WO2013075946A1 - Kraftstofffoerdersystem fuer ein fahrzeug - Google Patents

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Andreas Kellner
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Robert Bosch Gmbh
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    • F04C2/3441—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F04C2/3442—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution

Definitions

  • the invention relates to the field of common rail injection systems.
  • the invention relates to a fuel delivery system for a vehicle.
  • Injectors are connected together and is constantly under pressure during operation of the engine under pressure.
  • various pressure supply of the high-pressure pump various pressures
  • Prefetch pumps are used. In the commercial vehicle sector, it is customary to supply the fuel to the high-pressure pump by means of mechanically driven constant-displacement pumps (gear or vane pumps). Because of hot start and idle flow requirements, these priming pumps are usually strong in relation to normal operating speeds
  • Fuel feed pumps (such as roller cell or gear pumps) are used. These are not sufficient because of engine combustion
  • Fuel filter arranged to filter foreign materials from the fuel. This filter may burst if the pressure is too high. This is bypassed in an unregulated feed pump, for example, that a burst protection valve or pressure relief valve is provided in parallel to the feed pump, which opens from a certain pressure and the already funded by the prefeed pump fuel flows back towards the tank.
  • an overflow valve can be provided which adjusts the operating pressure of the high-pressure pump downstream of the filter and, in the event of an overpressure downstream of the filter, can return fuel from the high-pressure pump into the tank.
  • One aspect of the invention relates to a fuel delivery system for a vehicle, for example a diesel delivery system in an N KW.
  • the fuel delivery system comprises a prefeed pump for delivering fuel from a tank, a
  • High pressure pump for supplying the fuel to a common rail system and a filter between the prefeed pump and the high pressure pump for filtering the fuel.
  • the prefeed pump is adjustable, the control pressure on a first fuel before the filter and a second fuel pressure based on the filter, the operating pressure.
  • the fuel delivery system may have two control ports through which the pressure before and after the filter can be tapped. For example, a delivery of the feed pump based on the first fuel pressure and the second fuel pressure can be controlled.
  • the fuel delivery system may thus include a controllable feed pump for a common rail high-pressure pump, both a
  • Pressure limiting function to limit the maximum pressure before filter as well as a flow control for adjusting the operating pressure after filter has. In this way is usually only a lesser
  • control is such that the delivery rate of the feed pump based on (only) the first fuel pressure is reduced to zero, so as not to exceed a maximum pressure with the filter blocked and thus to avoid bursting of the filter.
  • the prefeed pump is a mechanically controllable pump.
  • the prefeed pump can be controlled directly by a force based on the first and second pressures.
  • Control connections via which the pre-feed pump is connected to a line before and a line after the filter.
  • the prefeed pump is a vane pump.
  • a vane pump can be mechanically controlled in a simple manner.
  • the vane pump may have an outer ring, inside which a wheel with wings is received. Between the wheel and the outer ring, a delivery chamber of the
  • Vane pump be formed by moving the outer ring relative to the wheel can be enlarged and reduced. This displacement can be accomplished by means of pressure surfaces on the outer ring, which are acted upon by the first and the second pressure, against an opposite spring, whereby the vane pump can be controlled hydraulically-mechanically.
  • the vane pump may include an adjustment mechanism (i.e., the adjustable outer ring) which is a pressure regulator and restrictor integrated into the prefeed pump.
  • the prefeed pump to a first pressure surface which is acted upon by the first fuel pressure and having a second pressure surface which pressure with the second fuel
  • the two pressure surfaces may for example be present on a piston, so that a force can be formed with the piston, which then acts on one side of the outer ring of the prefeed pump.
  • the two pressure surfaces can for example also be realized directly by approaches on the outer ring.
  • On the other side of the outer ring can be exerted by a spring, a force on the outer ring, which counteracts the force through the pressure surfaces.
  • the vane cell pump can thus have an adjustable outer ring, which controls the delivery rate of the vane pump via two pressure surfaces with the first and second pressure before and after the main filter. According to one embodiment of the invention, the ratio of the first
  • Pressure area to second pressure area in about 0.4 to 0.6.
  • a flow rate of the prefeed pump can be adjusted so that, for example, an operating pressure of about 4 to 6 bar depending on the
  • the fuel delivery system comprises a discharge for fuel, which is designed to fuel from the filter, which is to be supplied to the high-pressure pump, or fuel from the
  • High-pressure pump is pumped into the common rail system.
