DE102009047113A1

DE102009047113A1 - Fuel supply device has supply pump, high pressure pump and flow limiting throttle in supply line for supply pump, where flow limiting throttle is mechanically coupled with overflow valve

Info

Publication number: DE102009047113A1
Application number: DE200910047113
Authority: DE
Inventors: Christian Langenbach; Marcus Kristen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-05-26

Abstract

The fuel supply device (25) has a supply pump (5), a high pressure pump (10) and a flow limiting throttle (6) in a supply line (4) for the supply pump. The flow limiting throttle is mechanically coupled with an overflow valve (16) by which the pressure of the fuel, is adjusted. The flow limiting throttle is controlled by a volume dependent pressure drop in a control line (11) of the overflow valve.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel delivery device according to the preamble of claim 1.

Bei einer solchen Kraftstofffördereinrichtung wird über mindestens ein Pumpenelement einer Hochdruckpumpe Kraftstoff unter hohem Druck in ein sogenanntes Railsystem gefördert und über die Einspritzeinrichtungen in die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt. Die Erfindung betrifft solche Kraftstofffördereinrichtungen, welche mit einer Vorförderpumpe auf Seiten einer Zulaufleitung versehen sind, über welche Kraftstoff aus einem Kraftstofftank gefördert wird und den Pumpenelementen der Hochdruckpumpe mit einem Vorförderdruck permanent zur Verfügung gestellt wird.In such a fuel delivery device, fuel is conveyed under high pressure into a so-called rail system via at least one pump element of a high-pressure pump and injected via the injection devices into the combustion chambers of the cylinders of the internal combustion engine. The invention relates to such fuel delivery devices which are provided with a feed pump on the side of a supply line, via which fuel is conveyed from a fuel tank and the pump elements of the high-pressure pump with a prefeeding pressure is permanently made available.

Bei bekannten derartigen Kraftstofffördereinrichtungen werden als Vorförderpumpe beispielsweise mechanische Pumpen eingesetzt, wie eine Außenzahnradpumpe, die über die Nockenwelle der Brennkraftmaschine direkt angetrieben wird. Diese mechanischen Vorförderpumpen arbeiten zumeist in einem sauggedrosselten Betrieb, um die Fördermenge an Kraftstoff zu begrenzen. Dafür ist auf Seiten der Zulaufleitung zur Vorförderpumpe eine Drosseleinrichtung vorgesehen, die die Fördermenge an Kraftstoff, welcher mittels der Vorförderpumpe aus dem Kraftstofftank gefördert werden kann, begrenzt.In known fuel delivery devices such as mechanical pumps are used as a prefeed pump, such as an external gear pump, which is driven directly via the camshaft of the internal combustion engine. These mechanical prefeed pumps usually operate in a suction-throttled operation to limit the delivery rate of fuel. For this purpose, a throttling device is provided on the side of the supply line to the prefeed pump, which limits the delivery rate of fuel which can be conveyed out of the fuel tank by means of the prefeed pump.

Um derartige Hochdruckpumpen an unterschiedliche Typen von Brennkraftmaschinen und unterschiedliche Fahrzeugtypen anzupassen, werden bisher im Stand der Technik die an sich fixen Drosseldurchmesser für Fördermengenbegrenzungsdrosseln so dimensioniert, dass die Fördermenge an Kraftstoff der Vorförderpumpe für alle Motoren unabhängig von der erforderlichen Hochdruckmenge an Kraftstoff über den gesamten Betriebsbereich ausreichend ist. Der Drosselquerschnitt derartiger bekannter Fördermengenbegrenzungsdrosseln für Hochdruckpumpen ist dabei jeweils fest eingestellt, so dass nach Erreichen eines Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine unabhängig von dem tatsächlichen Bedarf an Kraftstoff auf der Hochdruckseite immer eine fest eingestellte Menge an Kraftstoff durch die Vorförderpumpe gefördert wird.In order to adapt such high-pressure pumps to different types of internal combustion engines and different types of vehicles, so far fixed in the art, the fixed throttle diameter for flow rate limiting throttles so that the flow rate of fuel of the feed pump for all engines regardless of the required high pressure amount of fuel over the entire operating range is sufficient. The throttle cross-section of such known flow rate limiting throttles for high pressure pumps is fixed in each case, so that after reaching an operating range of the internal combustion engine regardless of the actual demand for fuel on the high pressure side always a fixed set amount of fuel is conveyed through the prefeed pump.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird durch eine Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Für die Erfindung wichtige Merkmale finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung.The problem underlying the invention is solved by a fuel delivery device with the features of claim 1. Advantageous embodiments and modifications of the invention are the subject of the dependent claims. For the invention important features can be further found in the following description and in the drawing.

