DE19927804A1

DE19927804A1 - Kraftstoffversorgungsanlage für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19927804A1
Application number: DE1999127804
Authority: DE
Inventors: Markus Rueckle; Juergen Hammer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2000-12-28
Also published as: GB0014469D0; JP2001020829A; FR2795138A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff (5) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (1), einer Kraftstoffpumpeneinheit und mit mindestens einem Kraftstoffventil (4), wobei die Kraftstoffpumpeneinheit den Kraftstoff (5) aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (1) über eine Druckleitung (6) zu dem Kraftstoffventil (4) fördert, über das der Kraftstoff (5) zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei eine Entlastungseinrichtung (7) vorgesehen ist, durch die der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung (6) in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine absenkbar ist. Um die Kraftstoffversorgungsanlage möglichst einfach, robust und kostengünstig auszubilden, schlägt die Erfindung vor, dass die Entlastungseinrichtung (7) mit der Druckleitung (6) in Verbindung steht und einen mechanisch/hydraulisch zuschaltbaren künstlichen Verbraucher umfasst.

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, einer Kraftstoffpumpeneinheit und mit mindestens einem Kraftstoffventil, wobei die Kraftstoffpumpeneinheit den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter über eine Druckleitung zu dem Kraftstoffventil fördert, über das der Kraftstoff zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei eine Entlastungseinrichtung vorgesehen ist, durch die der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine absenkbar ist.

Eine derartige Kraftstoffversorgungsanlage ist aus dem Stand der Technik bspw. aus der DE 195 39 883 A1 bekannt. Bei der dort offenbarten Kraftstoffversorgungsanlage umfaßt die Kraftstoffpumpeneinheit eine erste Kraftstoffpumpe und eine zweite Kraftstoffpumpe, wobei die erste Kraftstoffpumpe den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter zu der zweiten Kraftstoffpumpe fördert, die den Kraftstoff dann über die Druckleitung zu dem Kraftstoffventil fördert. Bei der Kraftstoffversorgungsanlage ist eine Entlastungseinrichtung vorgesehen, durch die der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung abgesenkt werden kann. Ohne diese Entlastungseinrichtung könnte ein Druckabbau in der Druckleitung nur über die Einspritzmenge (die Kraftstoffmenge, die über das Kraftstoffventil in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt), die Steuermenge (die Kraftstoffmenge, die zum Ansteuern der Kraftstoffventile dient) und die Leckagemenge (die Kraftstoffmenge, die trotz geschlossenem Ventil durch dieses hindurchfließt) erfolgen. Das würde dazu führen, dass in bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine der Druckabbau zu langsam erfolgt.

Eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, bei der sich der zu langsame Druckabbau in der Druckleitung bemerkbar macht, ist bspw. der Betrieb der Brennkraftmaschine im Teillastbereich, insbesondere im Schubbereich. Im Schubbereich ist die Einspritzmenge gleich Null und der Druckabbau in der Druckleitung kann ohne Entlastungseinrichtung nur über Leckagen z. B. im Injektor erfolgen. Bei der Wiederaufnahme des Lastbetriebs nach einem Schubbetrieb kann es in bestimmten Fällen dazu kommen, dass der Ist-Druck in der Druckleitung deutlich höher ist als der Soll-Druck, was unter Einhaltung der geforderten Einspritzmenge zu einer sehr kurzen Einspritzdauer führt. Dies wiederum macht sich durch ein kurzes, nagelndes Geräusch der Brennkraftmaschine bemerkbar, das sowohl für Fahrer und Mitfahrer des Kraftfahrzeugs als auch für umstehende Personen als äußerst störend empfunden wird. Durch die bei der bekannten Kraftstoffversorgungsanlage vorgesehene Entlastungseinrichtung kann der Druckabbau in der Druckleitung dagegen im Bedarfsfall wesentlich schneller erfolgen, was in bestimmten Fällen zu einer erheblichen Reduzierung des Verbrennungsgeräusches der Brennkraftmaschine führt.

