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EP2013471B1 - Kraftstoff-hochdruck-fördereinrichtung - Google Patents

Kraftstoff-hochdruck-fördereinrichtung Download PDF

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Publication number
EP2013471B1
EP2013471B1 EP07726366A EP07726366A EP2013471B1 EP 2013471 B1 EP2013471 B1 EP 2013471B1 EP 07726366 A EP07726366 A EP 07726366A EP 07726366 A EP07726366 A EP 07726366A EP 2013471 B1 EP2013471 B1 EP 2013471B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
flow path
delivery device
fuel delivery
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP07726366A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2013471A1 (de
Inventor
Sascha Ambrock
Andreas Dutt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2013471A1 publication Critical patent/EP2013471A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2013471B1 publication Critical patent/EP2013471B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/34—Varying fuel delivery in quantity or timing by throttling of passages to pumping elements or of overflow passages, e.g. throttling by means of a pressure-controlled sliding valve having liquid stop or abutment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F02M63/0275—Arrangement of common rails
    • F02M63/028—Returnless common rail system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel delivery device according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel high-pressure conveyor for an internal combustion engine is characterized by the WO 02/40857 A known.
  • This high-pressure fuel delivery device has a high-pressure pump and a low-pressure flow path that leads from a fuel inlet of the high-pressure fuel delivery device to a receiving space for a drive shaft of the high-pressure pump and to at least one inlet valve of the high-pressure pump.
  • a return flow path is provided, is returned via the leakage and / or lubricating fuel.
  • the return flow path leads out of the high pressure pump and flows into a return line to a tank and thus into a low pressure flow path. At least one further connection for the return flow path is thus required in addition to the fuel inlet at the high-pressure fuel delivery device, which leads to a complicated construction of the high-pressure fuel delivery device.
  • a high-pressure fuel conveyor in the form of a high-pressure pump is known, in which the high-pressure pump is shown only symbolically.
  • the high pressure pump does not have a return flow path for leakage and / or lubricating fuel. How a required lubrication of the high pressure pump is not specified here. From a connection between the high-pressure pump and a fuel reservoir performs a return flow path, which opens into a low-pressure flow path to the high-pressure pump. Both the return flow path and the low-pressure flow path are arranged outside the high-pressure pump.
  • the present invention has the object, a high-pressure fuel conveyor of the to provide the aforementioned type, which allows a cheaper construction of the fuel system.
  • the return flow path does not leave the high-pressure fuel delivery device, but is integrated into it.
  • the fuel passing through, for example, the shaft bearings and / or shaft seals of the drive shaft is not returned to the tank but remains within the high pressure fuel delivery by being introduced into the low pressure flow path. In this way, an undesirable heating of the fuel stored in the fuel tank is avoided.
  • An advantageous embodiment of the fuel high-pressure conveyor according to the invention is characterized in that it comprises an integrated prefeed pump. This creates a particularly compact and powerful high-pressure fuel delivery device.
  • the prefeed pump is arranged in the low-pressure flow path, and that the return flow path upstream of the prefeed pump in the low pressure flow path opens.
  • a fuel system with such designed high-pressure fuel delivery device is particularly simple and compact.
  • a mechanical pressure control valve may be provided with a return channel, which opens into the low-pressure flow path upstream of the prefeed pump.
  • a return channel which opens into the low-pressure flow path upstream of the prefeed pump.
  • the high-pressure fuel delivery device can be connected to an external feed pump.
  • an external feed pump Such may, for example, be provided in the region of the tank of the fuel system to which the high-pressure fuel delivery device belongs. In this way it is avoided that a fuel line with comparatively low pressure is present between the high-pressure fuel conveyor and the tank, in which, for example, vapor bubbles can form.
  • a particularly advantageous development of the high-pressure fuel delivery device is characterized in that a suction jet pump is arranged in the low-pressure flow path, which is driven by the fuel flowing to the inlet valve and into which the return flow path opens.
  • the passing through the shaft bearings for example, amount of fuel is sucked in this way by the suction jet pump.
  • the sum of the amount of fuel flowing directly from the receiving space to the intake valve and the amount of flow recirculated via the return flow path is then available as a high-pressure delivery quantity.
  • Such a high-pressure fuel delivery device has a good efficiency, and moreover, the lubrication of the bearings is improved by the forced extraction of the lubricating fuel.