Durch die variable Einstellbarkeit der Drosselung der Fördermengenbegrenzungsdrossel kann mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe die von der Vorförderpumpe geförderte Kraftstoffmenge jeweils an den aktuellen Mengenbedarf im Betrieb der Brennkraftmaschine und des damit ausgestatteten Fahrzeugs angepasst werden. Auf diese Weise wird die überschüssige Menge an von der Vorförderpumpe gefördertem Kraftstoff, der bisher im Stand der Technik durch den Triebwerkraum wieder in eine Zulaufleitung der Hochdruckpumpe zurückgepumpt werden musste, reduziert. Die erforderliche Antriebsleistung zum Betreiben der Hochdruckpumpe nach der Erfindung ist damit verringert gegenüber derjenigen für solche Pumpen aus dem Stand der Technik. Die jeweils im Bedarf mengenmäßig angepasste Fördermenge an Kraftstoff durch die Vorförderpumpe führt damit auch zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch insgesamt. Die Kraftstoffmenge, welche aus dem Kraftstofftank gefördert wird, wird individuell jeweils an die jeweilige Betriebssituation der Brennkraftmaschine angepasst, was insgesamt zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und zu einer Einsparung von Energie führt.Due to the variable adjustability of the throttling of the flow rate limiting throttle can be adjusted with the fuel pump according to the invention, the funded by the feed pump amount of fuel in each case to the current amount required in the operation of the internal combustion engine and the vehicle equipped with it. In this way, the excess amount of fuel delivered by the prefeed pump, which until now had to be pumped back into a supply line of the high-pressure pump in the state of the art through the engine compartment, is reduced. The required drive power for operating the high-pressure pump according to the invention is thus reduced compared with that for such pumps of the prior art. The amount of fuel in each case adapted in quantity by the prefeed pump thus also leads to a reduced fuel consumption overall. The amount of fuel which is conveyed out of the fuel tank is individually adapted to the respective operating situation of the internal combustion engine, which leads overall to a reduction of the fuel consumption and to a saving of energy.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung ist die Fördermengenbegrenzungsdrossel mit einem Überströmventil, welches den Druck des Kraftstoffs regelt, der von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe gepumpt wird, mechanisch gekoppelt. Dies ist technisch besonders einfach realisierbar.According to an advantageous embodiment of the fuel delivery device according to the invention, the flow rate limiting throttle is mechanically coupled with an overflow valve, which regulates the pressure of the fuel, which is pumped from the prefeed pump to the high pressure pump. This is technically particularly easy to implement.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Fördermengenbegrenzungsdrossel durch eine zusätzliche Steuerkante an einem federbelasteten Ventilkolben des Überströmventils gebildet ist. Neben der eigentlichen Steuerkante solcher Überströmventile ist also eine weitere Steuerkante so vorgesehen, dass sie eine variable Anpassung der Drosselgrenze bedarfsabhängig ermöglicht. Mit solch einer Art mechanischer, variabel anpassbarer Fördermengenbegrenzungsdrossel kann innerhalb eines bestehenden Kraftstoffeinspritzsystems sehr leicht die zusätzliche Funktionalität einer variablen Einstellbarkeit der Drosselgrenze realisiert werden. Der Steuer- bzw. Ventilkolben des Überströmventils, welcher mit einer Feder vorbelastet ist und dafür sorgt, dass der Druck des von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe gepumpten Kraftstoffs einen gewünschten Wert nicht erreicht, und dass der Triebwerksraum der Hochdruckpumpe immer von genügend Kraftstoff zur Schmierung der Lager und Kühlung durchströmt wird, wird einfach mit einer zusätzlichen Steuerkante versehen, die derart vorgesehen ist, dass bei einem Mengenüberschuss an Kraftstoff, welcher aus dem Triebwerkraum abströmt – und dies ist dann der Fall, wenn die Hochdruckpumpe weniger Kraftstoff ins Rail fördert als ihr von der Vorförderpumpe geliefert wird, der Ventilkolben weiter nach hinten gegen eine Feder verschoben wird und somit ein verfügbarer Drosselquerschnitt verringert wird.According to a further advantageous embodiment, it is proposed that the flow rate limiting throttle is formed by an additional control edge on a spring-loaded valve piston of the overflow valve. In addition to the actual control edge such Überströmventile so another control edge is provided so that it allows a variable adjustment of the throttle limit demand-dependent. With such a kind of mechanical, variably adjustable delivery rate restrictor, the additional functionality of variable throttle limit adjustability can be realized very easily within an existing fuel injection system. The control or valve piston of the spill valve, which is biased by a spring and ensures that the pressure of the pumped from the priming pump to the high-pressure pump fuel does not reach a desired value, and that the engine room of the high-pressure pump always sufficient fuel to lubricate the bearings and cooling is provided, is simply provided with an additional control edge, which is provided such that in a surplus of fuel, which flows out of the engine compartment - and this is the case when the high pressure pump delivers less fuel into the rail than you from the Pre-feed pump is delivered, the Valve piston is moved further back against a spring and thus an available throttle cross-section is reduced.