Die Entlastungseinrichtung bei der aus der DE 195 39 883 A1 bekannten Kraftstoffversorgungsanlage ist bspw. als ein elektromagnetisch gesteuertes Entlastungsventil ausgebildet, das mit der Druckleitung in Verbindung steht. Wenn eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine vorliegt, in der der Druck in der Druckleitung rasch abgesenkt werden muss, wird das Entlastungsventil von einem Steuergerät elektrisch angesteuert, damit es zumindest solange öffnet, bis der erforderliche Druckabbau in der Druckleitung vollzogen ist. Das Steuergerät muss neben dem Entlastungsventil jedoch auch eine Vielzahl anderer Sensoren und Aktoren, z. B. als Injektoren ausgebildete Kraftstoffventile, ansteuern. In der Regel ist das Steuergerät als eine zentrale Steuerungseinheit für die gesamte Brennkraftmaschine zuständig. Bei der bekannten Kraftstoffversorgungsanlage wird das Steuergerät durch die Ansteuerung des Entlastungsventils zusätzlich belastet. Diese zusätzliche Belastung betrifft sowohl die Rechenleistung des Steuergeräts als auch die Versorgung des Entlastungsventils mit elektrischer Energie. Außerdem kann es beim Betrieb des elektromagnetisch angesteuerten Entlastungsventils zu hohen thermischen Belastungen des Entlastungsventils kommen. Eine Kühlvorrichtung o. ä. ist bei dem Entlastungsventil der bekannten Kraftstoffversorgungsanlage nicht vorgesehen. Schließlich sind die elektromagnetisch angesteuerten Entlastungsventile, wie sie bei der bekannten Kraftstoffversorgungsanlage eingesetzt werden, sehr teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Kraftstoffversorgungsanlage der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass die Entlastungseinrichtung einfach, robust und kostengünstig ausgebildet ist und unabhängig von einem elektrischen Steuergerät arbeitet.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Kraftstoffversorgungsanlage der eingangs genannten Art vor, dass die Entlastungseinrichtung mit der Druckleitung in Verbindung steht und einen mechanisch/hydraulisch zuschaltbaren und abschaltbaren künstlichen Verbraucher umfasst.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass der in der Druckleitung herrschende Druck in vorteilhafter Weise über einen mit der Druckleitung in Verbindung stehenden künstlichen Verbraucher abgebaut werden kann. Der Verbraucher ist so dimensioniert, dass der Druckabbau in der Druckleitung in bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, bspw. beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Teillastbereich, insbesondere beim Betrieb der Brennkraftmaschine im Schubbereich, so schnell erfolgt, dass bei der Wiederaufnahme des Lastbetriebs der Ist-Druck in der Druckleitung in etwa so groß ist wie der Soll-Druck, so dass ein nagelndes Verbrennungsgeräusch der Brennkraftmaschine nicht auftritt. Andererseits muss bei der Dimensionierung des künstlichen Verbrauchers auch darauf geachtet werden, dass in der Druckleitung nach wie vor ein ausreichend großer Druck aufgebaut werden kann, dass die Brennkraftmaschine problemlos im Volllastbereich betrieben werden kann.

Damit bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage ein bestimmter Grenzdruck, bspw. der Leerlaufdruck, in der Druckleitung möglichst schnell aufgebaut und sicher gehalten wird, kann der künstliche Verbraucher mechanisch/hydraulisch zugeschaltet oder abgeschaltet werden. Der Verbraucher bleibt vorzugsweise bis zum Erreichen des Grenzdrucks abgeschaltet. Erst nach Überschreiten des Grenzdrucks wird der Verbraucher zugeschaltet und führt zu einem Druckabbau in der Druckleitung durch einen kontinuierlichen Verbrauch von Kraftstoff aus der Druckleitung.

Es ist auch eine stufenweise Zu- und Abschaltung des künstlichen Verbrauchers in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine denkbar, wobei der Verbraucher dann in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine mehr oder weniger Kraftstoff aus der Druckleitung verbraucht.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage hat den Vorteil, dass sie einfach und robust aufgebaut ist. Außerdem ist die mechanisch/hydraulisch betätigbare Entlastungseinrichtung der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage wesentlich kleinbauender als die elektrisch angesteuerten Entlastungseinrichtungen herkömmlicher Kraftstoffversorgungsanlagen. Schließlich arbeitet Entlastungseinrichtung der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage unabhängig von dem Steuergerät der Brennkraftmaschine und führt nicht zu einer zusätzlichen Belastung des Steuergeräts.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der künstliche Verbraucher einen Rücklauf von der Druckleitung zu dem Kraftstoffvorratsbehälter umfaßt, wobei in dem Rücklauf eine Drossel angeordnet ist. Über den Rücklauf kann bei zugeschaltetem künstlichem Verbraucher eine von dem Drosselquerschnitt abhängige Kraftstoffmenge aus der Druckleitung zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter fließen.

