DE102004007797A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung, sowie Kraftstoffsystem für eine solche Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung, sowie Kraftstoffsystem für eine solche Brennkraftmaschine Download PDF

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Martin Kessler
Wolfgang Samenfink
Thomas Frenz
Tadeusz Glazewski
Andreas Posselt
Andreas Eichendorf
Andreas Kufferath
Tilo Landenfeld
Uwe Müller
Bernd Schröder
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Abstract

Ein Kraftstoffsystem (10) einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung umfasst mindestens eine Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18) sowie einen Hochdruckbereich (32), welcher von der Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18) wenigstens zeitweise mit Druck beaufschlagt werden kann. Ferner ist mindestens eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22) vorgesehen, von der der Kraftstoff in einen Brennraum (24) der Brennkraftmaschine gelangen kann. Die Injektoren (22) sind an den Hochdruckbereich (22) angeschlossen. Es wird vorgeschlagen, dass eine Beeinflussungseinrichtung (34) vorhanden ist, mit der mindestens ein hydraulisch wirksames Volumen (36, 38) des Hochdruckbereichs (32) und/oder eine Temperatur des im Hochdruckbereich vorhandenen Kraftstoffs beeinflusst werden kann.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoffdirekteinspritzung, mit mindestens einer Druckbeaufschlagungseinrichtung, mit einem Hochdruckbereich, welcher von der Druckbeaufschlagungseinrichtung wenigstens zeitweise mit Druck beaufschlagt wird, und mit mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, von der der Kraftstoff in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt und welche an den Hochdruckbereich angeschlossen ist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein solches Kraftstoffsystem.
  • Ein Verfahren und ein Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art sind vom Markt her sowohl bei Diesel- als auch bei Benzin-Brennkraftmaschinen bekannt. Bei diesen wird der Kraftstoff von einer Fördereinrichtung in eine Kraftstoff-Sammelleitung gefördert, in der er unter hohem Druck gespeichert ist. An die Kraftstoff-Sammelleitung sind mehrere Injektoren angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume einspritzen. Um eine gute Zerstäubung des Kraftstoffes bei der Einspritzung in den Brennraum zu erreichen, ist ein hoher Einspritzdruck gewünscht.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und ein Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit ihnen in unterschiedlichen Betriebssituationen der Brennkraftmaschine schnell und präzise ein gewünschter Kraftstoffdruck bereitgestellt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens ein hydraulisch wirksames Volumen des Hochdruckbereichs und/oder eine Temperatur des im Hochdruckbereich vorhandenen Kraftstoffs abhängig von der Betriebssituation verändert wird.
  • Bei einem Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Beeinflussungseinrichtung vorhanden ist, mit der mindestens ein hydraulisch wirksames Volumen des Hochdruckbereichs und/oder eine Temperatur des im Hochdruckbereich vorhandenen Kraftstoffs abhängig von der Betriebssituation beeinflusst werden kann.
  • Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass mit einigen üblichen Mitteln in einigen Betriebssituationen der Brennkraftmaschine ein gewünschter Druck nicht schnell genug oder überhaupt nicht erreicht werden kann. So liegt beispielsweise beim Start der Brennkraftmaschine oft nur eine geringe Fördermenge der Fördereinrichtung vor, welche den Kraftstoff in den Hochdruckbereich fördert, was einen für eine feine Kraftstoffzerstäubung erforderlichen Druckaufbau erschwert. Erfindungsgemäß wird daher die Beeinflussung von thermodynamischen Parametern vorgeschlagen, welche technisch einfach realisiert werden kann und den im Hochdruckbereich herrschenden Druck beeinflusst, ohne dass die Fördermenge in den Hochdruckbereich hinein erhöht werden muss.
