AT514107B1 - Kraftstoffversorgungsanlage - Google Patents
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Abstract
Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer als Schiffsdieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbereich (4), mit einer Pumpeinrichtung (3), um Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (4) in einen Hochdruckbereich (6) zu fördern, wobei im Hochdruckbereich (6) zwischen der Pumpeinrichtung (3) und Zylindern zugeordneten Injektoren (1) ein permanent unter Hochdruck stehendes Druckspeichersystem (7) vorgesehen ist, welches über eine Hochdruckleitung (10) gekoppelte Speichereinheiten (9) aufweist, wobei das Druckspeichersystem (7) über mindestens eine ebenfalls permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckleitung (10) mit der Pumpeinrichtung (3) verbunden ist, wobei das Druckspeichersystem (7) über abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen (11) mit den Injektoren (1) verbunden ist, wobei mit einer der Speichereinheiten (9) des Druckspeichersystems (7) ein Druckbegrenzungsventil (13) und ein Spülventil (14) zusammenwirken, und wobei der Speichereinheit (9), mit das Druckbegrenzungsventil und das Spülventil zusammenwirken, ein Ventilblock zugeordnet ist, der unmittelbar an der Speichereinheit (9) angreift und der das Druckbegrenzungsventil (13) und das Spülventil (14) aufnimmt.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine nachdem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Der grundsätzliche Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten Common-RailKraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine ist in Fig. 1 gezeigt. Dieser Aufbau istaus der DE 101 57 135 B4 bekannt. So umfasst die Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlageder Fig. 1 je Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils mindestens einen Injektor 1. Über dieInjektoren 1 ist in jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine Kraftstoff einspritzbar. Die Com¬mon-Rail Kraftstoffversorgungsanlage umfasst weiterhin eine mindestens eine Niederdruck¬pumpe 5, mindestens eine Hochdruckpumpe 2 und einen Hochdruckpumpenspeicher 8 aufwei¬sende Pumpeinrichtung 3, um Kraftstoff von einem Niederdruckbereich 4 der Common-RailKraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich 6 derselben zu fördern, wobei imHochdruckbereich 6 zwischen der Pumpeinrichtung 3 und den Injektoren 1 ein permanent unterHochdruck stehendes Druckspeichersystem 7 vorgesehen ist. Das permanent unter Hochdruckstehende Druckspeichersystem 7, welches auch als Common-Rail bezeichnet wird, weist meh¬rere Speichereinheiten 9 auf. Die Speichereinheiten 9 sind mit der Pumpeinrichtung 3 sowieuntereinander über permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen 10 verbunden.Das Druckspeichersystem 7, nämlich die Speichereinheiten 9, sind weiterhin über abhängigvom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen 11 mit den Injekto¬ren 1 verbunden. Den abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehenden Hoch¬druckleitungen 11, welche die Injektoren 1 mit den Speichereinheiten 9 verbinden, sind Schalt¬ventile 12 zugeordnet, die abhängig vom Einspritztakt den Injektoren 1 Kraftstoff zuleiten.
[0003] Aus der DE 101 57 135 B4 ist es weiterhin bekannt, dass einer der Speichereinheiten 9des Druckspeichersystems 7 ein Druckbegrenzungsventil 13 und ein Spülventil 14 zugeordnetist. Bei aus der Praxis bekannten Kraftstoffversorgungsanlagen sind das Druckbegrenzungs¬ventil 13 sowie das Spülventil 14 einerseits über Hochdruckleitungen 15, 16 mit der Speicher¬einheit 9 und andererseits über Niederdruckleitungen 17, 18 mit dem Niederdruckbereich 4 derKraftstoffversorgungsanlage gekoppelt.
[0004] Die Verrohrung des Druckbegrenzungsventils 13 und des Spülventils 14 mit der Spei¬chereinheit 9 über die Hochdruckleitungen 15, 16 ist von Nachteil, da hierdurch zusätzlicheDichtstellen geschaffen werden. Weiterhin verursacht die Verrohrung der oben erwähntenBauteile der Kraftstoffversorgungsanlage einen unübersichtlichen Aufbau der Kraftstoffversor¬gungsanlage, der viel Bauraum benötigt. Die Zugänglichkeit der einzelnen Bauteile der Kraft¬stoffversorgungsanlage ist durch die Verrohrung erschwert.