Zum mechanischen/hydraulischen Zu- und Abschalten des künstlichen Verbrauchers weist die Entlastungseinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein druckgesteuertes Ventil auf. Dieses Ventil kann als ein Schieberventil oder als ein Sitzventil ausgebildet sein. Das Ventil ist in seiner Ruheposition, d. h. bei abgeschalteter Brennkraftmaschine, geschlossen und der künstliche Verbraucher ist abgeschaltet, d. h. die Verbindung zwischen dem künstlichen Verbraucher und der Druckleitung ist unterbrochen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil entgegen des in der Druckleitung herrschenden Drucks durch ein Federelement derart beaufschlagt, dass der künstliche Verbraucher bis zum Überschreiten eines Grenzdrucks abgeschaltet bleibt. Der Grenzdruck ist in vorteilhafter Weise durch die Auswahl einer geeigneten Feder einstellbar. Durch die Wahl einer Feder mit einer gewünschten Federkonstante oder durch eine Feder, die unter einer gewünschten Vorspannung steht, kann der Grenzdruck eingestellt werden. Der Grenzdruck ist vorzugsweise der Leerlaufdruck, der im Leerlauf der Brennkraftmaschine in der Druckleitung herrscht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Durchflußkennlinie der Entlastungseinrichtung eine Hystereseschleife aufweist, wobei der zugeschaltete künstliche Verbraucher erst nach Unterschreiten des Grenzdrucks abgeschaltet wird. Bei einem steigenden Durchlaufen der Durchflußkennlinie steigt die Durchflußmenge ab dem Überschreiten des Grenzdrucks mit zunehmendem Druck in der Druckleitung an. Bei einem fallenden Durchlaufen weist die Durchflußkennlinie bei denselben Drücken eine höhere Durchflußmenge auf als bei steigendem Durchlaufen. Der künstliche Verbraucher wird also erst nach dem Überschreiten des Grenzdrucks, vorzugsweise des Leerlaufdrucks, zugeschaltet. Dadurch kann der Leerlaufdruck rasch aufgebaut und sicher gehalten werden. Nach dem Überschreiten des Leerlaufdrucks bleibt der künstliche Verbraucher so lange zugeschaltet, bis der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung den Grenzdruck unterschritten hat. Auf diese Weise kann im Bedarfsfall ein rascher Druckabbau in der Druckkammer gewährleistet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Ventil der Entlastungseinrichtung als ein druckgesteuertes Schieberventil ausgebildet. Das Schieberventil weist einen federbelasteten Kolben auf, der aufgrund der Federkraft und der druckabhängigen Kraft des Kraftstoffs in der Druckleitung im Gleichgewicht steht. Ist der Druck in der Druckleitung kleiner oder gleich dem Grenzdruck, so steht der Kolben in einer geschlossenen Stellung. Lediglich der Leckstrom strömt in der geschlossenen Stellung über den Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Kolben des Schieberventils ab. Der Druckabbau in der Druckleitung auf Grund dieses Leckstroms ist sehr klein. Überschreitet der Druck in der Druckleitung den Grenzdruck, so wird der Kolben entgegen der Federkraft so weit verschoben, dass er einen Absteuerkanal zu dem künstlichen Verbraucher freigibt. In dieser Stellung findet über den künstlichen Verbraucher ein wesentlich schnellerer Druckabbau statt. Somit gehorcht der Druckabbau in dieser Stellung des Ventils der Durchflusskennlinie des künstlichen Verbrauchers bzw. der Drossel.

Sobald der Druck in der Druckleitung wieder unter einen festgelegten Druckwert fällt, der kleiner als der Grenzdruck ist, wird der Kolben des Schieberventils durch das Federelement in die geschlossene Stellung verschoben. Der Absteuerkanal ist verschlossen, und der künstliche Verbraucher ist abgeschaltet.

