristic curve 28 for a rotational speed n 2 of the prefeed pump 4 is given.
  • the speed n 2 is greater than the speed ni.
  • the characteristic shifts with increasing speed to the top right, for example, from the characteristic curve 27 to the characteristic curve 28, as shown by the arrow 29.
  • the curves 27, 28 also depend on the kinematic viscosity of the delivered fuel. In general, especially for diesel, this viscosity
  • Characteristic 30 for the speed n- ⁇ shown.
  • the characteristic curve 31 is shown for the rotational speed n 2 .
  • the characteristic shifts upward, as shown by the arrow 32.
  • the characteristic curve can be shifted starting from the characteristic curve 30 up to the characteristic curve 31.
  • the power consumption P can be determined for each operating point of the feed pump 4 at a known supply voltage with a current measurement.
  • the electrical efficiency which is known as a map, are taken into account.
  • Pre-feed pump 4 possible.
  • the power electronics can be integrated into the pre-feed pump 4 or the control 20. If the electronics for power measurement integrated in the feed pump 4, then optionally also the temperature sensor 13 in this
  • Temperature sensor 13 by a Temperature sensor of the electronics or by a temperature sensor connected to an electronic board can be realized.
  • the rotational speed n of the prefeed pump 4 can be measured by a timer or the like.
  • the variables speed n, power P and temperature T are available for control by the electronic control 20. From these variables, the electronic control 20 can recalculate on the basis of the known pump characteristic map for each operating point to the respective delivery rate per unit time and the respective back pressure p on the pressure side 5 of the prefeed pump 4.
  • the functional relationship between the flow Q and the variables speed n, power consumption P and temperature T can be determined by a function f. Accordingly, the functional relationship between the pressure p and the variables speed n, power consumption P and temperature T can be determined by a function g. This means:
  • a desired delivery rate per unit time that is, a flow rate Q s
  • a power input Pi of the feed pump 4 results in the characteristic curve 30 precisely this setpoint Q s , as shown in the lower part of the diagram
  • the pressure-side filter 26 can be arranged behind the pressure side 5 of the prefeed pump 4.
  • FIG. 3 shows a characteristic 33 for the pressure-side filter 26 when new.
  • a characteristic 34 is shown for the pressure-side filter 26 in the occupied state.
  • the pressure-side filter 26 gradually increases, so that the system behavior changes. This can be compensated by increasing the speed n to the speed n 2 .
  • the Power consumption P increases to the power P 2 , whereby in the sequence, the pressure p on the pressure side 5 to the pressure p 2 increases.
  • the electronic control 20 allows the predetermined target delivery rate per unit time and thus the setpoint Q s for the flow rate to be maintained.
  • the electronic control 20 can monitor the calculated pressure p, so that damage to the pressure-side filter 26, in particular a bursting of the filter 26, is prevented.
  • the invention is not limited to the described embodiments.

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Abstract

Eine Pumpenanordnung (1), die insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst eine Hochdruckpumpe (3) und eine Vorförderpumpe (4). Hierbei ist eine Druckseite (5) der Vorförderpumpe (4) mit einer Saugseite (6) der Hochdruckpumpe (3) verbunden. Ferner ist eine elektronische Regelung (20) vorgesehen, die die Vorförderpumpe (4) in Abhängigkeit von einer momentanen Leistungsaufnahme (P) oder Stromaufnahme der Vorförderpumpe (4) und einer momentanen Drehzahl (n) der Vorförderpumpe (4) regelt. Ein Durchflussmesser und ein Drucksensor können hierbei entfallen.

Description

Beschreibung
Titel
Pumpenanordnung Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit einer Hochdruckpumpe und einer Vorförderpumpe. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
Zur Mengenregelung einer Vorförderpumpe kann ein Durchflussmesser zum Einsatz kommen. Dadurch kann eine bestimmte Menge des Brennstoffs mit einem bestimmten Druck unter gegebenen Randbedingungen gefördert werden. Der Druck und die Menge sind dabei unter anderem vom Hydrauliksystem abhängig.