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Überströmventil vorgesehen, welches dafür sorgt, dass der Druck des von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe gepumpten Kraftstoffs einen gewünschten Wert nicht erreicht, und wird die Fördermengenbegrenzungsdrossel durch einen mengenabhängigen Druckabfall in einer Absteuerleitung des Überströmventils gesteuert wird. Dieser Druckabfall wird vorteilhafterweise durch eine Festdrossel zwischen zwei Steueranschlüssen der Fördermengenbegrenzungsdrossel herbeigeführt. Eine Veränderung in der durch die Zulaufleitung geförderten Kraftstoffmenge führt dann über den Druckabfall durch die Festdrossel in der Absteuerleitung automatisch zu einer Verstellung des effektiven Drosselquerschnitts in der Fördermengenbegrenzungsdrossel. Hierdurch wird auf hydraulischem Wege eine Variation des Drosselquerschnitts der Fördermengenbegrenzungsdrossel erreicht. Auch hiermit lassen sich Einsparungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs und des Energieaufwands für den Antrieb der Hochdruckpumpe realisieren.According to a further advantageous embodiment of the invention, an overflow valve is provided, which ensures that the pressure of the pumped from the feed pump to the high-pressure pump fuel does not reach a desired value, and the flow restrictor is controlled by a volume-dependent pressure drop in a Absteuerleitung the spill valve. This pressure drop is advantageously brought about by a fixed throttle between two control terminals of the flow rate limiting throttle. A change in the amount of fuel delivered through the supply line then leads via the pressure drop through the fixed throttle in the discharge line automatically to an adjustment of the effective throttle cross-section in the flow restrictor. As a result, a variation of the throttle cross section of the flow restrictor is achieved by hydraulic means. Hereby can be realized savings in terms of fuel consumption and energy expenditure for driving the high-pressure pump.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe ist die Fördermengenbegrenzungsdrossel als eine elektrisch verstellbare Drossel ausgeführt. Vorzugsweise ist die elektrisch verstellbare Drossel mittels eines Steuerstroms in Abhängigkeit von einem aktuellen Steuersignal einer Zumesseinheit verstellbar. Die Fördermengenbegrenzungsdrossel wird damit in Abhängigkeit von dem Kraftstoffstrom durch die Zumesseinheit verstellt, wobei dies insbesondere auch unter Zugrundelegung von bekannten Kennlinien der Pumpen, die beispielsweise in einem Speicher hinterlegt sein können, erfolgen kann.According to a further advantageous embodiment of the high-pressure pump according to the invention, the flow rate limiting throttle is designed as an electrically adjustable throttle. Preferably, the electrically adjustable throttle is adjustable by means of a control current in response to a current control signal of a metering unit. The flow rate limiting throttle is thus adjusted in dependence on the fuel flow through the metering unit, and this can be done in particular on the basis of known characteristics of the pump, which may be stored for example in a memory.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Mittel, insbesondere ein mechanisches Mittel, zur Kopplung des Drosselquerschnitts der Fördermengenbegrenzungsdrossel mit dem durch eine Zumesseinheit aktuell freigegebenen Querschnitt vorgesehen. Auf diese Weise wird eine Art direkte Kopplung zwischen der Zumesseinheit und deren aktueller Fördermenge sowie der variabel einstellbaren Fördermengenbegrenzungsdrossel auf Seiten der Vorförderpumpe hergestellt. Bei einem kleinen Förderquerschnitt der Zumesseinheit ist der Bedarf an Kraftstoff relativ gering, so dass dann auch die Fördermenge auf Seiten der Vorförderpumpe reduziert werden kann. Bei einem hohen Bedarf an Kraftstoff (Zumesseinheit auf) muss der Querschnitt der Fördermengenbegrenzungsdrossel in Richtung Maximum verstellt werden, damit ausreichend Kraftstoff durch die Vorförderpumpe der Hochdruckseite der. Hochdruckpumpe bereitgestellt werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, a means, in particular a mechanical means, is provided for coupling the throttle cross-section of the flow rate limiting throttle with the currently released by a metering unit cross-section. In this way, a kind of direct coupling between the metering unit and the current flow rate and the variably adjustable flow rate limiting throttle is made on the part of the prefeed pump. With a small delivery cross section of the metering unit, the demand for fuel is relatively low, so that then the delivery rate can be reduced on the part of the prefeed pump. In the case of a high demand for fuel (metering unit open), the cross-section of the delivery restrictor must be adjusted in the direction of maximum so that sufficient fuel can be drawn through the high-pressure side feed pump. High pressure pump can be provided.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorförderpumpe als eine mechanische Förderpumpe ausgestaltet, insbesondere in Form einer Außenzahnradpumpe, welche von einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Kombination einer variabel im Drosselquerschnitt verstellbaren Fördermengenbegrenzungsdrossel und einer Außenzahnradpumpe als Vorförderpumpe hat den Vorteil einer konstruktiv relativ einfach aufgebauten Vorfördereinheit mit einer dennoch vorteilhaften, weil variabel einstellbaren Fördermenge.According to a further advantageous embodiment of the invention, the prefeed pump is designed as a mechanical feed pump, in particular in the form of an external gear pump, which is driven by a camshaft of an internal combustion engine. The combination of a variably adjustable in the throttle cross-section flow restrictor and an external gear pump as a prefeed pump has the advantage of a constructively relatively simple prefeed unit with a still advantageous, because variably adjustable flow rate.