[0005] Die DE 100 61 873 A1 zeigt und beschreibt ein Kraftstoffspeicherrohr eines Kraftstoffe¬inspritzsystems für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, das variabel aus Modulen zusam¬mengesetzt ist. Die Modultechnik erlaubt die Darstellung unterschiedlich langer Kraftstoffspei¬cher aus nur wenigen unterschiedlichen Bauteilen.
[0006] Aus der WO 2012/040756 A1 ist ein Ventil mit einer Druckbegrenzungsfunktion fürCommon-Rail Schweröl- Einspritzsysteme für Brennkraftmaschinen bekannt. Das Ventil um¬fasst einen Ventilträger, einen im Ventilträger verschieblich gelagerten Ventilkolben, der beigeschlossenem Ventil mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, und eine den Ventilkolben mit einerim Schließsinn wirkenden Druckkraft beaufschlagende Druckfeder. Weiters ist ein den Ventil¬kolben im Schließsinn beaufschlagender Bolzen mit Hilfe eines Betätigungsmittels entgegen derDruckkraft der Druckfeder zum gesteuerten Öffnen des Ventils zur Ausbildung einer Spülfunkti¬on verschiebbar angeordnet.
[0007] Die WO 03/031852 A1 betrifft ein System für das Versorgen einer Verbrennungskraft¬maschine mit Brennstoff, wobei ein Ventil für die kombinierte Druckregelung und Entlüftungvorgesehen ist.
[0008] Die AT 512 438 A1 offenbart einen Ventilblock für einen Hochdruckspeicher eines
Common-Rail Schweröl-Einspritzsystems für Brennkraftmaschinen mit einem Druckbegren¬zungsventil, wobei das Druckbegrenzungsventil mit seiner Hochdruckanschlussseite im Ventil¬block aufgenommen ist und der Ventilblock einen Leckagerücklauf aufweist. Ein Niederdruck¬anschluss des Druckbegrenzungsventils ist an den Ventilblock angeschlossen und mit demLeckagerücklauf verbunden.
[0009] Aus der DE 101 57 135 A1 ist eine Kraftstoffversorgungsanlage in Form eines Common-Rail-Systems einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern bekannt. Bei der bekanntenKraftstoffversorgungsanlage sind Speichereinheiten der Druckspeicherleitung so ausgelegt,dass sie jeweils ein Speichervolumen zur Bedienung mindestens zweier Zylinder aufweisen,jeweils an beiden Stirnseiten solche Speicherdeckel vorgesehen sind, in diese hinsichtlich derKraftstoffzuführung und -Weiterleitung alle Funktionseinheiten integriert sind.
[0010] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuar¬tige Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine und eine Anordnung aus einerSpeichereinheit, einem Druckbegrenzungsventil und einem Spülventil einer solchen Kraft¬stoffversorgungsanlage zu schaffen.
[0011] Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschinenach Anspruch 1 gelöst.
[0012] Erfindungsgemäß ist derjenigen Speichereinheit, mit das Druckbegrenzungsventil unddas Spülventil Zusammenwirken, ein Ventilblock zugeordnet, der unmittelbar an der Speicher¬einheit angreift und der das Druckbegrenzungsventil und das Spülventil aufnimmt.
[0013] Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, dass derjenigen Speichereinheit, mit der dasDruckbegrenzungsventil und das Spülventil Zusammenwirken, ein Ventilblock zugeordnet ist,der unmittelbar an der Speichereinheit angreift und der sowohl das Druckbegrenzungsventil alsauch das Spülventil aufnimmt. Hierdurch kann auf Hochdruckleitungen zwischen dem Druckbe¬grenzungsventil, dem Spülventil und der Speichereinheit des Druckspeichersystems der Kraft¬stoffversorgungsanlage verzichtet werden. Hierdurch wird die Anzahl der Dichtstellen in derKraftstoffversorgungsanlage reduziert. Weiterhin vereinfacht sich der Aufbau der Kraftstoffver¬sorgungsanlage. Die Zugänglichkeit der einzelnen Bauteile der Kraftstoffversorgungsanlagewird verbessert.
[0014] Mit Vorteil nimmt der Ventilblock mindestens einen Drucksensor, vorzugsweise zweiredundant arbeitende Drucksensoren, auf.
[0015] Erfindungsgemäß nimmt der Ventilblock ferner Temperatursensoren auf, nämlich einenmit dem Druckbegrenzungsventil zusammenwirkenden ersten Temperatursensor und einen mitdem Spülventil zusammenwirkenden zweiten Temperatursensor.