Denkbar ist auch eine Mengenregelung ohne Durchflussmesser. Bei einer
drehzahlgeregelten Verdrängerpumpe kann unter Berücksichtigung sämtlicher Verluste eine Mengenregelung realisiert werden. Hierfür sind allerdings mehrere bewegte Teile und somit mehrere verschleissanfällige Komponenten erforderlich.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Regelung der Vorförderpumpe möglich ist. Speziell kann ohne einen zusätzlichen Durchflussmesser eine Regelung der Vorförderpumpe erfolgen, wobei eine Mengenregelung realisierbar ist. Die Anzahl der verschleissanfälligen
Komponenten kann hierbei optimiert werden, was Kostenvorteile und eine Erhöhung der Lebensdauer ermöglicht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpenanordnung möglich. Vorteilhaft ist es, dass die Regelung die Vorförderpumpe in Bezug auf eine vorgegebene Sollfördermenge je Zeiteinheit regelt. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Regelung eine momentane Fördermenge je Zeiteinheit in Abhängigkeit von der momentanen
Leistungsaufnahme der Vorförderpumpe und der momentanen Drehzahl der
Vorförderpumpe sowie gegebenenfalls der momentanen Temperatur des durch die
Vorförderpumpe geförderten Brennstoffs bestimmt. Somit kann die elektronische Regelung die momentane Fördermenge je Zeiteinheit berechnen und in Bezug auf die vorgegebene Sollfördermenge je Zeiteinheit eine Regelung durchführen. Ein Durchflussmesser oder ein Drucksensor sind somit nicht erforderlich.
Vorteilhaft ist es auch, dass die Regelung in Abhängigkeit von der momentanen
Leistungsaufnahme der Vorförderpumpe und der momentanen Drehzahl der
Vorförderpumpe einen Gegendruck an einer Druckseite der Vorförderpumpe bestimmt. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass die Regelung den Gegendruck an der Druckseite der Vorförderpumpe auch in Abhängigkeit von einer momentanen Temperatur des durch die Vorförderpumpe geförderten Brennstoffs bestimmt. Der Gegendruck an der Druckseite der Vorförderpumpe ergib sich aus dem Zusammenspiel zwischen der Vorförderpumpe und der übrigen Pumpenanordnung beziehungsweise dem Brennstoffeinspritzsystem. Der
Gegendruck kann hierbei in vorteilhafter Weise durch die elektronische Regelung bestimmt werden. Hierbei ist es ferner möglich, dass bei einer Änderung der Anlagenkennlinie während des Betriebs, beispielsweise durch Belegen eines druckseitigen Filters, die geforderte Fördermenge durch eine Erhöhung der Pumpendrehzahl wieder erreicht wird. Hierbei kann die Regelung in Abhängigkeit von einem Filterzustand, der beispielsweise über die Filtereinsatzzeit bestimmt wird, eine Drehzahl der Vorförderpumpe erhöhen. Somit kann die Vorförderpumpe über die elektronische Regelung so betrieben werden, dass die Drehzahl im Betrieb so angepasst wird, dass die errechnete Fördermenge je Zeiteinheit der gewünschten Sollfördermenge je Zeiteinheit entspricht.
Die Vorförderpumpe ist in vorteilhafter Weise über eine gedrosselte oder ungedrosselte Verbindungsleitung mit der Hochdruckpumpe verbunden. Die Verbindung der
Vorförderpumpe mit der Hochdruckpumpe kann hierbei ohne Durchflussmesser und ohne Drucksensor ausgestaltet sein. Verschleißanfällige und/oder kostenintensive hydraulische oder nicht hydraulische Komponenten zwischen der Vorförderpumpe und der
Hochdruckpumpe können hierdurch eingespart werden. Als Vorförderpumpe kann in vorteilhafter Weise eine hydrodynamische Strömungspumpe zum Einsatz kommen, beispielsweise eine Radialpumpe. Hierbei ist eine Strömungspumpe mit nur einem beweglichen Rotor realisierbar. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Pumpenanordnung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 eine Pumpenanordnung in einer schematischen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Regelung der Pumpenanordnung entsprechend einer möglichen Ausgestaltung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Pumpenanordnung 1 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Pumpenanordnung 1 dient insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen. Besonders eignet sich die Pumpenanordnung 1 für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einem Common-Rail 2, das Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die
erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 eignet sich allerdings auch für andere
Anwendungsfälle.