Die Erfindung wird im Nachfolgenden mehr im Detail anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben werden, welche im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung dargestellt werden. In der Zeichnung zeigen:The invention will be described below in more detail with reference to several embodiments, which are illustrated in conjunction with the accompanying drawings. In the drawing show:

1 eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fördermengenbegrenzungsdrossel mit variablem Drosselquerschnitt, wie sie in einer Hochdruckpumpe nach der Erfindung eingesetzt wird; 1 a cross-sectional view of an embodiment of a delivery throttle with variable throttle cross section, as used in a high-pressure pump according to the invention;

2 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit variabler Fördermengenbegrenzungsdrossel; 2 a schematic block diagram of an embodiment of a high-pressure pump according to the invention with variable flow rate restriction throttle;

3 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit variabler Fördermengenbegrenzungsdrossel; und 3 a schematic block diagram of another embodiment of a high-pressure pump according to the invention with variable flow rate restriction throttle; and

4 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe mit variabler Fördermengenbegrenzungsdrossel. 4 a schematic block diagram of another embodiment of a high-pressure pump according to the invention with variable flow rate restrictor.

Die 1 zeigt im Detail in einer Querschnittsansicht eines Überströmventils 16 mit einer Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mit variablem Drosselquerschnitt, wie sie in einer in dieser Figur nicht weiter dargestellten Kraftstofffördereinrichtung eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Das Überströmventil 16 ist in einer Leitung 23 angeordnet, die mit einem. Triebwerksraum einer Hochdruckpumpe verbunden ist, der wiederum zu der Fluidverbindung von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe gehört. Durch das Überströmventil 16 wird der Druck des von der Vorförderpumpe zu den Einlassventilen der Hochdruckpumpe strömenden und im Triebwerksraum zu Kühlungs- und Schmierzwecken eingesetzten Kraftstoffs geregelt.The 1 shows in detail in a cross-sectional view of a spill valve 16 with a flow restrictor 6 variable throttle section, as it can be used in a not further shown in this figure fuel delivery device of a fuel injection system of an internal combustion engine according to the present invention. The overflow valve 16 is in a lead 23 arranged with a. Engine room is connected to a high-pressure pump, which in turn belongs to the fluid connection from the feed pump to the high-pressure pump. Through the overflow valve 16 the pressure of the fuel flowing from the prefeed pump to the inlet valves of the high-pressure pump and used in the engine room for cooling and lubrication purposes is regulated.