  • Dabei wird unter dem hydraulisch wirksamen Volumen jenes Volumen des Hochdruckbereichs verstanden, aus dem die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung bei einer Einspritzung primär den Kraftstoff entnimmt. Durch eine Veränderung dieses hydraulisch wirksamen Volumens und/oder der Temperatur des im Hochdruckbereich vorhandenen Kraftstoffs kann entsprechend der üblichen thermodynamischen Zustandsgleichungen der Druck im Hochdruckbereich auf einfache Art und Weise und darüber hinaus sehr schnell abhängig von einer bestimmten Betriebssituation beeinflusst werden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mindestens unmittelbar vor einer anfänglichen Druckbeaufschlagung des Hochdruckbereichs, beim Start der Brennkraftmaschine, das hydraulisch wirksame Volumen des Hochdruckbereichs gegenüber dem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine reduziert ist. Somit reicht bereits eine kleine Fördermenge von Kraftstoff in den Hochdruckbereich hinein aus, um dort einen deutlichen Druckanstieg zu bewirken. Gerade bei den allerersten Einspritzungen beim Start der Brennkraftmaschine ist zur Senkung der Emissionen bereits ein hoher Kraftstoffdruck wünschenswert. Dies wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht, ohne dass beispielsweise eine Zusatz-Startpumpe für den Kraftstoff erforderlich ist, oder eine solche Startpumpe kann vergleichsweise klein ausgelegt werden.
  • In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass ein erstes Teilvolumen des Hochdruckbereichs mindestens unmittelbar vor dessen anfänglicher Druckbeaufschlagung von einem zweiten Teilvolumen hydraulisch getrennt wird. Eine solche Zweiteilung des Hochdruckbereichs ist technisch einfach realisierbar.
  • Während des Betriebs der Brennkraftmaschine kann das hydraulisch wirksame Volumen des Hochdruckbereichs vergrößert werden. Hierdurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine eine Fördereinrichtung, welche den Hochdruckbereich mit Kraftstoff speist, eine vergleichsweise große Förderleistung erbringen kann, so dass eine solche Volumenvergrößerung des Hochdruckbereichs möglich ist, ohne dass ein unerwünschter Druckabfall im Hochdruckbereich zu befürchten ist. Ein großes Volumen hilft jedoch, Druckschwankungen zu reduzieren.
  • In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das hydraulisch wirksame Volumen während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine vergrößert wird, in dem kein Kraftstoff in den Brennraum eingespritzt wird. Somit muss eine Fördereinrichtung, welche den Hochdruckbereich mit Kraftstoff speist, nur eine solche Kraftstoffmenge zusätzlich fördern, welche der Volumenvergrößerung des Hochdruckbereichs entspricht. Die Fördereinrichtung kann daher vergleichsweise klein bauen.
  • Vorgeschlagen wird dabei, dass das hydraulisch wirksame Volumen allmählich vergrößert wird. Eine solche allmähliche beziehungsweise langsame Volumenvergrößerung kann durch eine erhöhte Förderleistung einer den Hochdruckbereich speisenden Fördereinrichtung leicht kompensiert werden, ohne dass diese Fördereinrichtung hierzu besonders groß bauen beziehungsweise besonders leistungsstark sein muss.
  • Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Strömung zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen des Hochdruckbereichs zumindest zeitweise gedrosselt wird. Hierdurch wird auf besonders einfache Art und Weise ein hydraulisch wirksames Teilvolumen des Hochdruckbereichs geschaffen, welches kleiner ist als das Gesamtvolumen des Hochdruckbereichs, und in dem beispielsweise beim Einschalten einer Fördereinrichtung beim Start der Brennkraftmaschine der Druck daher besonders schnell ansteigt. Bei langsamen Druckänderungen im Hochdruckbereich dagegen, wie sie im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine auftreten, wirkt die Drossel weniger stark, so dass in diesem Fall im Wesentlichen das Gesamtvolumen des Hochdruckbereichs hydraulisch wirkt.
  • Eine erste Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems sieht vor, dass der Hochdruckbereich mindestens ein erstes und ein zweites Teilvolumen umfasst, und dass die Beeinflussungseinrichtung eine Trenneinrichtung umfasst, welche ein zweites Teilvolumen des Hochdruckbereichs mindestens unmittelbar vor einer anfänglichen Druckbeaufschlagung des Hochdruckbereichs von einem ersten Teilvolumen hydraulisch wenigstens in einem gewissen Umfang trennen kann. Bezüglich der Vorteile eines solchen Kraftstoffsystems wird auf die bereits oben genannten Vorteile der Aufteilung des Gesamtvolumens des Hochdruckbereichs in einzelne Teilvolumina verwiesen.
  • Eine konkrete Ausgestaltung einer solchen Trenneinrichtung kann in einem Sperrventil, verzugsweise einem Schieberventil, bestehen. Ein solches ist preiswert und baut klein.