Die Pumpenanordnung 1 weist eine Hochdruckpumpe 3 und eine Vorförderpumpe 4 auf. Hierbei ist eine Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 mit einer Saugseite 6 der
Hochdruckpumpe 3 über eine ungedrosselte Verbindungsleitung 7 verbunden. Außerdem ist an die Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 eine gedrosselte Schmiermittelleitung 8 angeschlossen, die den als Schmiermittel dienenden Brennstoff zu der Hochdruckpumpe 3 führt. Die Hochdruckpumpe 3 ist beispielsweise als Dreistempelpumpe ausgestaltet. Eine Druckseite 9 der Hochdruckpumpe 3 ist mit einem Eingang des Common-Rails 2 verbunden. Die Vorförderpumpe 4 fördert Brennstoff aus einem Tankmodul 10, das geeignete
Komponenten, insbesondere Tankstrahlpumpen, elektrische Kraftstoffpumpen mit Rückschlagventil und Vorfilter aufweist. Aus dem Tankmodul 10 wird der Brennstoff über ein Filter 1 1 mit integriertem Wasserabscheider zu einer Saugseite der Vorförderpumpe 4 geführt. Hierbei ist zwischen dem Filter 1 1 und der Saugseite 12 ein Temperatursensor 13 angebracht, der die Temperatur des durch die Vorförderpumpe 4 geförderten Brennstoffs misst. Von dem Common-Rail 2 führt ein Druckregelventil 14 über ein Schaltventil 15 direkt zu dem Filter 1 1 oder indirekt über das Tankmodul 10 zu dem Filter 1 1 . Die Umschaltung des Schaltventils 15 erfolgt hierbei temperaturabhängig. Zwischen dem Schaltventil 15 und dem Tankmodul 10 kann hierbei eine passive Kühleinrichtung 16 vorgesehen sein. Außerdem ist ein Druckhalteventil 17 vorgesehen, über das von Brennstoffeinspritzventilen zurückgeführter Brennstoff zu dem Schaltventil 15 geführt werden kann. Entsprechend kann auch ein von der Hochdruckpumpe 3 zurückfließender Brennstoff zu dem Schaltventil 15 geführt werden. Die Pumpenanordnung 1 weist außerdem eine elektronische Regelung 20 auf. Die elektronische Regelung 20 ist bidirektional mit der Vorförderpumpe 4 verbunden. Hierbei werden einerseits ein oder mehrere Messgrößen von der Vorförderpumpe 4 zu der elektronischen Regelung 20 geführt. Andererseits steuert die elektronische Regelung 20 die Vorförderpumpe 4. Diese bidirektionale Verbindung 21 ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt.
Zwischen der Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 und der Hochdruckpumpe 3 sind nur die Verbindungsleitung 7 und die gedrosselte Schmiermittelleitung 8 und somit keine verschleißanfälligen Komponenten vorgesehen. Speziell ist weder ein
Druckbegrenzungsventil, das zwischen die Druckseite 5 und die Saugseite 12 der
Vorförderpumpe 4 geschaltet ist, noch ein mengenproportionales Magnetventil, das in die Verbindungsleitung 7 geschaltet ist, vorgesehen. Die Mengenregelung wird durch die Regelung 20 durchgeführt, so dass die Mengenregelung der als hydrodynamischen Strömungspumpe ausgestalteten Vorförderpumpe 4 ohne Durchflussmesser sowie
Drucksensor erfolgen kann. Die Regelung 20 steuert die Vorförderpumpe so an, dass unabhängig von der Anlagenkennlinie der Pumpenanordnung 1 beziehungsweise des Brennstoffeinspritzsystems die gewünschte Brennstoffmenge gefördert wird.