[0016] Insbesondere nimmt der Ventilblock zusätzlich Leckagedetektionseinrichtungen auf.Hiermit kann der Aufbau einer Kraftstoffversorgungsanlage weiter reduziert werden. Dann,wenn der oder jeder Drucksensor und die Temperatursensoren unmittelbar vom Ventilblockaufgenommen sind, wird das Ansprechverhalten einer Regelung bzw. Steuerung, welche dievon dem oder jedem Drucksensor sowie den Temperatursensoren bereitgestellten Messwerteverwertet, verbessert.
[0017] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist der erfindungsgemäße Ventilblock einHochdruckbohrungssystem auf, über das ein Speichervolumen der Speichereinheit mit demDruckbegrenzungsventil, dem Spülventil und dem oder jedem Drucksensor verrohrungslosgekoppelt ist.
[0018] Erfindungsgemäß weist der Ventilblock ferner ein Niederdruckbohrungssystem auf, überwelches die Temperatursensoren mit dem Druckbegrenzungsventil und mit dem Spülventilderart verrohrungslos gekoppelt sind, dass der erste Temperatursensor unmittelbar stromab¬wärts des Druckbegrenzungsventils und der zweite Temperatursensor unmittelbar stromabwärtsdes Spülventils im Bereich des Niederdruckbohrungssystems positioniert ist.
[0019] Das Niederdruckbohrungssystem ist vom Hochdruckbohrungssystem gemäß einer
Ausführungsform unter Zwischenschaltung des Druckbegrenzungsventils und des Spülventilsgetrennt.
[0020] Dieser Aufbau ist besonders bevorzugt. Das Hochdruckbohrungssystem und das Nie-derdruckbohrungssystem des Ventilblocks ersetzen die nach dem Stand der Technik erforderli¬chen Verrohrungen über Hochdruckleitungen und Niederdruckleitungen zwischen den obenerwähnten Bauteilen.
[0021] Insbesondere weist der Ventilblock ein Leckagebohrungssystem auf, welches mit denLeckagedetektionseinrichtungen verrohrungslos gekoppelt ist, wobei das Leckagebohrungssys¬tem vom Niederdruckbohrungssystem und vom Hochdruckbohrungssystem getrennt ist.
[0022] Die erfindungsgemäße Anordnung aus einer Speichereinheit, einem Druckbegren¬zungsventil und einem Spülventil für eine solche Kraftstoffversorgungsanlage ist in Anspruch 10definiert.
[0023] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen undder nachfolgenden Beschreibung.
[0024] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Handder Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: [0025] Fig.1 ein Schema einer Kraftstoffversorgungsanlage; [0026] Fig.2 Details einer erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungsanlage.
[0027] Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondereeine Common-Rail- Kraftstoffversorgungsanlage, einer insbesondere als Großdieselmotor oderSchiffsdieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine. Der grundsätzliche Aufbau einer solchenKraftstoffversorgungsanlage wurde bereits unter Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben.
[0028] Die hier vorliegende Erfindung betrifft solche Details der Kraftstoffversorgungsanlage,mit Hilfe derer im Bereich derjenigen Speichereinheit 9, die mit dem Druckbegrenzungsventil 13und dem Spülventil 14 zusammenwirkt, der Verrohrungsaufwand reduziert werden kann. Dies¬bezügliche Details werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
[0029] So zeigt Fig. 2, dass der Speichereinheit 9, die mit dem Druckbegrenzungsventil 13 unddem Spülventil 14 zusammenwirkt, ein Ventilblock 19 zugeordnet ist, wobei die Speichereinheit9 unmittelbar am Ventilblock 19 angreift, und wobei weiterhin der Ventilblock 19 das Druckbe¬grenzungsventil 13 und das Spülventil 14 aufnimmt bzw. trägt.
[0030] Ferner nimmt der Ventilblock 19 mindestens einen Drucksensor 20 auf, mit Hilfe dessender im Speichervolumen der Speichereinheit 9 herrschende Systemdruck messtechnisch er¬fasst werden kann, um abhängig von diesem Systemdruck den Betrieb der Pumpeinrichtung 3zu steuern bzw. zu regeln. Vorzugsweise nimmt der Ventilblock 19 zwei derartige Drucksenso¬ren 20 auf, die den im Speichervolumen der Speichereinheit 9 herrschenden Systemdruckredundant erfassen.
[0031] Zur unmittelbaren Anbindung der Speichereinheit 9 sowie des Druckbegrenzungsventils13, des Spülventils 14 und des oder jedes Drucksensors 20 an den Ventilblock 19 weist derVentilblock 19 ein Hochdruckbohrungssystem auf, über welches das Speichervolumen derSpeichereinheit 9 mit dem Druckbegrenzungsventil 13 und dem Spülventil 14 und dem oderjedem Drucksensor 20 verrohrungslos gekoppelt werden kann.