Die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 ist in einer Zulaufleitung 4 einer mechanischen Vorförderpumpe der Kraftstofffördereinrichtung eingebaut, welche in einem sauggedrosselten Betrieb arbeitet, um die Fördermenge, welche von der mechanischen Vorförderpumpe, wie zum Beispiel einer Außenzahnradpumpe, aus dem Kraftstofftank gefördert wird, zu begrenzen. Die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 weist einen verstellbaren Drosselquerschnitt auf. The flow restrictor 6 is in a supply line 4 a mechanical prefeed pump of the fuel conveyor installed, which operates in a suction-throttled operation to limit the flow rate, which is conveyed by the mechanical feed pump, such as an external gear pump, from the fuel tank. The flow restrictor 6 has an adjustable throttle cross-section.

Damit kann je nach Bedarf und abhängig von der erforderlichen Hochdruckmenge an Kraftstoff, welche von der Vorförderpumpe zu der Hochdruckpumpe zu fördern ist, die von der Vorförderpumpe zur Verfügung gestellte Kraftstoffmenge variabel eingestellt werden. Die Fördermenge an Kraftstoff kann somit in verschiedenen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine und je nach Bedarf variabel eingestellt werden, so dass der Anteil einer überschüssigen Menge an Kraftstoff, welcher über eine Rücklaufleitung und durch den Triebwerksraum der Hochdruckpumpe gepumpt werden muss, reduziert werden kann. Um den Drosselquerschnitt der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 variabel einstellen zu können, ist bei dem in der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Einstellmittel 7 in Form einer zusätzlichen (zweiten) Steuerkante 9 an einem federbelasteten Drosselkolben 8 vorgesehen.Thus, depending on the need and depending on the required high pressure amount of fuel, which is to be conveyed from the pre-feed pump to the high-pressure pump, the amount of fuel provided by the pre-supply pump can be variably adjusted. The delivery rate of fuel can thus be adjusted variably in different operating points of the internal combustion engine and as required, so that the proportion of excess amount of fuel, which must be pumped through a return line and through the engine room of the high-pressure pump, can be reduced. To the throttle cross section of the flow restrictor 6 to be able to adjust variably, is in the in the 1 shown embodiment, an adjustment 7 in the form of an additional (second) control edge 9 on a spring-loaded throttle piston 8th intended.

Bei einem Mengenüberschuss an Kraftstoff im Kraftstoffeinspritzsystem wird der verschiebbar in einem Gehäuse gelagerte Drosselkolben 8 aufgrund der erhöhten Durchströmung des Überströmventils 16 entgegen der Feder weiter nach hinten (links in 1) geschoben, wodurch sich die zusätzliche Steuerkante 9 verstellt und der effektive Drosselquerschnitt verändert wird. Auf diese Weise wird eine Art mechanische Kopplung der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mit dem Überströmventil 16 bereitgestellt, dass die Bewegung der Steuerkante 9 mit der des federbelasteten Drosselkolbens 8 des Überströmventils 16 gekoppelt ist. Die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mit variablem Drosselquerschnitt, wie sie in der 1 gezeigt ist, ist in der Zulaufleitung der Vorförderpumpe derart eingebaut, dass sie mit einem Zulaufdruck P_Z (meist in etwa Tankdruck) beaufschlagt wird (vgl. Strömungspfeile in 1). Der Ventilkolben 8 des Überströmventils 16 ist mit einem Innendruck oder Triebwerksraumdruck P_I in axialer Richtung beaufschlagt, welcher durch eine Absteuermenge von überschüssigem Kraftstoff her kommt. Wenn sich nun die Absteuermenge an Kraftstoff verändert – d. h. ein Überschuss zum Beispiel vorliegt –, wird die Stellung des Ventilkolbens 8 und damit der Querschnitt der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 verändert, so dass die Menge an von der Vorförderpumpe gefördertem Kraftstoff entsprechend variiert. Auf diese Weise können Energieeinsparungen hinsichtlich der erforderlichen Antriebsleistung der Hochdruckpumpe insgesamt erreicht werden. Durch die reduzierte notwendige Antriebsleistung wird auch der Mehrverbrauch an Kraftstoff reduziert, der im Stand der Technik bei derartigen Hochdruckpumpen sonst unabdingbar war.In a surplus of fuel in the fuel injection system is the slidably mounted in a housing throttle piston 8th due to the increased flow through the overflow valve 16 against the spring further to the rear (left in 1 ), resulting in the additional control edge 9 adjusted and the effective throttle area is changed. In this way, a kind of mechanical coupling of the flow restrictor 6 with the overflow valve 16 provided that the movement of the control edge 9 with the spring-loaded throttle piston 8th the overflow valve 16 is coupled. The flow restrictor 6 variable throttle section, as used in the 1 is shown in the feed line of the feed pump is installed such that it is supplied with an inlet pressure P _Z (usually in about tank pressure) (see flow arrows in 1 ). The valve piston 8th the overflow valve 16 is applied with an internal pressure or engine room pressure P _I in the axial direction, which comes from a Absteuermenge of excess fuel ago. If now the Absteuermenge of fuel changed - ie an excess is present for example -, the position of the valve piston 8th and thus the cross section of the flow restrictor 6 changed, so that the amount of fuel delivered by the priming pump varies accordingly. In this way, energy savings in terms of the required drive power of the high pressure pump can be achieved in total. The reduced drive power required also reduces the additional consumption of fuel which was otherwise essential in the state of the art in such high-pressure pumps.