  • an external prefeed pump is provided, with which the fuel high-pressure conveyor is connectable, the return of the lubricating fuel is ensured even at low speeds of the high pressure pump by such a suction jet pump.
  • the adjustment of the prefeed pressure that is, the pressure with which the fuel through the receiving space to the intake valve is promoted, be particularly well adjusted.
  • a particularly compact high-pressure fuel delivery device can be created.
  • an adjustable throttle device may be disposed downstream of the mouth of the return flow path.
  • metering unit allows adjustment of the delivery of the high-pressure pump and thus the high-pressure fuel conveyor.
  • At least one flow restrictor may be arranged in the return flow path.
  • a fuel system carries the overall reference numeral 10. It belongs to an internal combustion engine, not shown, which in turn drives a motor vehicle, not shown.
  • the fuel system 10 includes a fuel tank 12 in which a liquid fuel, such as gasoline or diesel, is stored. From the fuel tank 12, a fuel line 14 via a filter 16 to a high-pressure fuel conveyor 18. In this, the fuel is compressed to a high pressure and conveyed to a fuel pressure accumulator 20, which is also referred to as "rail". To the rail 20 a plurality of fuel injectors 22 are connected, which inject the fuel directly into them associated combustion chambers (not shown) of the internal combustion engine. To the rail 20, a controllable pressure relief valve 24 is connected, from which a drain line 26 leads back to the fuel tank 12.
  • a liquid fuel such as gasoline or diesel
  • the high-pressure fuel delivery device 18 includes a fuel inlet 28 to which the fuel line 14 is connected. From the fuel inlet 28, a channel 30 leads to a prefeed pump 32, which is integrated into the high-pressure fuel delivery device 18. From the prefeed pump 32, a channel 34 leads to a high-pressure pump 36.
  • the high-pressure pump 36 as well as the prefeed pump 32 is mechanically driven by the internal combustion engine, for example by a camshaft of the internal combustion engine.
  • the high pressure pump 36 comprises a housing 38 having a receiving space 40 for a provided with a cam 42 drive shaft 44. This works with two pistons 46 a and 46 b together, the delivery spaces 48 a and 48 b limit.
  • a channel 50 leads to an adjustable throttling device 52, from which in turn pass channels 54a and 54b via intake valves 56a and 56b to the delivery chambers 48a and 48b.
  • Channels 58a and 58b connect delivery chambers 48a and 48b to exhaust valves 60a and 60b. These simultaneously form a fuel outlet of the high-pressure fuel delivery device, to which the rail 20 is connected.
  • the drive shaft 44 is mounted in the housing 38 of the high-pressure pump 36 by shaft bearings.
  • the receiving space 40 is sealed to the outside via corresponding shaft seals.
  • These are not absolutely tight and therefore in FIG. 1 by channels 62a and 62b and corresponding throttles 64a and 64b.
  • the throttle or shaft seal 64a is arranged in a housing cover, the throttle or shaft seal 64b in a housing body. About limiting throttles 65a and 65b lead the channels 62a and 62b back to the channel 30.
  • the mouth is designated 66.
  • an overflow channel 68 branches off, in which a mechanical pressure control or overflow valve 70 is arranged.
  • the overflow channel 68 opens into the channel 62 a and thus ultimately into the channel 30 at 66.
  • the fuel is sucked in by the prefeed pump 32 from the fuel tank 12 and compressed to a comparatively low prefeed pressure, for example 4 bar, and conveyed into the receiving space 40 at this pressure. There it serves to cool and lubricate the bearings of the drive shaft 44. From the receiving space 40, the fuel flows via the adjustable throttle 52 to the intake valves 56a, b and on into the delivery chambers 48a, b, where it is compressed and via the outlet valves 60a, b for Rail 20 is promoted.
  • a comparatively low prefeed pressure for example 4 bar
  • the fuel which passes through for the lubrication of the bearings of the drive shaft 44 and via the shaft seals 64a, b is conveyed via the return flow path 62a, b to the suction side (channel 30) of the prefeed pump 32 and sucked back therefrom.
  • FIG. 2 A fuel system 10 with an alternative embodiment of a high pressure fuel delivery device 18 is shown in FIG FIG. 2 shown. It is true that such elements and areas that have equivalent functions to previously described elements and areas, the same reference numerals and are not explained in detail again.