  • Vorgeschlagen wird auch, dass ein Fluidweg, welcher die beiden Teilvolumina miteinander verbindet, einen Querschnitt aufweist, welcher mindestens 50 % des Querschnitts des ersten oder des zweiten Teilvolumens beträgt. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn die beiden Teilvolumina miteinander verbunden sind, diese als ein gemeinsames gleichwirkendes Gesamtvolumen anzusehen sind, was im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine Druckschwankungen im Hochdruckbereich zu vermeiden hilft.
  • Möglich ist aber auch, dass die Trenneinrichtung eine Strömungsdrossel umfasst. Eine solche ist preiswert und arbeitet weitgehend verschleißfrei, und eine Ansteuerung kann entfallen.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hochdruckbereich eine Kraftstoff-Sammelleitung umfasst und die Trenneinrichtung zwischen zwei Teilvolumina der Kraftstoff-Sammelleitung angeordnet ist. In diesem Fall baut das Kraftstoffsystem besonders kompakt und separate Leitungen können entfallen. Als Trenneinrichtung kommt hier beispielsweise das oben genannte Schieberventil in Frage, welches zum Start der Brennkraftmaschine das erste Teilvolumen vom zweiten Teilvolumen trennt.
  • Möglich ist auch, dass das zweite Teilvolumen und/oder die Beeinflussungseinrichtung in einem Druckspeicher angeordnet sind/ist. Auf diese Weise kann durch eine entsprechende Betätigung der Trenneinrichtung der Druck im ersten Teilvolumen erhöht werden, noch ohne dass eine den Hochdruckbereich speisende Fördereinrichtung in Gang gesetzt ist. Hierdurch wird ein besonders sicherer Start der Brennkraftmaschine bereits bei den ersten Einspritzungen ermöglicht.
  • Um auch über einen längeren Zeitraum eine sichere Abdichtung zwischen den beiden Teilvolumina zu gewährleisten, wird in Weiterbildung hierzu vorgeschlagen, dass die Trenneinrichtung ein Sperrventil mit einem Ventilelement mit einem Dichtring umfasst, welcher mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet, der sich zu einem wenigstens zeitweise einen geringeren Druck aufweisenden Teilvolumen hin verjüngt.
  • Besonders einfach baut ein solcher Druckspeicher dann, wenn er ein im Wesentlichen starres Speichervolumen umfasst.
  • Alternativ hierzu kann der Druckspeicher ein Speichervolumen umfassen, welches wenigstens bereichsweise von einer beweglichen Wand begrenzt wird, auf deren anderer Seite ein Gasvolumen eingeschlossen ist. Die Beaufschlagung der beweglichen Wand mittels eines Gasvolumens ist nahezu verschleißfrei, und sie kann preiswert realisiert werden. Darüber hinaus kann ein solches Gasvolumen stark komprimiert werden, so dass es im komprimierten Zustand nur wenig Platz einnimmt. Dies gestattet eine vergleichsweise kompakte Konstruktion des Druckspeichers.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die bewegliche Wand eine flexible, vorzugsweise elastische Membran umfasst. Hierdurch werden Abdichtungsprobleme eliminiert, was eine hohe Lebensdauer des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems und eine hohe Sicherheit im Betrieb ermöglicht.
  • Eine nochmalige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems sieht vor, dass auf der dem Hochdruckbereich zugewandten Seite der Membran ein Sperrelement angeordnet ist, welches mit einem flächigen Bereich an der Membran anliegt und in einer Stellung verriegelt werden kann, in der das eingeschlossene Gasvolumen komprimiert ist. Auf diese Weise kann auf ein Sperrelement zwischen dem Druckspeicher und dem anderen Teilvolumen des Hochdruckbereichs verzichtet werden.
  • Die Verriegelung kann dadurch erfolgen, dass das Sperrelement eine Ausnehmung aufweist, welche mit einer vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Sperrklinke zusammenarbeitet. Dies ist technisch einfach realisierbar.
  • Um Beschädigungen der Membran zu vermeiden, wenn diese vollständig entspannt ist, wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen, dass auf der dem Hochdruckbereich zugewandten Seite der Membran ein Anschlag vorhanden ist, welcher die Bewegung der Membran zum Hochdruckbereich hin begrenzt. Vor allem ein Platzen der Membran durch eine zu starke Ausdehnung dann, wenn im Hochdruckbereich nur ein sehr geringer Druck herrscht, wird hierdurch vermieden.