In der 2 ist anhand eines schematischen Blockschaltbilds eine Kraftstofffördereinrichtung 25 eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, dargestellt. Sie weist wie nach dem vorherigen Ausführungsbeispiel eine Vorförderpumpe 5 auf, über welche Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 13 über eine Zulaufleitung 4, die ferner mit einem Filter 17 versehen ist, angesaugt wird. Die Vorförderpumpe 5 fördert den Kraftstoff zu einer Hochdruckpumpe 10, welche einen Temperatursensor 18 aufweist und bei diesem Ausführungsbeispiel nach der 2 aus zwei Pumpenelementen 1, 2 besteht, die über einen Nocken 21 angetrieben werden und mittels Auslassventilen 19 und Einlass-Saugventilen 20 den Kraftstoff bei hohem Druck einem Railsystem 14 zuführen, über welches der Kraftstoff auf die verschiedenen (nicht gezeigten) Einspritzeinrichtungen des Kraftstoffeinspritzsystems verteilt wird. Die von der Hochdruckpumpe 10 in das Railsystem 14 geförderte Kraftstoffmenge wird insbesondere durch eine Zumesseinheit 3 gesteuert, wobei überschüssiger Kraftstoff über ein Druckbegrenzungsventil 15 und eine Rücklaufleitung 22 aus dem Railsystem 14 wieder dem Kraftstofftank 13 zugeführt.In the 2 is a fuel delivery device based on a schematic block diagram 25 of a fuel injection system of an internal combustion engine, for example for a motor vehicle. It has as in the previous embodiment, a prefeed pump 5 on what fuel from a fuel tank 13 via a supply line 4 , further with a filter 17 is provided, is sucked. The pre-feed pump 5 Promotes the fuel to a high pressure pump 10 which a temperature sensor 18 and in this embodiment according to the 2 from two pump elements 1 . 2 that exists over a cam 21 be driven and by means of exhaust valves 19 and inlet suction valves 20 the fuel at high pressure a rail system 14 through which the fuel is distributed to the various injectors (not shown) of the fuel injection system. The from the high pressure pump 10 into the rail system 14 Promoted fuel quantity is in particular by a metering unit 3 controlled, with excess fuel via a pressure relief valve 15 and a return line 22 from the rail system 14 again the fuel tank 13 fed.

Die Kraftstofffördereinrichtung 25 umfasst ebenfalls ein Überströmventil 16, das den Druck des Kraftstoffs regelt, der von der Vorförderpumpe 5 in den Triebwerksraum 26 der Hochdruckpumpe 10 – wo er Schmier- und Kühlzwecke erfüllt – und von dort weiter zu den Einlassventilen 20 gepumpt wird. In der Zulaufleitung 4 ist in Strömungsrichtung vor der mechanischen Vorförderpumpe 5, welche beispielsweise als eine Außenzahnradpumpe verwirklicht sein kann, eine Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 vorgesehen, die mit Einstellmitteln 7 zum variablen Einstellen des Drosselquerschnitts versehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel nach der 2 ist die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mit einem variablen Drosselquerschnitt versehen, der sich in Abhängigkeit von der über das Überströmventil 16 abströmenden Kraftstoffmenge verändert.The fuel conveyor 25 also includes an overflow valve 16 , which regulates the pressure of the fuel, that of the pre-feed pump 5 in the engine room 26 the high pressure pump 10 - where it meets lubricating and cooling purposes - and from there to the inlet valves 20 is pumped. In the supply line 4 is in the flow direction in front of the mechanical prefeed pump 5 , which may be implemented, for example, as an external gear pump, a delivery rate restrictor 6 provided with adjusting means 7 is provided for variably adjusting the throttle cross-section. In this embodiment according to the 2 is the delivery restrictor 6 provided with a variable throttle cross section, which depends on the overflow valve 16 changed outgoing fuel quantity.