Alternativ wird gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass das Ventil der Entlastungseinrichtung als ein druckgesteuertes Sitzventil ausgebildet ist. Das Sitzventil weist ein Verschlusselement auf, das von einem Federelement entgegen der Druckkraft des Kraftstoffs in der Druckleitung auf den Ventilsitz des Sitzventils gedrückt wird. In diesem Betriebsbereich findet ein Druckabbau in der Druckleitung lediglich durch einen Leckstrom statt, der in geschlossener Stellung des Ventils zwischen dem Verschlusselement und dem Ventilsitz hindurch strömt. Der Druckabbau auf Grund des Leckstroms ist sehr klein. Auf das Verschlusselement wirkt die Druckkraft in der Druckleitung entgegen der Kraft des Federelements. Das Sitzventil ist derart ausgelegt, dass das Verschlusselement entgegen der Kraft des Federelements von dem Ventilsitz abgehoben wird, sobald der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung den Grenzdruck überschreitet. Der Druckabbau gehorcht in diesem Betriebsbereich zunächst der Größe der Durchflussfläche, die sich zwischen dem Ventilsitz und dem Verschlusselement auftut. Sobald diese Durchflussfläche größer ist als die Querschnittsfläche eines dem Sitzventil in Durchflussrichtung nachgeordneten künstlichen Verbrauchers, gehorcht der Druckabbau der Durchflusskennlinie dieses künstlichen Verbrauchers.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Rücklauf der Kraftstoffpumpeneinheit als Kühlstrom durch die Entlastungseinrichtung zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter geführt ist. Durch den Kühlstrom kann die Entlastungseinrichtung mittels Kraftstoff gekühlt werden, um die hydraulische Verlustleistung, die insbesondere in Wärme umgewandelt wird, abzuführen. Durch den Kühlstrom kann die thermische Belastung der Entlastungseinrichtung während des Betriebs entscheidend reduziert und deren Haltbarkeit erhöht werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kraftstoffpumpeneinheit eine erste Kraftstoffpumpe und eine zweite Kraftstoffpumpe aufweist, wobei die erste Kraftstoffpumpe den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter zu der zweiten Kraftstoffpumpe fördert, die den Kraftstoff über die als ein Speichervolumen eines Common-Rail-Einspritzsystems ausgebildete Druckleitung zu dem Kraftstoffventil fördert. Die erste Kraftstoffpumpe ist als eine Niederdruckpumpe und die zweite Kraftstoffpumpe als eine Hochdruckpumpe ausgebildet. Das Kraftstoffventil, über das der Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt, ist als ein Injektor ausgebildet. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage in einem Common-Rail-Einspritzsystem kommen die Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen. Insbesondere kann der Aufbau des Common-Rail-Einspritzsystems vereinfacht und die Kosten für das Common-Rail-Einspritzsystem können gesenkt werden.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Entlastungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 den Verlauf der Durchflusskennlinie der Entlastungseinrichtung gemäß Fig. 2; und

Fig. 4 eine Entlastungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Kraftstoffversorgungsanlage dient zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine. Sie ist als ein Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet. Die Kraftstoffversorgungsanlage weist einen Kraftstoffbehälter 1, eine erste Kraftstoffpumpe 2, eine zweite Kraftstoffpumpe 3 und vier Kraftstoffventile 4 auf. Die erste Kraftstoffpumpe 2 ist als eine Vorförderpumpe und die zweite Kraftstoffpumpe 3 als eine Hochdruckförderpumpe ausgebildet. Die Kraftstoffeinspritzventile 4 sind als Injektoren ausgebildet. Die erste Kraftstoffpumpe 2 fördert Kraftstoff 5 aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 1 zu der zweiten Kraftstoffpumpe 3. Die zweite Kraftstoffpumpe 3 fördert den Kraftstoff 5 über eine Druckleitung 6 zu den Kraftstoffventilen 4, über die zumindest ein Teil des Kraftstoffes 5 in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann.

Zwischen der ersten Kraftstoffpumpe 2 und der zweiten Kraftstoffpumpe 3 ist ein Kraftstofffilter 7 angeordnet. Die Druckleitung 6 ist als das Speichervolumen des Common- Rail-Einspritzsystems ausgebildet. Mit der Druckleitung 6 der Kraftstoffversorgungsanlage steht eine Entlastungseinrichtung 7 in Verbindung, durch die der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 6 in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine abgesenkt werden kann. So kann es bspw. erforderlich sein, den Druck in der Druckleitung 6 im Teillastbetrieb oder im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine möglichst schnell abzusenken, um bei der Wiederaufnahme des Lastbetriebs die Verbrennungsgeräusche der Brennkraftmaschine zu reduzieren. Die Entlastungseinrichtung 7 weist einen mechanisch/hydraulisch zuschaltbaren künstlichen Verbraucher auf. Der künstliche Verbraucher umfaßt einen Rücklauf 11 von der Druckleitung 6 zu dem Kraftstoffvorratsbehälter 1. In dem Rücklauf 11 ist eine Drossel 8 angeordnet. Bei zugeschaltetem künstlichem Verbraucher kann Kraftstoff aus der Druckleitung 6 über den Rücklauf 11 und die Drossel 8 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 fließen.