  • the prefeed pump 32 is not integrated into the high-pressure fuel conveyor 18, but arranged as an external prefeed pump 32 in the region of the fuel tank 12. It is also not powered by the internal combustion engine, but electrically.
  • the pressure control valve 70 with the overflow channel 68 is arranged in the region of the prefeed pump 32 close to the fuel tank 12.
  • an ejector 74 is arranged in the channel 50, which leads from the receiving space 40 via the adjustable throttle 52 to the channels 54a, b and on to the inlet valves 56a, b. This is thus driven by the fuel flowing from the receiving space 40 to the inlet valves 56a, b, and in 66 opens the return flow path 62a, b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine solche Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist durch die WO 02/40857 A bekannt. Diese Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung weist eine Hochdruckpumpe und einen Niederdruck-Strömungsweg auf, der von einem Kraftstoffeinlass der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung zu einem Aufnahmeraum für eine Antriebswelle der Hochdruckpumpe und zu mindestens einem Einlassventil der Hochdruckpumpe führt. Außerdem ist ein Rückführ-Strömungsweg vorgesehen, über den Leckage- und/oder Schmierkraftstoff zurückgeführt wird. Der Rückführ-Strömungsweg führt aus der Hochdruckpumpe heraus und mündet in eine Rücklaufleitung zu einem Tank und somit in einen Niederdruck-Strömungsweg. An der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung ist somit zusätzlich zum Kraftstoffeinlass wenigstens ein weiterer Anschluss für den Rückführ-Strömungsweg erforderlich, was zu einem aufwendigen Aufbau der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung führt.
  • Durch die DE 197 14 488 C1 , ist eine Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung in Form einer Hochdruckpumpe bekannt, bei der die Hochdruckpumpe nur symbolisch dargestellt ist. Bei der Hochdruckpumpe ist kein Rückführ-Strömungsweg für Leckage- und/oder Schmierkraftstoff vorhanden. Wie eine erforderliche Schmierung der Hochdruckpumpe erfolgt ist hier nicht angegeben. Von einer Verbindung zwischen der Hochdruckpumpe und einem Kraftstoffspeicher führt ein Rückführ-Strömungsweg ab, der in einen Niederdruck-Strömungsweg zur Hochdruckpumpe mündet. Sowohl der Rückführ-Strömungsweg als auch der Niederdruck-Strömungsweg sind dabei außerhalb der Hochdruckpumpe angeordnet.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen preiswerteren Aufbau des Kraftstoffsystems ermöglicht.
    • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben. Weitere für die Erfindung wesentliche Merkmale sind ferner in der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung offenbart. Dabei können die einzelnen Merkmale in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein, ohne dass hierauf explizit hingewiesen wird.
    • Vorteilhafte Wirkungen
  • Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung kann auf eine zu einem Tank führende Rücklaufleitung verzichtet werden. Hierdurch wird der Aufbau eines Kraftstoffsystems, in welches die erfindungsgemäße Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung eingebaut ist, vereinfacht, wodurch bei der Herstellung als auch bei Betrieb und Wartung Kosten gespart werden.
  • Erreicht wird dies dadurch, dass der Rückführ-Strömungsweg die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung nicht verlässt, sondern in diese integriert ist. Der beispielsweise durch die Wellenlager und/oder Wellendichtungen der Antriebswelle hindurchtretende Kraftstoff wird also nicht zum Tank zurückgeführt, sondern verbleibt innerhalb der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung, indem er in den Niederdruck-Strömungsweg eingeleitet wird. Auf diese Weise wird auch eine unerwünschte Erwärmung des im Kraftstofftank gelagerten Kraftstoffes vermieden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine integrierte Vorförderpumpe umfasst. Damit wird eine besonders kompakte und leistungsfähige Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung geschaffen.
  • In Weiterbildung hierzu ist es möglich, dass die Vorförderpumpe im Niederdruck-Strömungsweg angeordnet ist, und dass der Rückführ-Strömungsweg stromaufwärts von der Vorförderpumpe in den Niederdruck-Strömungsweg mündet. Ein Kraftstoffsystem mit einer derart ausgestalteten Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung baut besonders einfach und kompakt.