[0032] Ferner nimmt der Ventilblock 9 Temperatursensoren 21 und 22 auf, nämlich einen mitdem Druckbegrenzungsventil 13 zusammenwirkenden ersten Temperatursensor 22 und einemit dem Spülventil 14 zusammenwirkenden, zweiten Temperatursensor 21.
[0033] Dann, wenn das Druckbegrenzungsventil 13 oder das Spülventil 14 öffnet, kann überden mit dem jeweiligen Ventil 13,14 zusammenwirkenden Temperatursensor 21,22 das Öffnendes jeweiligen Ventils 13, 14 detektiert werden.
[0034] Zusätzlich zu dem Hochdruckbohrungssystem weist der Ventilblock 19 ein Niederdruck- bohrungssystem auf, über welches die Temperatursensoren 21 und 22 mit dem Druckbegren¬zungsventil 13 und dem Spülventil 14 derart verrohrungslos gekoppelt sind, dass der ersteTemperatursensor 22 unmittelbar stromabwärts des Druckbegrenzungsventils 13 und der zwei¬te Temperatursensor 21 unmittelbar stromabwärts des Spülventils 14 im Niederdruckbereichpositioniert ist.
[0035] Das Niederdruckbohrungssystem ist vom Hochdruckbohrungssystem unter Zwischen¬schaltung des Druckbegrenzungsventils 13 und des Spülventils 14 getrennt.
[0036] Das Niederdruckbohrungssystem weist für das Druckbegrenzungsventil 13 und dasSpülventil 14 einen gemeinsamen Ablauf 23 für Kraftstoff zum Niederdruckbereich 4 der Kraft¬stoffversorgungsanlage auf.
[0037] Ferner nimmt der Ventilblock 19, welcher der Speichereinheit 9 zugeordnet ist, Lecka¬gedetektionseinrichtungen 24 auf, wozu der Ventilblock 19 neben dem Hochdruckbohrungssys¬tem und dem Niederdruckbohrungssystem weiterhin ein Leckagebohrungssystem aufweist,welches mit den Leckagedetektionseinrichtungen 24 verrohrungslos gekoppelt ist.
[0038] Das Leckagebohrungssystem ist sowohl vom Niederdruckbohrungssystem als auch vomHochdruckbohrungssystem getrennt.
[0039] Mit der hier vorliegenden Erfindung kann der Aufbau einer Kraftstoffversorgungsanlage,nämlich einer Common-Rail- Kraftstoffversorgungsanlage eines Großdieselmotors bzw. einesSchiffsdieselmotors, erheblich vereinfacht werden.
[0040] So ist der Ventilblock 19, welcher das Druckbegrenzungsventil 13 und das Spülventil 14unmittelbar aufnimmt, direkt an die Speichereinheit 9, nämlich an das Speichervolumen dersel¬ben, gekoppelt. Hierdurch kann auf Hochdruckleitungen zwischen dem Ventilblock 19 und derSpeichereinheit 9 sowie auf Hochdruckleitungen, die zu den Ventilen 13 und 14 führen, verzich¬tet werden.
[0041] Ferner sind die Temperatursensoren 21 und 22 in den Ventilblock 19 integriert bzw.unmittelbar von demselben aufgenommen. Hierdurch kann auf Kraftstoffleitungen, die Kraftstoffzu den Temperatursensoren 21 und 22 führen, verzichtet werden.
[0042] Ferner ist vorzugsweise auch die Leckagedetektion über die Leckagedetektionseinrich¬tungen 24 in den Ventilblock 19 integriert. Dies sorgt für eine weitere Vereinfachung des kon¬struktiven Aufbaus der Kraftstoffversorgungsanlage.
[0043] Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die in Fig.2 gezeigte Anordnungen ausder Speichereinheit 9, dem Ventilblock 19 und den Ventilen 13 und 14, wobei zu dieser Anord¬nung vorzugsweise weiterhin der oder jeder Drucksensor 20, die Temperatursensoren 21 und22 sowie die Leckagedetektionseinrichtungen 24 gehören.
[0044] Mit der hier vorliegenden Erfindung kann auf eine Vielzahl von Verrohrungen, die beiaus der Praxis bekannten Kraftstoffversorgungsanlagen erforderlich sind, um das Druckbegren¬zungsventil 13, das Spülventil 14, den oder jeden Drucksensor 20 und Temperatursensoren 21,22 mit der Speichereinheit 9 zu koppeln, verzichtet werden.