  • the minimum flow rate may be necessary for cooling and lubricating the high pressure pump.
  • a control connection of the feed pump can also be connected to this derivative.
  • the fuel delivery system further comprises a throttle valve between the tank and the control port. About this throttle valve, the minimum flow of Vortexpumpe or the minimum amount of cooling fuel can be adjusted.
  • the fuel delivery system further comprises a check valve between the tank and the throttle valve.
  • This valve can be used so that only after a certain minimum pressure downstream of the filter, for example, when the driving internal combustion engine is started and at least idling, the minimum flow rate is returned to the tank.
  • the throttle valve can be switched off with the check valve in the start case.
  • Fig. 1 shows a fuel delivery system according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows a feed pump for a fuel delivery system according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a fuel delivery system 10 with a high-pressure pump 12 and a prefeed pump 14 for a motor vehicle. Between the high-pressure pump 12 and the feed pump 14, a fuel filter 16 is arranged.
  • the prefeed pump delivers fuel from a supply line 18, which is connected to a tank of the vehicle (for example via a pre-filter), and compresses the fuel to an operating pressure via a line 20 the
  • Fuel filter 16 is supplied. Via a line 22, the pre-compressed fuel is fed to the high-pressure pump 12, which compresses it to more than 1000 bar and feeds it via further lines 24 to the common-rail system of the vehicle.
  • High pressure pump is arranged to suction valves 30 to the high-pressure pump, the delivery rate of the high-pressure pump 12 can be adjusted.
  • a return line 32 is connected between the suction valves 30 and the metering unit 26, through which a fuel 34 and a check valve 36 fuel in the supply line 18 of the prefeed pump 12 can be recycled.
  • a fuel 34 and a check valve 36 fuel in the supply line 18 of the prefeed pump 12 can be recycled.
  • About the throttle 34 leakage can be removed with closed metering unit 26 and certainly a flow rate of
  • High pressure pump 12 can be prevented, for example, in overrun when no fuel is removed from the common rail system.
  • the fuel delivery system 10 is refilled from the tank with pressure, for example via a hand pump.
  • the fuel is conducted past the non-rotating prefeed pump 14 via the bypass valve 54 lying parallel.
  • the engine of the high pressure pump is also supplied with cooling and lubricating amount.
  • a return line 38 can from the
  • Engine section of the high pressure pump connects to the tank.
  • Return line 38 is a throttle valve 46 and a check valve 48
  • Delivery system 10 of the return flow into the tank are interrupted.
  • the prefeed pump 12 is mechanically adjustable and has a first
  • Control port 50 and a second control port 52 via which a first fuel pressure upstream of the filter 16 and a second fuel pressure after the filter 16 can be detected by the feed pump 14.
  • the first control port 50 is connected to the line 20 between the filter 16 and the feed pump 14, the second control port 52 to the drain 44 before the throttle 46 and the check valve 48.
  • the control port 52 directly to the line 22 or the engine room High pressure pump 12 are connected.
  • the prefeed pump 14 is designed to adjust its delivery rate as a function of the two pressures in the lines 20 and 44.
  • FIG. 2 shows a prefeed pump 14 in the form of a vane pump 14, in which a delivery wheel 62 with wings 64 in an outer ring 66 is accommodated in a housing 60. If the feed wheel 62 rotates in the direction indicated by the arrow, the vanes 64 transport the fuel from the supply line 18 of the pump 14 from the tank 100 through the pump chamber or the delivery chamber 68 into the discharge line 20 of the pump 14, which at the same time feeds the supply line 20 of the filter 16 represents.
  • the outer ring 66 is movably received in the housing 60. As the pump is shown in FIG. 2, the volume of the pump chamber 68 changes during displacement of the outer ring 66 in the horizontal direction and thus the pumping power of the prefeed pump 14.
  • the prefeed pump 14 On a first side of the outer ring 66, the prefeed pump 14 has a spring 70, which exerts a force on the first side.
  • the spring 70 is accommodated in a cavity 72 of the prefeed pump 14, which communicates via a line 74 with the inlet 18 of the prefeed pump 14 and is therefore exposed to the fuel pressure in the supply line 18.