  • Dabei kann ein mechanisches Druckregelventil mit einem Rücklaufkanal vorgesehen sein, der stromaufwärts von der Vorförderpumpe in den Niederdruck-Strömungsweg mündet. Auf diese Weise wird ein konstanter Zulaufdruck zum Einlassventil der Hochdruckpumpe realisiert, und dennoch baut die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung kompakt und einfach, da ein separater Rücklaufkanal nicht erforderlich ist.
  • Alternativ kann die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung mit einer externen Vorförderpumpe verbindbar sein. Eine solche kann beispielsweise im Bereich des Tanks des Kraftstoffsystems vorgesehen sein, zu dem die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung gehört. Auf diese Weise wird vermieden, dass zwischen der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung und dem Tank eine Kraftstoffleitung mit vergleichsweise niedrigem Druck vorhanden ist, in der sich beispielsweise Dampfblasen bilden können.
  • Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass im Niederdruck-Strömungsweg eine Saugstrahlpumpe angeordnet ist, die von dem zum Einlassventil strömenden Kraftstoff angetrieben wird und in die der Rückführung-Strömungsweg mündet. Die beispielsweise durch die Wellenlager hindurchtretende Kraftstoffmenge wird auf diese Weise von der Saugstrahlpumpe angesaugt. Die Summe der direkt vom Aufnahmeraum zum Einlassventil strömenden Kraftstoffmenge und der über den Rückfiihr-Strömungsweg rückgeführten Strömungsmenge steht dann als Hochdruckfördermenge zur Verfügung. Eine solche Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung hat einen guten Wirkungsgrad, und darüber hinaus wird die Schmierung der Lager durch die Zwangsabsaugung des Schmierkraftstoffes verbessert. Vor allem dann, wenn eine externe Vorförderpumpe vorgesehen ist, mit der die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung verbindbar ist, wird durch eine solche Saugstrahlpumpe die Rückführung des Schmierkraftstoffes auch bei niedrigen Drehzahlen der Hochdruckpumpe gewährleistet.
  • Wenn die Vorförderpumpe elektrisch angetrieben wird, kann die Einstellung des Vorförderdrucks, also jenes Drucks, mit dem der Kraftstoff durch den Aufnahmeraum hindurch zum Einlassventil gefördert wird, besonders gut eingestellt werden. Darüber hinaus verfügt man dann über besonders viele Freiheitsgrade im Hinblick auf die Platzierung der Vorförderpumpe.
  • Wird die Vorförderpumpe dagegen mindestens mittelbar von der Brennkraftmaschine angetrieben, kann eine besonders kompakte Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung geschaffen werden.
  • In dem Niederdruck-Strömungsweg kann stromabwärts von der Mündung des Rückführ-Strömungswegs eine verstellbare Drosseleinrichtung angeordnet sein. Eine solche, auch als "Zumesseinheit" bezeichnete Drosseleinrichtung ermöglicht eine Einstellung der Fördermenge der Hochdruckpumpe und damit der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Platzierung der Drosseleinrichtung wird die Fördermenge durch die über den Rückführ-Strömungsweg rückgeführte Kraftstoffmenge nicht beeinflusst.
  • In dem Rückführ-Strömungsweg kann mindestens eine Strömungsdrossel angeordnet sein. Durch diese kann die über den Rückführ-Strömungsweg rückgeführte Kraftstoffmenge gezielt eingestellt werden, was den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung nochmals verbessert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einer ersten Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung; und
    Figur 2
    eine Darstellung ähnlich Figur 1, jedoch mit einer zweiten Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • In Figur 1 trägt ein Kraftstoffsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es gehört zu einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine, die wiederum ein nicht gezeigtes Kraftfahrzeug antreibt.
  • Das Kraftstoffsystem 10 umfasst einen Kraftstofftank 12, in dem ein flüssiger Kraftstoff, beispielsweise Benzin oder Diesel, bevorratet ist. Von dem Kraftstofftank 12 führt eine Kraftstoffleitung 14 über einen Filter 16 zu einer Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung 18. In dieser wird der Kraftstoff auf einen hohen Druck komprimiert und zu einem Kraftstoff-Druckspeicher 20 gefördert, der auch als "Rail" bezeichnet wird. An das Rail 20 sind mehrere Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 22 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine einspritzen. An das Rail 20 ist ein steuerbares Überdruckventil 24 angeschlossen, von dem eine Ablaufleitung 26 zum Kraftstofftank 12 zurückführt.