Hierzu ist das Überströmventil 16 über einen Absteuerkanal 11 mit der Zulaufleitung 4 verbunden, und zwar stromaufwärts von der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6. Dieser Absteuerkanal 11 ist mit zwei entgegengesetzt wirkenden Steueranschlüssen der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 verbunden, wobei in einem Zweig eine zusätzliche Festdrossel 24, d. h. ein Drosselelement mit festem Drosselquerschnitt, eingebaut ist, was einen mengenabhängigen Druckabfall und somit eine von der abgesteuerten Kraftstoffmenge abhängige Druckdifferenz zwischen den beiden Steueranschlüssen der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 erzeugt. Dabei sei noch darauf hingewiesen, dass eine Absteuerung von Kraftstoff zur Zulaufleitung 4 hin vom Überströmventil 16 überhaupt erst erfolgt, wenn der Druck im Triebwerksraum 26 einen bestimmten Wert überschreitet.For this purpose, the overflow valve 16 via a diversion channel 11 with the supply line 4 connected upstream of the delivery rate restriction throttle 6 , This diversion channel 11 is with two oppositely acting control connections of the flow restrictor 6 connected, wherein in a branch an additional fixed throttle 24 , ie, a throttle element with a fixed throttle cross-section, is installed, resulting in a quantity-dependent pressure drop and thus a dependent of the reduced fuel quantity pressure difference between the two control terminals of the flow restrictor 6 generated. It should also be noted that a control of fuel to the supply line 4 from the overflow valve 16 in fact only occurs when the pressure in the engine room 26 exceeds a certain value.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung 25 mit verstellbarer Fördermengenbegrenzungsdrossel 6, wie es anhand des schematischen Blockschaltbilds nach der 3 gezeigt ist, ist im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel eine mechanische Kopplung des effektiven Drosselquerschnitts der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mit der elektromagnetisch verstellbaren Zumesseinheit 3 vorgesehen. Dabei tragen zu bereits beschriebenen Elementen und Bereichen funktionsäquivalante Elemente und Bereiche die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail beschrieben.In a further embodiment of a fuel delivery device according to the invention 25 with adjustable flow rate restriction throttle 6 as shown by the schematic block diagram after 3 is shown, in contrast to the previous embodiment, a mechanical coupling of the effective throttle cross section of the flow restrictor 6 with the electromagnetically adjustable metering unit 3 intended. In this case, functionally equivalent elements and regions bear the same reference numerals to elements and regions already described. They are not described again in detail.

Die variable Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 ist hier im Bereich der Zumesseinheit 3 angeordnet, so dass die mechanische Kopplung einfach realisiert werden kann. Die Kopplung bewirkt, dass sich bei einer Veränderung des freigegebenen Querschnitts der Zumesseinheit 3 automatisch der Drosselquerschnitt der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 mitverändert und eine angepasste Kraftstoffmenge durch die mechanische Vorförderpumpe 5 bereitgestellt wird: Bei einem kleinen freigegebenen Querschnitt der Zumesseinheit 3 ist der Bedarf an Kraftstoff auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 10 gering, so dass erfindungsgemäß auch die Kraftstofffördermenge der Vorförderpumpe 5 reduziert werden kann. Umgekehrt ist bei einem großen Bedarf an Kraftstoff von hohem Druck im Railsystem 14 die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 durch die mechanische Kopplung mit der Zumesseinheit 3 wieder auf einen großen bzw. sogar maximalen Drosselquerschnitt verstellt, so dass dann wieder eine große bzw. maximale Menge an Kraftstoff von der Vorförderpumpe aus dem Kraftstofftank 13 gefördert wird. Alternativ könnte auch eine hydraulische Kopplung statt der hier verwendeten direkten mechanischen Kopplung vorgesehen werden.The variable delivery rate restrictor 6 is here in the range of the metering unit 3 arranged so that the mechanical coupling can be easily realized. The coupling causes a change in the shared cross-section of the metering unit 3 automatically the throttle cross-section of the flow restrictor 6 mitverändert and an adjusted amount of fuel through the mechanical feed pump 5 is provided: In a small shared cross-section of the metering unit 3 is the need for fuel on the suction side of the high pressure pump 10 low, so that according to the invention, the fuel delivery of Vorförderpumpe 5 can be reduced. Conversely, when there is a great need for fuel, there is high pressure in the rail system 14 the delivery rate restrictor 6 through the mechanical coupling with the metering unit 3 adjusted again to a large or even maximum throttle cross section, so that then again a large or maximum amount of fuel from the feed pump from the fuel tank 13 is encouraged. Alternatively, a hydraulic coupling could be provided instead of the direct mechanical coupling used here.