  • the prefeed pump 14 On a second, opposite side of the outer ring 66, the prefeed pump 14 has a second cavity 76, which can be acted upon by the (first) pressure in front of the filter 16 via the control port 50, which is in communication with the discharge line 20.
  • the control port 50 On the second side of the outer ring 66 is connected to a projection 78 which separates a pressure chamber with the pressure surface 82, which is acted upon via the control port 52 with the (second) pressure after the filter 16.
  • the pressure in the interior of the cavity 76 acts on a first pressure surface 80 and generates a force on the outer ring 66.
  • the pressure on the projection 78 acts on a second pressure surface 82 and generates a further force on the outer ring 66.
  • the ratio of the first Pressure surface 80 to second pressure surface 82 for example, about 0.4 to 0.6.
  • the two pressure surfaces 80, 82 could alternatively be realized via a step.
  • the operating pressure after the filter 16 can be regulated to, for example, about 5 bar, and it can be prevented that the pressure upstream of the filter 16 exceeds a maximum value of, for example, 14 bar.

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Abstract

Ein Kraftstofffördersystem (10) für ein Fahrzeug umfasst eine Vorförderpumpe (14) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Tank (100), eine Hochdruckpumpe (12) zum Zuführen des Kraftstoffes an ein Common-Rail-System (24), und ein Filter (16) zwischen der Vorförderpumpe (14) und der Hochdruckpumpe (12) zum Filtern des Kraftstoffes. Die Vorförderpumpe (14) ist regelbar, wobei die Vorförderpumpe (14) basierend auf einem ersten Kraftstoffdruck vor dem Filter (16) und einem zweiten Kraftstoffdruck nach dem Filter (16) geregelt ist.

Description

Beschreibung
Kraftstofffördersystem für ein Fahrzeug GEBI ET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet von Common-Rail-Einspritzsystemen.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Kraftstofffördersystem für ein Fahrzeug.
HINTERGRU ND DER ERFIN DUNG
Viele Fahrzeuge weisen heutzutage ein Common-Rail-Einspritzsystem auf, ein Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, bei dem eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff, beispielsweise Diesel, auf ein hohes Druckniveau pumpt. Der unter Druck stehende Kraftstoff füllt ein Leitungssystem, an das die
Einspritzdüsen gemeinsam angeschlossen sind und das während des Betriebs des Motors ständig unter Druck steht. Zur Druckversorgung der Hochdruckpumpe können verschiedene
Vorförderpumpen Verwendung finden. Im Nutzfahrzeugbereich ist es üblich mittels mechanisch angetriebener Konstant- Förderpumpen (Zahnrad- oder Flügelzellenpumpen) den Kraftstoff der Hochdruckpumpe zuzuführen. Wegen Heißstart- und Leerlaufmengenanforderungen sind diese Vorförderpumpen normalerweise in Bezug auf normale Betriebsdrehzahlen stark
überdimensioniert.
Im Pkw-Bereich kommen auch drehzahlgeregelte elektrische
Kraftstoffvorförderpumpen (wie etwa Rollenzellen- oder Zahnradpumpen) zum Einsatz. Diese werden wegen für Verbrennungsmotoranbau nicht ausreichender
Robustheit und Lebensdauer jedoch in der Regel nicht im Nutzfahrzeugbereich eingesetzt.
In Fahrzeugen sind mechanisch oder hydraulisch geregelte mechanisch angetriebene Förderpumpen (wie etwa Flügelzellen- oder Pendelschieberpumpen) zum Fördern von Motoröl oder Hydrauliköl ebenfalls im Einsatz.
ZUSAMM EN FASSUNG DER ERFIN DUNG
Zwischen Hochdruckpumpe und Vorförderpumpe ist in der Regel ein
Kraftstofffilter angeordnet, der Fremdmaterialen aus dem Kraftstoff ausfiltern soll. Dieser Filter kann bei zu hohem Druck bersten. Dies wird bei einer ungeregelten Vorförderpumpe beispielsweise dadurch umgangen, dass ein Berstschutzventil bzw. Druckbegrenzungsventil parallel zur Vorförderpumpe vorgesehen wird, das ab einem bestimmten Druck öffnet und das den bereits von der Vorförderpumpe geförderten Kraftstoff wieder zurück Richtung Tank fließen lässt.
Weiter kann ein Überströmventil vorgesehen sein, das den Betriebsdruck der Hochdruckpumpe nach dem Filter einstellt und bei einem Überdruck nach dem Filter Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe in den Tank zurückführen kann.