  • Eine weitere Möglichkeit, das hydraulisch wirksame Volumen des Hochdruckbereichs zu beeinflussen, besteht darin, dass die Beeinflussungseinrichtung einen Kolben umfasst, welcher bei einer Betätigung in einer ersten Richtung das Volumen des Hochdruckbereichs reduziert und welcher in einer zweiten, das Volumen des Hochdruckbereichs vergrößernden Richtung, gesteuert bewegbar ist. Ein solcher Kolben kann entweder nur dazu verwendet werden, um vor dem Start der Brennkraftmaschine das hydraulisch wirksame Volumen im Hochdruckbereich zu verringern und so einen schnelleren Druckaufbau zu ermöglichen, oder durch die Bewegung des Kolbens kann selbst eine Kompression des im Hochdruckbereich vorhandenen Kraftstoffs herbeigeführt werden, welche zu einer entsprechenden Druckerhöhung im Hochdruckbereich führt.
  • Eine gesteuerte Bewegung des Kolbens in einer das Volumen des Hochdruckbereichs vergrößernden Richtung gestattet es, im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ein vergleichsweise großes hydraulische wirksames Volumen bereitzustellen, welches Druckschwankungen im Hochdruckbereich zu vermeiden hilft, ohne dass bei der Bewegung des Kolbens selbst der Druck im Hochdruckbereich nachteilig beeinflusst wird.
  • Eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung eines solchen Kolbens sieht vor, dass der Kolben mit einem Spindelantrieb verbunden ist.
  • Möglich ist auch, dass der Kolben auf eine Membran wirkt, welche den Hochdruckbereich begrenzt. Hierdurch werden Abdichtungsprobleme reduziert.
  • Vorgeschlagen wird auch, dass der Kolben in der zweiten Richtung langsamer bewegt wird als in der ersten Richtung. Somit wird ein schneller Druckaufbau beziehungsweise eine schnelle Bereitstellung eines verringerten Volumens für den Druckaufbau ermöglicht, und gleichzeitig wird während des normalen Betriebs eine langsame Vergrößerung des Volumens des Hochdruckbereichs erreicht, was im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine von einer üblichen Fördereinrichtung leicht ausgeglichen werden kann, ohne dass es zu einem Druckeinbruch im Hochdruckbereich kommt.
  • Eine nochmals alternative Ausführungsform eines Kraftstoffsystems kann als Beeinflussungseinrichtung eine Heizeinrichtung umfassen, mit der die Temperatur des im Hochdruckbereich eingeschlossenen Kraftstoffs vor dem Starten der Brennkraftmaschine erhöht werden kann. Somit sind keinerlei beweglichen Teile erforderlich, um die Druckerhöhung im Startfall der Brennkraftmaschine herbeizuführen, was eine besonders lange Lebensdauer des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems erwarten lässt. Darüber hinaus wird die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs bei einer erhöhten Temperatur des Kraftstoffs verbessert, was ein besseres Startverhalten insbesondere mit günstigeren Emissionen ermöglicht.
  • Zeichnungen
  • Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine;
  • 2 eine Darstellung ähnlich 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels;
  • 3 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Sperrventils des Kraftstoffsystems von 2;
  • 4 eine Darstellung ähnlich 1 eines dritten Ausführungsbeispiels;
  • 5 eine Darstellung ähnlich 1 eines vierten Ausführungsbeispiels;
  • 6 eine Darstellung ähnlich 1 eines fünften Ausführungsbeispiels;
  • 7 einen teilweisen Schnitt durch einen Druckspeicher des Kraftstoffsystems von 6 in einem ersten Betriebszustand;
  • 8 eine Darstellung ähnlich 7 des Druckspeichers in einem zweiten Betriebszustand;
  • 9 eine Darstellung ähnlich 1 eines sechsten Ausführungsbeispiels; und
  • 10 eine Darstellung ähnlich 1 eines siebten Ausführungsbeispiels.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrische Vorförderpumpe 14 den Kraftstoff fördert. Die Vorförderpumpe 14 wird von einem Elektromotor 16 angetrieben. Sie verdichtet den Kraftstoff auf einen Vorförderdruck und fördert ihn zu einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18. Diese wird mechanisch von der Brennkraftmaschine angetrieben, zu welcher das Kraftstoffsystem 10 gehört. Die Brennkraftmaschine selbst ist im Detail in 1 nicht dargestellt.
  • Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 komprimiert den Kraftstoff im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine auf einen sehr hohen Druck und fördert ihn in eine Kraftstoff-Sammelleitung 20, welche auch als "Rail" bezeichnet wird. In dieser ist der Kraftstoff im Normalbetrieb unter hohem Druck gespeichert. An die Kraftstoff-Sammelleitung 20 sind mehrere Injektoren 22 angeschlossen, welche den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume einspritzen. Diese sind in 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnet.
  • Der in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 herrschende Druck wird von einem Drucksensor 26 erfasst. Er liefert entsprechende Signale an eine Steuer- und Regeleinheit 28, welche wiederum unter anderem den Elektromotor 16, welcher die Vorförderpumpe 14 antreibt, ansteuert. Die Steuer- und Regeleinheit 28 erhält auch Signale von einem Sensor 30. Bei diesem kann es sich entweder um einen Signalgeber einer Fahrertür eines Kraftfahrzeugs handeln, in welches die Brennkraftmaschine eingebaut ist, oder um einen Signalgeber eines Zündschlosses eines solchen Kraftfahrzeugs.
  • Insbesondere die Kraftstoff- Sammelleitung 20 ist Teil eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 versehenen Hochdruckbereichs. Hierunter wird insgesamt jener Bereich verstanden, in dem im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine der von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 erzeugte hohe Kraftstoffdruck vorliegt. Die Kraftstoff- Sammelleitung 20 verfügt über ein Schieberventil 34. Mit diesem kann, wie weiter unten noch stärker im Detail erläutert ist, das Gesamtvolumen der Kraftstoff- Sammelleitung 20 in zwei Teilvolumina 36 und 38 unterteilt werden (der Drucksensor 26 ist in dem Teilvolumen 30 zugeordnet). Hierzu verfügt das Schieberventil 34 über einen Ventilschieber 40, der über einen elektromagnetischen Aktor 42 betätigt wird. Dieser wird wiederum von der Steuer- und Regeleinheit 28 angesteuert.
  • Die Brennkraftmaschine mit dem Kraftstoffsystem 10 von 1 arbeitet folgendermaßen: Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ist der Ventilschieber 40 geöffnet. Der Querschnitt der Öffnung beträgt dabei mindestens 50% des Querschnitts der Teilvolumina 36 und 38. Das hydraulisch wirksame Volumen der Kraftstoff- Sammelleitung 20 setzt sich in diesem Betriebszustand also aus den beiden Teilvolumina 30 und 38 zusammen (hydraulisch wirksam bedeutet, dass der von den Injektoren 22 in die Brennräume 24 eingespritzte Kraftstoff primär aus diesem Volumen entnommen wird).
  • Ein Start der Brennkraftmaschine wird vom Signalgeber 30 erfasst. In diesem Fall steuert die Steuer- und Regeleinheit 28 den elektromagnetischen Aktor 42 so an, dass der Ventilschieber 40 in die geschlossene Stellung bewegt wird, in welcher das in 1 rechte Teilvolumen 38 vom linken Teilvolumen 36 fluidisch vollkommen getrennt ist. Das hydraulische wirksame Volumen der Kraftstoff-Samelleitung 20 besteht nun nur noch aus dem Teilvolumen 36, ist also kleiner als bei geöffnetem Schieberventil 34 (dieses beeinflusst also das hydraulisch wirksame Volumen und wird daher auch als "Beeinflussungseinrichtung" bezeichnet). Nun wird von der Steuer- und Regeleinheit 28 der Elektromotor 16 in Betrieb gesetzt, so dass die Vorförderpumpe 14 Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 12 fördert. Gleichzeitig oder kurze Zeit später wird ein Anlasser der Brennkraftmaschine betätigt, so dass auch die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 18 zu fördern beginnt.
  • Da das hydraulisch wirksame Volumen der Kraftstoff-Sammelleitung 20 gegenüber dem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine verringert ist, muss weniger Kraftstoff in die Kraftstoff-Sammelleitung 20 gefördert werden, um dort einen Druckaufbau zu erzielen. Dieser Druckaufbau geht daher schneller vor sich. Bald nach Beginn des Startvorgangs der Brennkraftmaschine kann daher von den Injektoren 22 Kraftstoff in die Brennräume 24 mit relativ hohem Druck eingespritzt werden, was dessen Zerstäubung begünstigt und das Startverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.