Die 4 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung 25 mit einer variablen Fördermengenbegrenzungsdrossel 6. Die Fördermengenbegrenzungsdrossel 6, welche in Strömungsrichtung in der Zulaufleitung 4 vor der mechanischen Vorförderpumpe 5 eingebaut ist, ist hier als eine elektrisch verstellbare Drossel 12 ausgeführt. Der Ansteuerstrom für die elektrisch verstellbare Drossel 12 der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 richtet sich bei diesem Beispiel nach dem Ansteuerstrom der Zumesseinheit 3, so dass bedarfsgerecht die Menge an Kraftstoff, welche durch die Vorförderpumpe 5 der Hochdruckpumpe 10 bereitgestellt wird, angepasst werden kann. Die Einstellung des Steuerstroms für die elektrisch verstellbare Drossel 12 wird nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise über eine oder mehrere Kennlinien ermittelt, welche den Ansteuerstrom der Zumesseinheit 3 mit dem Ansteuerstrom der Fördermengenbegrenzungsdrossel 6 koppeln.The 4 shows a schematic block diagram of another embodiment of a fuel delivery device according to the invention 25 with a variable displacement restrictor 6 , The flow restrictor 6 , which in the flow direction in the supply line 4 in front of the mechanical prefeed pump 5 is installed here is as an electrically adjustable throttle 12 executed. The drive current for the electrically adjustable throttle 12 the flow restrictor 6 in this example depends on the drive current of the metering unit 3 , so that the amount of fuel required by the pre-feed pump 5 the high pressure pump 10 is provided, can be adjusted. The setting of the control current for the electrically adjustable throttle 12 is determined according to a particularly advantageous embodiment of the invention, for example, via one or more characteristics, which the drive current of the metering unit 3 with the drive current of the flow restrictor 6 couple.

Claims

Fuel conveyor ( 25 ), with a prefeed pump ( 5 ), a high-pressure pump connected to its outlet ( 10 ), and a flow restrictor ( 6 ) in the supply line ( 4 ) to the prefeed pump ( 5 ), characterized in that the flow rate limiting throttle ( 6 ) is adjustable.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 1, characterized in that the flow rate limiting throttle ( 6 ) with an overflow valve ( 16 ), over which the pressure of the high pressure pump ( 10 ) is mechanically coupled.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 2, characterized in that the flow rate limiting throttle ( 6 ) by an additional control edge ( 9 ) on a spring-loaded valve piston ( 8th ) of the overflow valve ( 16 ) is formed.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 1, characterized in that it comprises an overflow valve ( 16 ), over which the pressure of the high pressure pump ( 10 ) is adjusted, and that the flow rate limiting throttle ( 6 ) by a quantity-dependent pressure drop in a diversion line ( 11 ) of the overflow valve ( 16 ) is controlled.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 4, characterized in that the diversion line ( 11 ) with two oppositely acting control connections of the adjustable flow restrictor ( 6 ) and the pressure drop across a fixed throttle ( 24 ) between the two control terminals is brought about.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 1, characterized in that the flow rate limiting throttle ( 6 ) is electrically adjustable.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 6, characterized in that the drive signal of the flow rate limiting throttle ( 6 ) from the drive signal of a metering unit ( 3 ), which is fluidically connected between the prefeed pump ( 5 ) and high-pressure pump elements ( 1 . 2 ) is arranged.

Fuel conveyor ( 25 ) according to claim 1, characterized in that the adjustable flow restrictor ( 6 ) mechanically with a metering unit ( 3 ), which is fluidically connected between pre-feed pump ( 5 ) and high-pressure pump elements ( 1 . 2 ) is arranged.

Fuel conveyor ( 25 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the prefeed pump ( 5 ) is a mechanical feed pump, in particular an external gear pump, which is driven by a camshaft of the internal combustion engine.