Auf diese Weise kann ein Überdruck vor dem Filter und in der Hochdruckpumpe vermieden werden. Trotzdem ist dies mit Energieverlusten verbunden, da in beiden Fällen die Vorförderpumpe mehr Kraftstoff fördert, als eigentlich für die Funktion der Hochdruckpumpe notwendig wäre.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein energiesparenderes Kraftstofffördersystem bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftstofffördersystem für ein Fahrzeug, beispielsweise ein Fördersystem für Diesel in einem N KW.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kraftstofffördersystem eine Vorförderpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Tank, eine
Hochdruckpumpe zum Zuführen des Kraftstoffes an ein Common-Rail-System und ein Filter zwischen der Vorförderpumpe und der Hochdruckpumpe zum Filtern des Kraftstoffes. Die Vorförderpumpe ist regelbar, wobei die Regelung auf einem ersten Kraftstoff druck vor dem Filter und einem zweiten Kraftstoff druck nach dem Filter, dem Betriebsdruck, basiert. Mit anderen Worten kann das Kraftstofffördersystem zwei Regelungsanschlüsse verfügen, über die der Druck vor und nach dem Filter abgegriffen werden kann. Beispielsweise kann eine Fördermenge der Vorförderpumpe basierend auf dem ersten Kraftstoff druck und dem zweiten Kraftstoffdruck geregelt werden.
Das Kraftstofffördersystem kann also eine regelbare Vorförderpumpe für eine Common-Rail-Hochdruckpumpe umfassen, die sowohl eine
Druckbegrenzungsfunktion zur Begrenzung des maximalen Drucks vor Filter als auch eine Fördermengenregelung zur Einstellung des Betriebsdruckes nach Filter aufweist. Auf diese Weise ist in der Regel nur noch ein geringeres
Antriebsmoment bzw. eine geringere Antriebsleistung für die Vorförderpumpe im Betriebsdrehzahlbereich notwendig. Dies kann wiederum zu einer
Kraftstoffersparnis führen und damit zur Reduzierung des C02-Austoßes des Fahrzeugs beitragen. Außerdem können im Kraftstofffördersystem ein
Überströmventil und Druckbegrenzungsventil entfallen, was die Komplexität des Kraftstofffördersystems reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Regelung derart, dass die Fördermenge der Vorförderpumpe basierend auf (nur) dem ersten Kraftstoff druck bis auf Null reduziert wird, um bei blockiertem Filter einen maximalen Druck nicht zu überschreiten und somit ein Bersten des Filters zu vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorförderpumpe eine mechanisch regelbare Pumpe. Mit anderen Worten kann die Vorförderpumpe direkt über eine Kraft, die auf dem ersten und zweiten Druck basiert geregelt werden. Beispielsweise weist das Kraftstofffördersystem Zuleitungen bzw.
Regelungsanschlüsse auf, über die die Vorförderpumpe mit einer Leitung vor und einer Leitung nach dem Filter verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Vorförderpumpe eine Flügelzellenpumpe. Eine Flügelzellenpumpe kann auf einfache Art und Weise mechanisch geregelt werden. Beispielsweise kann die Flügelzellenpumpe einen Außenring aufweisen, in dessen Inneren ein Rad mit Flügeln aufgenommen ist. Zwischen dem Rad und dem Außenring kann ein Förderraum der
Flügelzellenpumpe gebildet sein, der durch Verschieben des Außenrings relativ zum Rad vergrößert und verkleinert werden kann. Dieses Verschieben kann, über Druckflächen am Außenring, die mit dem ersten und dem zweiten Druck beaufschlagt sind, gegen eine gegenüberliegende Feder bewerkstelligt werden, wodurch die Flügelzellenpumpe hydraulisch-mechanisch geregelt werden kann.
Die Flügelzellenpumpe kann also einen Verstellmechanismus (d.h. den verstellbaren Außenring) aufweisen, der einen in die Vorförderpumpe integrierten Druckregler und -begrenzer darstellt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorförderpumpe eine erste Druckfläche auf, die mit dem ersten Kraftstoff druck beaufschlagbar ist und eine zweite Druckfläche aufweist, die mit dem zweiten Kraftstoff druck
beaufschlagbar ist. Die beiden Druckflächen können beispielsweise auf einem Kolben vorhanden sein, so dass mit dem Kolben eine Kraft gebildet werden kann, die dann auf eine Seite des Außenrings der Vorförderpumpe wirkt. Die beiden Druckflächen können beispielsweise auch direkt durch Ansätze am Außenring realisiert werden. Auf der anderen Seite des Außenrings kann mittels einer Feder eine Kraft auf den Außenring ausgeübt werden, die der Kraft durch die Druckflächen entgegenwirkt.