  • Die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung 18 umfasst einen Kraftstoffeinlass 28, an den die Kraftstoffleitung 14 angeschlossen ist. Vom Kraftstoffeinlass 28 führt ein Kanal 30 zu einer Vorförderpumpe 32, die in die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung 18 integriert ist. Von der Vorförderpumpe 32 führt ein Kanal 34 zu einer Hochdruckpumpe 36. Die Hochdruckpumpe 36 wird ebenso wie die Vorförderpumpe 32 mechanisch von der Brennkraftmaschine, beispielsweise von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine, angetrieben. Die Hochdruckpumpe 36 umfasst ein Gehäuse 38 mit einem Aufnahmeraum 40 für eine mit einem Nocken 42 versehene Antriebswelle 44. Diese arbeitet mit zwei Kolben 46a und 46b zusammen, die Förderräume 48a beziehungsweise 48b begrenzen.
  • Vom Aufnahmeraum 40 führt ein Kanal 50 zu einer verstellbaren Drosseleinrichtung 52, von der wiederum Kanäle 54a und 54b über Einlassventile 56a und 56b zu den Förderräumen 48a und 48b führen. Kanäle 58a und 58b verbinden die Förderräume 48a und 48b mit Auslassventilen 60a und 60b. Diese bilden gleichzeitig einen Kraftstoffauslass der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung, an den das Rail 20 angeschlossen ist.
  • Die Antriebswelle 44 ist im Gehäuse 38 der Hochdruckpumpe 36 durch Wellenlager gelagert. Der Aufnahmeraum 40 ist über entsprechende Wellendichtungen nach außen hin abgedichtet. Diese sind jedoch nicht absolut dicht und daher in Figur 1 durch Kanäle 62a und 62b und entsprechende Drosseln 64a und 64b bezeichnet. Die Drossel beziehungsweise Wellendichtung 64a ist dabei in einem Gehäusedeckel, die Drossel beziehungsweise Wellendichtung 64b in einem Gehäusekörper angeordnet. Über Begrenzungsdrosseln 65a und 65b führen die Kanäle 62a und 62b zum Kanal 30 zurück. Die Mündung ist mit 66 bezeichnet. Vom Kanal 50 zweigt noch ein Überströmkanal 68 ab, in dem ein mechanisches Druckregel- beziehungsweise Überströmventil 70 angeordnet ist. Der Überströmkanal 68 mündet in den Kanal 62a und somit letztlich bei 66 in den Kanal 30.
  • In den Kanälen 30, 34, im Aufnahmeraum 40, im Kanal 50 und in den Kanälen 54a und 54b herrscht ein vergleichsweise niedriger Druck. Dieser Strömungsweg wird daher auch als "Niederdruck-Strömungsweg" bezeichnet. Er trägt insgesamt das Bezugszeichen 72. Der durch die Wellendichtungen 64a und 64b hindurchtretende Kraftstoff wird über die Kanäle 62a und 62b zur Mündung 66 zurückgeführt. Die Kanäle 62a und 62b werden daher auch als "Rückführ-Strömungsweg" bezeichnet.
  • Im Betrieb wird der Kraftstoff von der Vorförderpumpe 32 aus dem Kraftstofftank 12 angesaugt und auf einen vergleichsweise niedrigen Vorförderdruck, beispielsweise 4 bar, verdichtet und mit diesem Druck in den Aufnahmeraum 40 gefördert. Dort dient er zur Kühlung und Schmierung der Lager der Antriebswelle 44. Vom Aufnahmeraum 40 strömt der Kraftstoff über die verstellbare Drossel 52 zu den Einlassventilen 56a, b und weiter in die Förderräume 48a, b, wo er komprimiert und über die Auslassventile 60a, b zum Rail 20 gefördert wird. Der für die Schmierung der Lager der Antriebswelle 44 und über die Wellendichtungen 64a, b hindurchtretende Kraftstoff wird über den Rückführ-Strömungsweg 62a, b auf die Saugseite (Kanal 30) der Vorförderpumpe 32 gefördert und von dieser wieder angesaugt.