Im Unterschied zu einer mengengeregelten Verdrängerpumpe ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass eine Strömungspumpe mit nur einem beweglichen Rotor realisierbar ist und dadurch die Anzahl der Verschleißstellen reduziert werden kann. Dies wiederum bringt Kosten- sowie Lebensdauervorteile mit sich. Speziell kann die als Kraftstoffpumpe dienende Vorförderpumpe 4 für eine sauggedrosselte Hochdruckpumpe 3 zum Einsatz kommen. Auf ein zusätzliches Stellglied, das heißt eine Zumesseinheit, welche die Mengenregelung übernimmt, kann dann verzichtet werden. Außerdem kann ein Kaskadenüberströmventil oder ein anderes Überströmventil entfallen, da die geeigneten Schmiermittelmengen mit festen Drosseln, beispielsweise der gedrosselten Schmiermittelleitung 8, eingestellt werden können. Das Wegfallen solcher Ventile ist ebenfalls mit einer Kosteneinsparung verbunden. Fig. 2 zeigt eine Pumpenanordnung 1 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel saugt die
Vorförderpumpe 4 Brennstoff über das Filter 1 1 aus einem Tank 10' an. Hierbei ist zwischen der Saugseite 12 der Vorförderpumpe 4 und dem Filter 1 1 eine Handpumpe 22 zur Inbetriebsetzung vorgesehen. Außerdem zweigt von einer Leitung 23 zwischen dem Filter 1 1 und der Saugseite 12 ein Überbrückungsventil (Bypass-Ventil) 24 ab, das direkt zu der Druckseite 5 führt. Hinter der Abzweigung ist in der Leitung 23 eine Drossel 25 angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel ist außerdem zwischen der Druckseite 5 der
Vorförderpumpe 4 und der Saugseite 6 der Hochdruckpumpe 3 ein druckseitiges Filter 26 angeordnet. Ferner ist der Temperatursensor 13 im Bereich der Druckseite 5 angeordnet.
Somit befindet sich bei dieser Ausgestaltung im Niederdruckkreislauf hinter der
Vorförderpumpe 4 das Filter 26. Auf ein Sicherheitsventil zum Schutz des druckseitigen Filters 26 kann verzichtet werden, da der aufgebaute Druck der Vorförderpumpe 25 durch die Regelung 20 physikalisch begrenzt ist. Hierdurch ist das Filter 26 vor einem Bersten geschützt. Der Wegfall eines solchen Sicherheitsventils ist mit einer weiteren
Kosteneinsparung verbunden. Außerdem ist zwischen der Vorförderpumpe 4 und der Hochdruckpumpe 3 parallel zu der Schmiermittelleitung 8 eine gedrosselte Entlüftungsleitung 8' vorgesehen.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Regelung 20 entsprechend einer möglichen Ausgestaltung. Hierbei sind mehrere Kennlinien dargestellt. An den Abszissen ist die momentane Fördermenge der Vorförderpumpe 4 je Zeiteinheit, das heißt der Durchfluss Q, angetragen. An der oberen Ordinate ist der Druck p an der Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 angetragen. An der unteren Ordinate ist die
Leistungsaufnahme P der Vorförderpumpe 4 angetragen. Der Durchfluss Q kann beispielsweise in Liter pro Stunde gemessen werden. Der Druck p kann in Pascal oder Bar gemessen werden. Die Leistungsaufnahme P der Vorförderpumpe 4 kann in Watt gemessen werden. Bei gegebener Geometrie ergibt sich ein Zusammenhang zwischen dem Druck p und der Fördermenge je Zeiteinheit, das heißt dem Durchfluss Q, der beispielsweise durch eine Kennlinie 27 oder eine Kennlinie 28 veranschaulicht ist. Hierbei ist die Kennlinie 27 für eine bestimmte Drehzahl n-ι der Vorförderpumpe 4 gegeben, während die Kennlinie 28 für eine Drehzahl n2 der Vorförderpumpe 4 gegeben ist. Die Drehzahl n2 ist hierbei größer als die Drehzahl n-i . Somit verschiebt sich die Kennlinie mit steigender Drehzahl nach rechts oben, beispielsweise von der Kennlinie 27 zur Kennlinie 28, wie es durch den Pfeil 29 gezeigt ist.