Zum mechanisch/hydraulischen Zuschalten und Abschalten des künstlichen Verbrauchers 8 weist die Entlastungseinrichtung 7 ein druckgesteuertes Ventil 9 auf. Das Ventil 9 wird einerseits durch die Kraft eines Federelementes 10 und andererseits durch die Druckkraft des Kraftstoffs in der Druckleitung 6 kräftemäßig beaufschlagt. Der künstliche Verbraucher bleibt solange abgeschaltet, wie der Druck in der Druckleitung 6 einen bestimmten Grenzdruck nicht übersteigt. Sobald die von dem Kraftstoff in der Druckleitung 6 ausgeübte Kraft die Kraft des Federelements 10 übersteigt, wird das druckgesteuerte Ventil 9 in eine Stellung gebracht, in der der künstliche Verbraucher zugeschaltet ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Ventils 9 der Entlastungsvorrichtung 7 ist der künstliche Verbraucher zugeschaltet.

Ein Rücklauf 10 der zweiten Kraftstoffpumpe 3 ist als Kühlstrom durch die Entlastungseinrichtung 7 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 geführt. Mit dem Kühlstrom lässt sich die Entlastungseinrichtung 7 kühlen, indem die hydraulische Verlustleitung aus der Entlastungseinrichtung 7, die zum größten Teil in Wärme umgewandelt wird, abgeführt wird. Der Rücklauf 10 mündet in den Rücklauf 11, durch den bei zugeschaltetem künstlichen Verbraucher Kraftstoff aus der Druckleitung 6 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 fließt. In den Rücklauf 11 mündet auch ein weiterer Rücklauf 12 von den Kraftstoffventilen 4, der einen Leckstrom der Kraftstoffventile 4 führt.

In Fig. 2 ist eine Entlastungseinrichtung 7 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Das Ventil 9 der Entlastungseinrichtung 7 ist als ein mechanisch/hydraulisch zuschaltbares, druckgesteuertes Schieberventil 13 ausgebildet. Das Schieberventil 13 weist einen federbelasteten Kolben 14 auf, der in einem Gehäuse 16 verschiebbar geführt ist. Der Kolben 14 steht einerseits mit der Kraft des Federelements 10 und andererseits mit der raildruckabhängigen Druckkraft des Kraftstoffs in der Druckleitung 6 im Gleichgewicht. Ist der Druck in der Druckleitung 6 kleiner bzw. gleich einem Grenzdruck, so steht der Kolben 14 in einer geschlossenen Stellung (vgl. Fig. 2). In der geschlossenen Stellung des Kolbens 14 strömt lediglich ein Leckstrom über den Spalt 15 zwischen dem Gehäuse 16 und dem Kolben 14 des Schieberventils 13 aus der Druckleitung 6 ab. In dieser Stellung erfolgt der Druckabbau in der Druckleitung 6 sehr langsam.

Als Grenzdruck wird vorzugsweise der Leerlaufdruck p_LL gewählt, der im Leerlauf der Brennkraftmaschine in der Druckleitung 6 herrscht. Bei derzeit üblichen Common-Rail- Einspritzsystemen beträgt dieser Leerlaufdruck p_LL in etwa 250 bar.

Überschreitet der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 6 den Grenzdruck, so bewegt sich der Kolben 14 entgegen der Kraft des Federelements 10 so weit nach unten, bis er einen Absteuerkanal 17 zu der Drossel 8 freigibt. In dieser Stellung des Schieberventils 13 gehorcht der Druckabbau in der Druckleitung 6 der Durchflusskennlinie der Drossel 8. In Fig. 3 ist die Durchflusskennlinie durch die Drossel 8 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Durchflussmenge durch die Drossel 8 bis zum Erreichen des Leerlaufdrucks p_LL nahezu Null ist. Lediglich der Leckstrom Q_L strömt über den Spalt 15 des druckgesteuerten Schieberventils 13. Sobald der Druck p auf einen Wert oberhalb des Leerlaufdrucks p_LL ansteigt, gibt das Schieberventil 13 den Absteuerkanal 17 zu der Drossel 8 frei. Eine bestimmte Durchflussmenge an Kraftstoff kann nun aus der Druckleitung 6 über die Drossel 8 und den Rücklauf 11 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 fließen.