  • Wenn die Brennkraftmaschine danach normal betrieben wird, wird der elektromagnetische Aktor 42 von der Steuer- und Regeleinheit 28 so angesteuert, dass der Ventilschieber 40 vergleichsweise langsam öffnet. Die beiden Teilvolumina 36 und 38 werden also nur allmählich wieder miteinander verbunden, wodurch ein Druckeinbruch in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 zum Zeitpunkt des Öffnens des Schieberventils 34 vermieden wird. Eine Beeinflussung des Einspritzdrucks der Injektoren 22 während des Öffnens des Schieberventils 34 liegt daher nicht oder zumindest nur in geringem Umfang vor.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel wird von der Steuer-Regeleinheit 28 erfasst, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Schubbetrieb befindet. In einem solchen Schubbetrieb wird von den Injektoren 22 kein Kraftstoff in die Brennräume 24 eingespritzt. Die Steuer- und Regeleinheit 28 steuert den elektromagnetischen Aktor 42 bei diesem Ausführungsbeispiel nur während eines Schubbetriebs so an, dass das Schieberventil 34 öffnet. In diesem Fall wird der Einspitzdruck der Injektoren 22 durch das Öffnen des Schieberventils 34 überhaupt nicht beeinflusst.
  • Eine alternative Ausführungsform des Kraftstoffsystems ist in 2 gezeigt. Dabei gilt hier wie für alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu vorab beschriebenen Elementen und Bereichen aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert wird.
  • Im Unterschied zu dem vorigen Ausführungsbeispiel wird bei dem in 2 gezeigten Kraftstoffsystem die Kraftstoff-Sammelleitung 20 im Bedarfsfall nicht in zwei Teilvolumina unterteilt. Stattdessen ist die Kraftstoff-Sammelleitung 20 über ein elektromagnetisch betätigtes Sperrventil 44 und eine Strömungsdrossel 34 mit einem Druckspeicher 45 mit einem starren Zusatzvolumen 38 verbindbar. Das in 2 gezeigte Kraftstoffsystem arbeitet folgendermaßen:
    Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ist das elektromagnetische Sperrventil 44 zumindest für eine bestimmte Zeit geöffnet. Der dann in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 herrschende hohe Kraftstoffdruck überträgt sich über das Sperrventil 44 und die Drossel 34 in das Zusatzvolumen 38. Dort herrscht, nach einer gewissen Zeit, der gleiche hohe Kraftstoffdruck wie in der Kraftstoff-Sammelleitung 20. Auch hier gilt, dass das Sperrventil 44 vorzugsweise so geöffnet wird, dass hierdurch der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 nicht oder nicht wesentlich beeinflusst wird. Dies ist insbesondere während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine der Fall. Durch die Drossel 34 wird die Strömung vom Teilvolumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 zum Zusatzvolumen 38 zusätzlich gedrosselt, was einem plötzlichen Druckabfall in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 entgegenwirkt.
  • Vor dem Abschalten der Brennkraftmaschine, was beispielsweise über den Signalgeber 30 an die Steuer- und Regeleinheit 28 übermittelt wird, wird das Sperrventil 44 von der Steuer- und Regeleinheit 28 geschlossen. Durch Undichtigkeiten, beispielsweise an den Injektoren 22, sinkt der Kraftstoffdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 relativ rasch ab, wohingegen er in dem abgeschlossenen Zusatzvolumen 38 erhalten bleibt. Kurz vor dem Wiederanlassen der Brennkraftmaschine (dies wird durch den Signalgeber 30 der Steuer- und Regeleinheit 28 mitgeteilt), wird das Sperrventil 44 geöffnet, so dass ein Druckausgleich zwischen dem Zusatzvolumen 38 und dem Volumen 36 der Kraftstoff- Sammelleitung 20 stattfinden kann. Um einen ausreichenden Druckaufbau in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 zu ermöglichen, muss das Zusatzvolumen 38 entsprechend dimensioniert sein. Beträgt der Systemdruck im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine beispielsweise 200 bar und sollen beim Starten der Brennkraftmaschine beispielsweise 40 bar zur Verfügung stehen, so muss das Zusatzvolumen 38 mindestens ein Fünftel des Volumens 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 betragen.