Die Kennlinien 27, 28 hängen außerdem von der kinematischen Viskosität des geförderten Brennstoffs ab. In der Regel, insbesondere bei Diesel, ist diese Viskosität
temperaturabhängig. Somit ergibt sich auch eine Abhängigkeit von der Temperatur T, die beispielsweise von dem Temperatursensor 13 gemessen wird.
Außerdem besteht ein Zusammenhang zwischen der momentanen Fördermenge je Zeiteinheit, das heißt dem Durchfluss Q, und der Leistungsaufnahme P der Vorförderpumpe 4. Dieser Zusammenhang ist durch Kennlinien 30, 31 veranschaulicht. Hierbei ist die
Kennlinie 30 für die Drehzahl n-ι dargestellt. Die Kennlinie 31 ist für die Drehzahl n2 dargestellt. Mit zunehmender Drehzahl verschiebt sich die Kennlinie nach oben, wie es durch den Pfeil 32 gezeigt ist. Beispielsweise kann sich mit zunehmender Drehzahl n die Kennlinie ausgehend von der Kennlinie 30 bis zur Kennlinie 31 verschieben.
Bei gegebener Drehzahl ergibt sich in Bezug auf einen gewissen Durchfluss Q somit die diesbezügliche Leistungsaufnahme P und umgekehrt.
Die Leistungsaufnahme P kann für jeden Betriebspunkt der Vorförderpumpe 4 bei bekannter Versorgungsspannung mit einer Strommessung bestimmt werden. Hierbei kann der elektrische Wirkungsgrad, der als Kennfeld bekannt ist, berücksichtigt werden. Es sind allerdings auch andere Möglichkeiten zur Messung der Leistungsaufnahme P der
Vorförderpumpe 4 möglich. Beispielsweise kann die Leistungselektronik in die Vorförderpumpe 4 oder die Regelung 20 integriert werden. Wird die Elektronik zur Leistungsmessung in die Vorförderpumpe 4 integriert, dann kann gegebenenfalls auch der Temperatursensor 13 in diese
Leistungselektronik integriert werden. Hierbei kann der Temperatursensor 13 durch einen Temperaturfühler der Elektronik oder durch einen mit einer Elektronikplatine verbundenen Temperaturfühler realisiert werden.
Die Drehzahl n der Vorförderpumpe 4 kann durch einen Taktgeber oder dergleichen gemessen werden.
Somit stehen zur Regelung durch die elektronische Regelung 20 die Größen Drehzahl n, Leistung P und Temperatur T zur Verfügung. Aus diesen Größen kann die elektronische Regelung 20 anhand des bekannten Pumpenkennfeldes für jeden Betriebspunkt auf die jeweilige Fördermenge pro Zeiteinheit und den jeweiligen Gegendruck p an der Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 zurückrechnen.
In der Regelung 20 kann beispielsweise der funktionale Zusammenhang zwischen dem Durchfluss Q und den Größen Drehzahl n, Leistungsaufnahme P sowie Temperatur T über eine Funktion f bestimmt sein. Entsprechend kann der funktionale Zusammenhang zwischen dem Druck p und den Größen Drehzahl n, Leistungsaufnahme P und Temperatur T durch eine Funktion g bestimmt sein. Das heißt:
(1 ) Q = f(n, P, T)
(2) p = g(n, P, T)
Beispielsweise kann eine Sollfördermenge pro Zeiteinheit, das heißt ein Durchfluss Qs, vorgegeben sein. Bei einer Leistungsaufnahme Pi der Vorförderpumpe 4 ergibt sich bei der Kennlinie 30 gerade dieser Sollwert Qs, wie es im unteren Teil des Diagramms
veranschaulicht ist. Im oberen Teil des Diagramms ergibt sich bezüglich der Kennlinie 27 ein Gegendruck p-ι an der Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4. Aus der gemessenen Drehzahl n-ι und der gemessenen Leistung P-ι ergibt sich somit sowohl der Durchfluss Q als auch der Druck pi. Hierdurch ist eine Regelung auf die vorgegebene Sollfördermenge je Zeiteinheit möglich. Hierbei kann gegebenenfalls auch die Temperatur T berücksichtigt werden.