Die Flügelzellpumpe kann also einen verstellbaren Außenring aufweisen, der über zwei Druckflächen mit dem ersten und zweiten Druck vor und nach dem Hauptfilter die Fördermenge der Flügelzellenpumpe regelt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verhältnis von erster
Druckfläche zu zweiter Druckfläche in etwa 0,4 zu 0,6. Auf diese Weise kann eine Fördermenge der Vorförderpumpe so eingestellt werden, dass sich beispielsweise ein Betriebsdruck von etwa 4 bis 6 bar abhängig von der
Hochdruckpumpenfördermenge und der Filterbeladung und ein maximaler Überdruck im Fehlerfall eines blockierten Filters von etwa 14 bar bei minimaler / keiner Fördermenge einstellt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kraftstofffördersystem eine Ableitung für Kraftstoff, die dazu ausgeführt ist, Kraftstoff aus dem Filter, der der Hochdruckpumpe zugeführt werden soll, bzw. Kraftstoff aus der
Hochdruckpumpe in den Tank zurückzuführen. Diese Ableitung kann beispielsweise dazu verwendet werden, dass die Vorförderpumpe auch dann eine minimale Fördermenge fördert, wenn kein Kraftstoff von der
Hochdruckpumpe in das Common-Rail-System gepumpt wird. Die minimale Fördermenge kann zum Kühlen und Schmieren der Hochdruckpumpe notwendig sein.
Ein Regelungsanschluss der Vorförderpumpe kann auch mit dieser Ableitung verbunden sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kraftstofffördersystem weiter ein Drosselventil zwischen dem Tank und dem Regelungsanschluss. Über dieses Drosselventil kann die minimale Fördermenge der Vorförderpumpe bzw. die Mindestkühlmenge an Kraftstoff eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Kraftstofffördersystem weiter ein Rückschlagventil zwischen dem Tank und dem Drosselventil. Dieses Ventil kann dazu verwendet werden, dass erst ab einem gewissen Mindestdruck nach dem Filter, beispielsweise wenn der antreibende Verbrennungsmotor gestartet ist und mindestens im Leerlauf läuft, die minimale Fördermenge in den Tank zurückgeführt wird. Mit anderen Worten kann das Drosselventil mit dem Rückschlagventil im Startfall abgeschaltet werden.
KU RZE BESCHREIBUNG DER FIGU REN Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Kraftstofffördersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Vorförderpumpe für ein Kraftstofffördersystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. DETAILIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜH RUNGSBEISPI ELEN
Fig. 1 zeigt ein Kraftstofffördersystem 10 mit einer Hochdruckpumpe 12 und einer Vorförderpumpe 14 für ein Kraftfahrzeug. Zwischen der Hochdruckpumpe 12 und der Vorförderpumpe 14 ist ein Kraftstofffilter 16 angeordnet. Im Normalbetrieb fördert die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einer Zuleitung 18, die mit einem Tank des Fahrzeugs (beispielsweise über einen Vorfilter) verbunden ist, und verdichtet den Kraftstoff auf einen Betriebsdruck, der über eine Leitung 20 dem
Kraftstofffilter 16 zugeführt wird. Über eine Leitung 22 wird der vorverdichtete Kraftstoff der Hochdruckpumpe 12 zugeführt, die ihn auf über 1000 bar verdichtet und über weitere Leitungen 24 dem Common-Rail-System des Fahrzeugs zuführt.
Über eine Zumesseinheit 26, die in einer Leitung 28 vom Zulauf 22 der
Hochdruckpumpe zu Saugventilen 30 an der Hochdruckpumpe angeordnet ist, kann die Fördermenge der Hochdruckpumpe 12 eingestellt werden.
