DE10324225A1

DE10324225A1 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10324225A1
Application number: DE2003124225
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Müller
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: DE10324225B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe (14), die aus einem Kraftstofftank (12) über eine Kraftstoffversorgungsleitung (4) einen Kraftstoffverteiler (2) mit Kraftstoff versorgt, sowie mit einer Einrichtung zur Erhöhung bzw. Verstärkung des Kraftstoffdrucks. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass in einer Tankrücklaufleitung (18) ein Sperrventil (20) angeordnet ist und dass - in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen - vor dem Sperrventil (20) eine mit einem Rückschlagventil (26) versehene Druckleitung (24) zum Kraftstoffverteiler (2) führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 199 23 302 A1 ist eine Kraftstoffversorgungseinrichtung bekannt, bei der als Druckverstärkungseinrichtung in einer Kraftstoffleitung ein doppelseitig wirkender Stufenkolben angeordnet ist, mit dessen Hilfe der durch eine Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoff auf ein höheres Druckniveau angehoben wird. Der Stufenkolben wird dabei zu Beginn des Betriebs der Kraftstoffpumpe bis zu einem Anschlag verschoben, bis sich der von der Kraftstoffpumpe erzeugte Druck im gesamten Kraftstoffleitungssystem einstellt hat. Nachteilig dabei ist, dass das Potential der durch den Doppelkolben umgesetzten Druckverstärkung durch den Hub des Kolbens begrenzt ist. Darüber hinaus ist das System aufgrund der zusätzlich benötigten Bauteile relativ aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kraftstoff-Druckverstärkungseinrichtung zu schaffen, die einfach und kostengünstig umsetzbar und hinsichtlich ihrer Kapazität auch an unterschiedliche Kraftstoffversorgungssysteme anpassbar ist.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die nach dem hydraulischen Widder-Prinzip funktionierende Kraftstoff-Druckverstärkungseinrichtung zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus und ist darüber hinaus variabel einsetzbar, da die Druckstöße über das ansteuerbare Sperrventil beliebig lange generierbar sind.
In den Unteransprüchen sind weitere Maßnahmen zur vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Kraftstoffversorgungseinrichtung enthalten.
Zur Erzeugung von Druckstößen in der zum Kraftstoffverteiler (Hochdruckrail) führenden Druckleitung wird das Sperrventil über eine Steuereinheit getaktet betrieben.
Das vorgeschlagene Prinzip der Kraftstoff- Druckerhöhung vor bzw. während des Motorstarts eignet sich insbesondere für den Einsatz bei der Benzin-Direkteinspritzung, bei der neben einer elektrisch betriebenen Kraftstoff-Vorförderpumpe eine mechanisch angetriebene Hochdruckpumpe vorgesehen ist. Solange die beispielsweise von der Nockenwelle angetriebene Hochdruckpumpe noch nicht den für eine optimale Verbrennung erforderlichen Betriebsdruck erreicht hat, kann der Kraftstoffverteiler (Hochdruckrail) über die erfindungsgemäße Druckverstärkungseinrichtung mit entsprechendem Druck versorgt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und der Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt die schematische Darstellung einer Kraftstoff-Versorgungseinrichtung.
Die Kraftstoffversorgungseinrichtung weist einen Kraftstoffverteiler, im folgenden als Hochdruckrail 2 bezeichnet auf, das die einzelnen Zylinder bzw. Injektoren der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt. Dazu ist das Hochdruckrail 2 an eine Kraftstoff-Versorgungsleitung 4 angeschlossen, deren erster Leitungsabschnitt 4a zu einer Kraftstoff-Verteilerleiste 6 führt. Im ersten Leitungsabschnitt 4a ist eine mechanisch angetriebene Hochdruckpumpe 8 sowie ein Rückschlagventil 10 vorgesehen. Der zweite Leitungsabschnitt 4b der Versorgungsleitung 4 führt zu einem Kraftstofftank 12. Im zweiten Leitungsabschnitt 4b ist eine elektrisch angetriebene Kraftstoff-Vorförderpumpe 14 angeordnet. Von der Kraftstoff-Verteilerleiste 6 zweigt eine erste Rücklaufleitung 16 ab, die zurück in den Kraftstofftank 12 führt. Eine in der Rücklaufleitung 16 angeordnetes Überströmventil 17 gibt die Rücklaufleitung frei, wenn der Druck in der Verteilerleiste 6 einen bestimmten Wert übersteigt. Eine zweite, an der Kraftstoff-Verteilerleiste 6 angeschlossene Rücklaufleitung 18 führt ebenfalls in den Kraftstofftank 12 zurück. In der zweiten Rücklaufleitung 18 ist ein Sperrventil 20 vorgesehen, das über ein Steuergerät 22 getaktet angesteuert werden kann. Von der zweiten Rücklaufleitung 18 zweigt – in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen – vor dem Sperrventil 20 eine Druckleitung 24 ab, die ebenfalls am Hochdruckrail 2 angeschlossen ist. In der Druckleitung 24 ist am Zweigungspunkt zur Rücklaufleitung 18 ein zweites Rückschlagventil 26 vorgesehen.
Die Kraftstoffversorgungseinrichtung funktioniert auf folgende Art und Weise:
Bei der Entriegelung der Fahrzeugtür oder beispielsweise beim Einschalten der Zündung wird die elektrische Vorförderpumpe 14 aktiviert, die Kraftstoff zur Verteilerleiste 6 bei einem Vorförderdruck von z.B. 6 bar fördert. Gleichzeitig mit der Inbetriebnahme der elektrischen Vorförderpumpe 14 wird das Sperrventil 20 getaktet angesteuert, so dass durch das schnelle Schließen und Öffnen des Sperrventils 20 Druckstöße erzeugt werden, die über das Rückschlagventil 26 und die Druckleitung 24 zum Hochdruckrail 2 geführt werden. Aufgrund der Quasi – Inkompressibilität von Flüssigkeiten genügen kleinste Kraftstoffmengen um eine entsprechende Druckanhebung im Hochdruckrail 2 zu erzeugen. Zur Optimierung dieses Prozesses sind Länge und Durchmesser der Rücklaufleitung 18 und der Druckleitung 24 mit der Taktfrequenz des Sperrventils entsprechend abgestimmt. Unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine stellt dann die beispielsweise durch die Nockenwelle angetriebene mechanische Hochdruckpumpe 8 den für eine Brennkraftmaschine mit Benzin-Direkteinspritzung benötigten Druck von z.B. 110 bar zur Verfügung. Ab diesem Zeitpunkt kann der getaktete Betrieb des Sperrventils 20 beendet und das Sperrventil 20 geschlossen werden.

Claims

Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffpumpe, die aus einem Kraftstofftank über eine Kraftstoffversorgungsleitung einen Kraftstoffverteiler mit Kraftstoff versorgt, sowie mit einer Einrichtung zur Erhöhung bzw. Verstärkung des Kraftstoffdrucks, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Tankrücklaufleitung (18) ein Sperrventil (20) angeordnet ist und dass – in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gesehen – vor dem Sperrventil (20) eine mit einem Rückschlagventil (26) versehene Druckleitung (24) zum Kraftstoffverteiler (2) führt.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung von Druckstößen in der Druckleitung (24) das Sperrventil (20) über eine Steuereinheit (22) getaktet betrieben wird.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kraftstoffversorgungsleitung (4) neben einer elektrisch betriebenen Kraftstoff-Vorförderpumpe (14) eine mechanisch angetriebene Hochdruckpumpe (8) vorgesehen ist.
Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (20) zum Startbeginn der Brennkraftmaschine angesteuert wird.