Außerdem kann eine Anpassung an Änderungen des Anlagenzustands erfolgen.
Beispielsweise kann hinter der Druckseite 5 der Vorförderpumpe 4 das druckseitige Filter 26 angeordnet sein. In der Fig. 3 ist eine Kennlinie 33 für das druckseitige Filter 26 im Neuzustand dargestellt. Ferner ist eine Kennlinie 34 für das druckseitige Filter 26 im belegten Zustand dargestellt. Im Betrieb setzt sich das druckseitige Filter 26 nämlich nach und nach zu, so dass sich das Anlagenverhalten ändert. Dies kann durch eine Erhöhung der Drehzahl n auf die Drehzahl n2 ausgeglichen werden. Hierbei wird auch die Leistungsaufnahme P auf die Leistung P2 erhöht, wodurch in der Folge auch der Druck p an der Druckseite 5 auf den Druck p2 ansteigt. Hierbei ermöglicht die elektronische Regelung 20, dass die vorgegebene Sollfördermenge je Zeiteinheit und somit der Sollwert Qs für den Durchfluss eingehalten ist.
Außerdem kann die elektronische Regelung 20 den berechneten Druck p überwachen, so dass eine Beschädigung des druckseitigen Filters 26, insbesondere ein Bersten des Filters 26, verhindert ist. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1 . Pumpenanordnung (1 ), insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von
luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Hochdruckpumpe (3) und einer Vorförderpumpe (4), wobei eine Druckseite (5) der Vorförderpumpe (4) mit einer Saugseite (6) der Hochdruckpumpe (3) verbunden ist und wobei eine elektronische Regelung (20) vorgesehen ist, die die Vorförderpumpe (4) in Abhängigkeit von einer momentanen Leistungsaufnahme (P) oder Stromaufnahme der Vorförderpumpe (4) und einer momentanen Drehzahl (n) der Vorförderpumpe (4) regelt.
2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) die Vorförderpumpe (4) in Bezug auf eine vorgegebene
Sollfördermenge je Zeiteinheit regelt.
3. Pumpenanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) eine momentane Fördermenge je Zeiteinheit in Abhängigkeit von der momentanen Leistungsaufnahme (P) oder Stromaufnahme der Vorförderpumpe (4) und der momentanen Drehzahl (n) der Vorförderpumpe (4) bestimmt.
4. Pumpenanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) die momentane Fördermenge je Zeiteinheit auch in Abhängigkeit von einer momentanen Temperatur (T) des durch die Vorförderpumpe (4) geförderten Brennstoffs bestimmt.
5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) in Abhängigkeit von der momentanen Leistungsaufnahme (P) der Vorförderpumpe (4) und der momentanen Drehzahl (n) der Vorförderpumpe (4) einen Gegendruck (p) an einer Druckseite (5) der Vorförderpumpe (49 bestimmt.
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) den Gegendruck (p) an der Druckseite (5) der Vorförderpumpe (4) auch in Abhängigkeit von einer momentanen Temperatur (T) des durch die Vorförderpumpe (4) geförderten Brennstoffs bestimmt.
7. Pumpenanordnung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Regelung (20) in Abhängigkeit von einem Filterzustand eine Drehzahl (n) der Vorförderpumpe (4) anpasst.
8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorförderpumpe (4) über zumindest eine gedrosselte oder ungedrosselte
Verbindungsleitung (7) mit der Hochdruckpumpe (3) verbunden ist.
9. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindung der Vorförderpumpe (4) mit der Hochdruckpumpe (3) ohne
Durchflussmesser und/oder ohne Drucksensor ausgestaltet ist.
10. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorförderpumpe (4) als hydrodynamische Strömungspumpe ausgestaltet ist.
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