An die Leitung 28 ist zwischen den Saugventile 30 und der Zumesseinheit 26 eine Rückführleitung 32 angeschlossen, durch die über eine Drossel 34 und ein Rückschlagventil 36 Kraftstoff in die Zuleitung 18 der Vorförderpumpe 12 rückgeführt werden kann. Über die Drossel 34 kann Leckage bei geschlossener Zumesseinheit 26 abgeführt werden und sicher eine Fördermenge der
Hochdruckpumpe 12 beispielsweise im Schubbetrieb verhindert werden, wenn kein Kraftstoff aus dem Common-Rail-System entnommen wird . Das
Rückschlagventil 36 verhindert Kraftstofffluss am Filter 16 vorbei zu den
Saugventilen 30 und damit in das Common-Rail-System, wenn nach
Wartungsarbeiten (beispielsweise Filterwechsel) das Kraftstofffördersystem 10 vom Tank her mit Druck beispielweise über eine Handpumpe wiederbefüllt wird. Dabei wird der Kraftstoff an der sich nicht drehenden Vorförderpumpe 14 vorbei über das parallel liegende Überbrückungsventil 54 geleitet.
Über die Leitung 22 wird das Triebwerk der Hochdruckpumpe auch mit Kühl- und Schmiermenge versorgt. Über eine Rückleitung 38 kann aus den
druckgeschmierten Lagern 40 und 42 der Hochdruckpumpe 12 austretender Kraftstoff in den Tank zurückgeführt werden. An die Rückleitung 38 ist eine Ableitung 44 angeschlossen, die den
Triebwerksbereich der Hochdruckpumpe mit dem Tank verbindet. In der
Rückleitung 38 sind ein Drosselventil 46 und ein Rückschlagventil 48
angeordnet. Mit dem Drosselventil 46 kann eine Mindest- Kraftstoffmenge eingestellt werden, die von der Vorförderpumpe 14 mindestens gefördert wird und die zum Kühlen der Hochdruckpumpe 12 dient. Mit dem Rückschlagventil 48 kann während des Startens des Verbrennungsmotors und damit des
Fördersystems 10 der Rückfluss in den Tank unterbrochen werden.
Die Vorförderpumpe 12 ist mechanisch regelbar und weist einen ersten
Regelungsanschluss 50 und eine zweiten Regelungsanschluss 52 auf, über die ein erster Kraftstoffdruck vor dem Filter 16 und einem zweiten Kraftstoff druck nach dem Filter 16 von der Vorförderpumpe 14 erfasst werden kann. Der erste Regelungsanschluss 50 ist an die Leitung 20 zwischen den Filter 16 und die Vorförderpumpe 14 angeschlossen, der zweite Regelungsanschluss 52 an die Ableitung 44 vor der Drossel 46 und dem Rückschlagventil 48. Alternativ kann der Regelungsanschluss 52 direkt an die Leitung 22 oder den Triebwerksraum der Hochdruckpumpe 12 angebunden werden.
Die Vorförderpumpe 14 ist dazu ausgeführt, ihre Fördermenge in Abhängigkeit von den beiden Drücken in den Leitungen 20 und 44 einzustellen.
Fig. 2 zeigt eine Vorförderpumpe 14 in der Form einer Flügelzellenpumpe 14, bei der in einem Gehäuse 60 ein Förderrad 62 mit Flügeln 64 in einem Außenring 66 aufgenommen ist. Dreht sich das Förderrad 62 in die mit dem Pfeil angedeutete Richtung, befördern die Flügel 64, den Kraftstoff aus der Zuleitung 18 der Pumpe 14 vom Tank 100 durch die Pumpenkammer bzw. den Förderraum 68 in die Ableitung 20 der Pumpe 14, die gleichzeitig die Zuleitung 20 des Filters 16 darstellt.
Der Außenring 66 ist im Gehäuse 60 beweglich aufgenommen. So wie die Pumpe in der Fig. 2 dargestellt ist, ändert sich das Volumen der Pumpenkammer 68 beim Verschieben des Außenrings 66 in horizontaler Richtung und somit die Pumpleistung der Vorförderpumpe 14. Auf einer ersten Seite des Außenrings 66 weist die Vorförderpumpe 14 eine Feder 70 auf, die eine Kraft auf die erste Seite ausübt. Die Feder 70 ist in einer Kavität 72 der Vorförderpumpe 14 aufgenommen, die über eine Leitung 74 mit dem Zulauf 18 der Vorförderpumpe 14 in Verbindung steht und daher dem Kraftstoffdruck in der Zuleitung 18 ausgesetzt ist.
Auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite der Außenrings 66 weist die Vorförderpumpe 14 eine zweite Kavität 76 auf, die über den Regelungsanschluss 50, der mit der Ableitung 20 in Verbindung steht, mit dem (ersten) Druck vor dem Filter 16 beaufschlagbar ist. Auf der zweiten Seite ist der Außenring 66 mit einem Ansatz 78 verbunden, der einen Druckraum mit der Druckfläche 82 abtrennt, der über den Regelungsanschluss 52 mit dem (zweiten) Druck nach dem Filter 16 beaufschlagbar ist.
Der Druck im Inneren der Kavität 76 wirkt auf eine erste Druckfläche 80 und erzeugt eine Kraft auf den Außenring 66. Der Druck auf den Ansatz 78 wirkt auf eine zweite Druckfläche 82 und erzeugt eine weitere Kraft auf den Außenring 66. Beispielsweise kann das Verhältnis von erster Druckfläche 80 zu zweiter Druckfläche 82 beispielsweise in etwa 0,4 zu 0,6 sein. Die beiden Druckflächen 80, 82 könnten alternativ auch über einen Stufenkoben realisiert werden.
Insgesamt wirken auf den Außenring 66 die Federkraft der Feder 70, die Kraft des (geringen) Drucks in der Kavität 72 und Summe der Kräfte basierend auf dem ersten und den zweiten Druck vor und nach dem Filter 16. Die sich einstellenden Betriebs- und Maximaldrücke können durch die Wahl der Feder 70 und durch das Einstellen der Flächen 80, 82 angepasst werden. Somit kann der Betriebsdruck nach dem Filter 16 auf beispielsweise etwa 5 bar geregelt werden und verhindert werden, dass der Druck vor dem Filter 16 einen Maximalwert von beispielsweise 14 bar überschreitet.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass„umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstofffördersystem (10) für ein Fahrzeug, umfassend:
eine Vorförderpumpe (14) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Tank (100), eine Hochdruckpumpe (12) zum Zuführen des Kraftstoffes an ein Common- Rail-System (24);
ein Filter (16) zwischen der Vorförderpumpe (14) und der Hochdruckpumpe
(12) zum Filtern des Kraftstoffes;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorförderpumpe (14) regelbar ist; und
die Vorförderpumpe (14) basierend auf einem ersten Kraftstoff druck vor dem Filter (16) und einem zweiten Kraftstoffdruck nach dem Filter (16) geregelt ist.
2. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 1 ,
wobei eine Fördermenge der Vorförderpumpe (14) basierend auf dem ersten Kraftstoff druck bis auf Null reduziert wird, um bei blockiertem Filter (16) einen maximalen Druck nicht zu überschreiten.
3. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Vorförderpumpe (14) eine mechanisch regelbare Pumpe ist.
4. Kraftstofffördersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorförderpumpe (14) eine Flügelzellenpumpe ist.
5. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 4,
wobei die Flügelzellenpumpe (14) einen Außenring (66) aufweist, in dessen Inneren ein Rad (62) mit Flügeln (64) aufgenommen ist,
wobei ein Förderraum (68) der Flügelzellenpumpe (14) zwischen dem Rad und dem Außenring (66) gebildet ist,
wobei die Regelung durch Verschieben des Außenrings (66) relativ zum Rad (62) erfolgt.
6. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 5,
wobei die Vorförderpumpe (14) eine erste Druckfläche (80) aufweist, die mit dem ersten Kraftstoffdruck beaufschlagbar ist und eine zweite Druckfläche (82) aufweist, die mit dem zweiten Kraftstoffdruck beaufschlagbar ist.
7. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 6,
wobei das Verhältnis von erster Druckfläche (80) zu zweiter Druckfläche (82) in etwa 0,4 zu 0,6 ist.
8. Kraftstofffördersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend:
eine Ableitung (44) für Kraftstoff, die dazu ausgeführt ist, Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe (12) über ein Drosselventil (46) in den Tank (100) zurückzuführen;
wobei ein Regelungsanschluss (52) der Vorförderpumpe (14) mit der Ableitung (44) verbunden ist.
9. Kraftstofffördersystem (10) nach Anspruch 8, weiter umfassend:
ein Rückschlagventil (48) zwischen dem Drosselventil (46) und dem Tank (100).
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