  • Ein Kraftstoffsystem 10 mit einer alternativen Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung 18 ist in Figur 2 dargestellt. Dabei gilt, dass solche Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu vorab beschriebenen Elementen und Bereichen aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals näher erläutert sind.
  • Bei dem Kraftstoffsystem 10 von Figur 2 ist die Vorförderpumpe 32 nicht in die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung 18 integriert, sondern als externe Vorförderpumpe 32 im Bereich des Kraftstofftanks 12 angeordnet. Sie wird ferner nicht von der Brennkraftmaschine, sondern elektrisch angetrieben. Auch das Druckregelventil 70 mit dem Überströmkanal 68 ist im Bereich der Vorförderpumpe 32 nahe zum Kraftstofftank 12 angeordnet.
  • Im Kanal 50, der vom Aufnahmeraum 40 über die verstellbare Drossel 52 zu den Kanälen 54a, b und weiter zu den Einlassventilen 56a, b führt, ist eine Saugstrahlpumpe 74 angeordnet. Diese wird also von dem vom Aufnahmeraum 40 zu den Einlassventilen 56a, b strömenden Kraftstoff angetrieben, und in sie mündet in 66 der Rückführ-Strömungsweg 62a, b.

Claims (11)

  1. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) für eine Brennkraftmaschine, wobei die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) zumindest eine Hochdruckpumpe (36) und Strömungswege (30, 34, 40, 50, 58a, 58b, 72) umfasst, durch die Kraftstoff von einem Kraftstoffeinlass (28) der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) zu einem Kraftstoffauslass (60a,60b) der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) gelangt, wobei die Strömungswege (30, 34, 40, 50, 58a, 58b, 72) einen Niederdruck-Strömungsweg (72) umfassen, der von einem Kraftstoffeinlass (28) der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) zu einem Aufnahmeraum (40) für eine Antriebswelle (44) der Hochdruckpumpe (36) und zu mindestens einem Einlassventil (56) der Hochdruckpumpe (36) führt, und mit einem Rückführ-Strömungsweg (62), über den Leckage- und/oder Schmierkraftstoff zurückgeführt wird, wobei der Rückführ-Strömungsweg (62) in den Niederdruck-Strömungsweg (72) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruck-Strömungsweg (72) zum Aufnahmeraum (40) und weiter zu dem mindestens einen Einlassventil (56) führt, dass der Rückführ-Strömungsweg (62) in die Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) integriert ist und diese nicht verlässt, und dass der Rückführ-Strömungsweg (62) innerhalb der Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) in den Niederdruck-Strömungsweg (72) mündet (66).
  2. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine integrierte Vorförderpumpe (32) umfasst.
  3. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (32) im Niederdruck-Strömungsweg (72) angeordnet ist, und dass der Rückführ-Strömungsweg (62) stromaufwärts von der Vorförderpumpe (32) in den Niederdruck-Strömungsweg (72) mündet (66).
  4. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mechanisches Druckregelventil (70) mit einem Überströmkanal (68) umfasst, der stromaufwärts von der Vorförderpumpe (32) in den Niederdruck-Strömungsweg (72) mündet.
  5. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer externen Vorförderpumpe (32) verbindbar ist.
  6. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführ-Strömungsweg (62) zwischen dem Aufnahmeraum (40) und dem Einlassventil (56) in den Niederdruck-Strömungsweg (72) mündet (66).
  7. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Niederdruck-Strömungsweg (72) eine Saugstrahlpumpe (74) angeordnet ist, die von dem zum Einlassventil (56) strömenden Kraftstoff angetrieben wird und in die der Rückführ-Strömungsweg (62) mündet (66).
  8. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (32) elektrisch angetrieben ist.
  9. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorförderpumpe (32) mindestens mittelbar von der Brennkraftmaschine angetrieben wird.
  10. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Niederdruck-Strömungsweg (72) stromabwärts von der Mündung (66) des Rückführ-Strömungswegs (62) eine verstellbare Drosseleinrichtung (52) angeordnet ist.
  11. Kraftstoff-Hochdruck-Fördereinrichtung (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rückführ-Strömungsweg (62) mindestens eine Strömungsdrossel (65) angeordnet ist.
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