[0045] Dies wird dadurch erreicht, dass in den Ventilblock 19, der unmittelbar an derjenigenSpeichereinheit 9 angreift, die mit den obigen Baugruppen Zusammenwirken, eine Vielzahl vonFunktionen integriert sind, nämlich die Funktion der Ventile 13 und 14, die Funktion des oderjedes Drucksensors 20, die Funktion der Temperatursensoren 21 und 22 sowie die Funktion derLeckagedetektion. Hierdurch wird nicht nur die Anzahl an Dichtstellen in der Kraftstoffversor¬gungsanlage reduziert, weiterhin sind die einzelnen Bauteile bzw. der Baugruppen der Kraft¬stoffversorgungsanlage besser zugänglich.
Claims (6)
- Patentansprüche 1. Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage ei¬ner als Schiffsdieselmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine, mit einem Niederdruckbe¬reich (4), mit einer Pumpeinrichtung (3), um Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich (4) ineinen Hochdruckbereich (6) zu fördern, wobei im Hochdruckbereich (6) zwischen der Pum¬peinrichtung (3) und Zylindern zugeordneten Injektoren (1) ein permanent unter Hochdruckstehendes Druckspeichersystem (7) vorgesehen ist, welches über eine Hochdruckleitung (10) gekoppelte Speichereinheiten (9) aufweist, wobei das Druckspeichersystem (7) übermindestens eine ebenfalls permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckleitung (10) mitder Pumpeinrichtung (3) verbunden ist, wobei das Druckspeichersystem (7) über abhängigvom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen (11) mit den In¬jektoren (1) verbunden ist, und wobei mit einer der Speichereinheiten (9) des Druckspei¬chersystems (7) ein Druckbegrenzungsventil (13) und ein Spülventil (14) Zusammenwirken,dadurch gekennzeichnet, dass der Speichereinheit (9), mit der das Druckbegrenzungs¬ventil und das Spülventil Zusammenwirken, ein Ventilblock (19) zugeordnet ist, der unmit¬telbar an der Speichereinheit (9) angreift und der das Druckbegrenzungsventil (13) und dasSpülventil (14) aufnimmt, dass der Ventilblock (19) ferner mindestens einen Drucksensor (20), vorzugsweise zwei redundant arbeitende Drucksensoren, aufnimmt, dass der Ventil¬block (19) Temperatursensoren (21, 22) aufnimmt, nämlich einen mit dem Druckbegren¬zungsventil (13) zusammenwirkenden ersten Temperatursensor (22) und einen mit demSpülventil (14) zusammenwirkenden zweiten Temperatursensor (21) und dass der Ventil¬block (19) ein Niederdruckbohrungssystem aufweist, über welches die Temperatursenso¬ren (21, 22) mit dem Druckbegrenzungsventil (13) und mit dem Spülventil (14) derart ver¬rohrungslos gekoppelt sind, dass der erste Temperatursensor (22) unmittelbar stromab¬wärts des Druckbegrenzungsventils (13) und der zweite Temperatursensor (21) unmittelbarstromabwärts des Spülventils (14) im Bereich des Niederdruckbohrungssystems positio¬niert ist.
- 2. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil¬block (19) ein Hochdruckbohrungssystem aufweist, über welches ein Speichervolumen derSpeichereinheit (9) mit dem Druckbegrenzungsventil (13), dem Spülventil (14) und demoder jedem Drucksensor (20) verrohrungslos gekoppelt ist.
- 3. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dasNiederdruckbohrungssystem für das Druckbegrenzungsventil (13) und das Spülventil (14)einen gemeinsamen Ablauf (23) zum Niederdruckbereich (4) aufweist.
- 4. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬net, dass das Niederdruckbohrungssystem vom Hochdruckbohrungssystem unter Zwi¬schenschaltung des Druckbegrenzungsventils (13) und des Spülventils (14) getrennt ist.
- 5. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich¬net, dass der Ventilblock (19) Leckagedetektionseinrichtungen (24) aufnimmt.
- 6. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventil¬block (19) ein Leckagebohrungssystem aufweist, welches mit den Leckagedetektionsein¬richtungen (24) verrohrungslos gekoppelt ist, wobei das Leckagebohrungssystem vomNiederdruckbohrungssystem und vom Hochdruckbohrungssystem getrennt ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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