In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass die Durchflusskennlinie der Drossel 8 eine Hystereseschleife aufweist. Bei steigendem Durchlaufen der Durchflusskennlinie weist die Durchflusskennlinie für dieselben Drücke p geringere Werte für die Durchflussmenge auf als beim fallenden Durchlaufen der Durchflusskennlinie. Außerdem bleibt der künstliche Verbraucher bei einem sinkenden Druck in der Druckleitung 6 über den Grenzdruck p_LL hinaus zugeschaltet, so dass sich beim fallenden Durchlaufen der Durchflusskennlinie auch für Drücke unterhalb des Grenzdrucks p_LL begrenzte Durchflussmengen ergeben.

Bei dem Nennbetriebsdruck p_B in der Druckleitung 6 ergibt sich bei derzeit eingesetzten Common-Rail-Einspritzsystemen mit der Entlastungseinrichtung 7 aus Fig. 2 eine Durchflussmenge von etwa 12 l/h. Der Nennbetriebsdruck liegt etwa bei 1300 bar.

In Fig. 4 ist eine Entlastungseinrichtung 7 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei ist das Ventil 9 als ein Sitzventil 18 ausgebildet. Das Sitzventil 18 weist einen Ventilsitz 19 auf, an dem ein Verschlusselement 20 durch das Federelement 10 federbelastet aufliegt. Das Verschlußelement 20 ist als eine Ventilkugel ausgebildet. Sobald die Druckkraft durch den Kraftstoff in der Druckleitung 6 die Federkraft des Federelements 10 übersteigt, wird das Verschlusselement 20 entgegen der Kraft des Federelements 10 von dem Ventilsitz 19 abgehoben. Zwischen dem Verschlusselement 20 und dem Ventilsitz 19 tut sich eine Durchlassöffnung mit einer bestimmten Druckflußfläche auf, über die eine bestimmte Menge Kraftstoff aus der Druckleitung 6 über die Drossel 8 und den Rücklauf 11 zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 fließen kann. Bei vollständig geöffnetem Sitzventil 18 gehorcht der Druckabbau der Durchflusskennlinie der Drossel 8.

Claims

1. Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff (5) für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter (1), einer Kraftstoffpumpeneinheit und mit mindestens einem Kraftstoffventil (4), wobei die Kraftstoffpumpeneinheit Kraftstoff (5) aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (1) über eine Druckleitung (6) zu dem Kraftstoffventil (4) fördert, über das der Kraftstoff (5) zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei eine Entlastungseinrichtung (7) vorgesehen ist, durch die der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung (6) in Abhängigkeit von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine absenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (7) mit der Druckleitung (6) in Verbindung steht und einen mechanisch/hydraulisch zuschaltbaren und abschaltbaren künstlichen Verbraucher umfaßt.

2. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der künstliche Verbraucher einen Rücklauf (11) von der Druckleitung (6) zu dem Kraftstoffvorratsbehälter (1) umfaßt, wobei in dem Rücklauf (11) eine Drossel (8) angeordnet ist.

3. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (7) ein druckgesteuertes Ventil (9) aufweist, über das der Verbraucher zuschaltbar und abschaltbar ist.

4. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (9) entgegen des in der Druckleitung (6) herrschenden Drucks durch ein Federelement (10) derart beaufschlagt ist, dass der künstliche Verbraucher bis zum Überschreiten eines Grenzdrucks abgeschaltet bleibt.

5. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzdruck durch die Auswahl eines geeigneten Federelements (10) einstellbar ist.

6. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzdruck der Leerlaufdruck (p_LL) ist, der im Leerlauf der Brennkraftmaschine in der Druckleitung (6) herrscht.

7. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflußkennlinie der Entlastungseinrichtung (7) eine Hystereseschleife aufweist, wobei der zugeschaltete künstliche Verbraucher erst nach Unterschreiten des Grenzdrucks abgeschaltet wird.

8. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (9) der Entlastungseinrichtung (7) als ein druckgesteuertes Schieberventil (13) ausgebildet ist.

9. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (9) der Entlastungseinrichtung (7) als ein druckgesteuertes Sitzventil (18) ausgebildet ist.

10. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rücklauf (10) der Kraftstoffpumpeneinheit durch die Entlastungseinrichtung (7) hindurch zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter (1) geführt ist.

11. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpeneinheit eine erste Kraftstoffpumpe (2) und eine zweite Kraftstoffpumpe (3) aufweist, wobei die erste Kraftstoffpumpe (2) den Kraftstoff (5) aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (1) zu der zweiten Kraftstoffpumpe (3) fördert, die den Kraftstoff (5) über die als ein Speichervolumen eines Common-Rail- Einspritzsystems ausgebildete Druckleitung (6) zu dem Kraftstoffventil (4) fördert.