  • Wird die Brennkraftmaschine nun gestartet, wird einerseits Kraftstoff von den Injektoren 22 aus dem Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung entnommen, andererseits wird durch die Inbetriebnahme der Vorförderpumpe 14 und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 Kraftstoff in die Kraftstoff-Sammelleitung 20 nachgefördert. Dadurch, dass zwischen dem Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 und dem Zusatzvolumen 38 die Drossel 34 vorhanden ist, ist das Zusatzvolumen 38 hydraulisch zumindest in einem gewissen Umfang vom Volumen 36 der Kraftstoff- Sammelleitung 20 getrennt. Der Druckaufbau in diesem Volumen kann daher vergleichsweise schnell erfolgen, jedenfalls schneller als ohne die Drossel 34. Während dieser Startphase der Brennkraftmaschine, während der der Druck sich stark verändert, ist daher das hydraulisch wirksame Volumen des Hochdruckbereichs 32 kleiner als in einem weitgehend stationären Normalbetrieb der Brennkraftmaschine, in dem in den beiden Volumina 30 und 38 im wesentlichen der gleiche Kraftstoffdruck herrscht.
  • Alternativ zu der oben angegebenen Vorgehensweise kann die elektrische Vorförderpumpe 14 auch schon in Betrieb genommen werden, bevor das Sperrventil 44 geöffnet wird. In diesem Fall herrscht im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 bereits Vorförderdruck, wenn das Sperrventil 44 geöffnet wird. Hierdurch ist letztlich ein höherer Druck nach dem Öffnen des Sperrventils 44 im Volumen 36 der Kraftstoff- Sammelleitung erzielbar. Das Öffnen des Sperrventils kann gesteuert von der Steuer- und Regeleinheit 28 dann erfolgen, wenn vom Drucksensor 26 festgestellt wird, dass im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung wenigstens in etwa Vorförderdruck herrscht.
  • Um ein möglichst kompaktes Kraftstoffsystem 10 zu schaffen, können die Kraftstoff-Sammelleitung 20, das Sperrventil 44, und das Zusatzvolumen 38 auch als eine Baueinheit ausgebildet sein. Jedenfalls ist eine starre Verbindung dieser Elemente miteinander vorteilhaft, um Manipulationen an den im Betrieb unter hohem Druck stehenden Bauteilen zu verhindern. Dies kann zum Beispiel durch Schweiß- , Press-, oder Bördelverbindungen realisiert werden. Werden Schraubverbindungen verwendet, so muss sichergestellt sein, dass austretender Kraftstoff nicht zu Verletzungen führt. Im Crashfall steuert die Steuer- und Regeleinheit 28 das Sperrventil 44 in seine geöffnete Position, so das der Druck im Zusatzvolumen 38 abgebaut werden kann.
  • Damit der hohe Kraftstoffdruck im Zusatzvolumen 38 auch über einen längeren Zeitraum, beispielsweise mehrere Tage oder mehrere Wochen erhalten bleibt, kann das Sperrventil 44 entsprechend 3 ausgestaltet werden:
    Ein Ventilgehäuse 46 weist einen zylindrischen Abschnitt 48 und einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 50 auf. Ein Ventilelement 52 umfasst einen Betätigungsstößel 54, der mit einem in 3 nicht gezeigten elektromagnetischen Aktor verbunden ist. Das dem konischen Abschnitt 50 zugewandte Ende 56 des Betätigungsstößels 54 weist einen etwas größeren Durchmesser auf, und zwischen diesem Ende 56 und dem Ventilgehäuse 46 ist eine Druckfeder 58 verspannt. Durch diese wird der Endabschnitt 56 gegen den konischen Abschnitt 50 beaufschlagt.
  • Der dem konischen Abschnitt 50 zugewandte Rand des Endabschnitts 56 ist abgeschrägt und weist eine umlaufende Nut auf, in welche ein Dichtring 60 aus einem Elastomermaterial eingelegt ist. Dieser arbeitet mit dem konischen Abschnitt 50 zusammen, welcher insoweit einen Dichtsitz für das Ventilelement 52 bildet. Das Sperrventil 44 ist stromlos geschlossen. Wird der nicht dargestellte Aktor bestromt, wird der Betätigungsstößel 54 entgegen der Kraft der Feder 58 bewegt, so dass zwischen dem Dichtring 60 und dem konischen Gehäuseabschnitt 50 ein Durchflussquerschnitt freigegeben wird.
  • Eine nochmals abgeänderte Ausführungsform eines Kraftsystems 10 zeigt 4. Diese unterscheidet sich von dem Kraftstoffsystem von 2 dadurch, dass der Druckspeicher 45 anstelle eines starren Zusatzvolumens ein variables Zusatzvolumen 38 aufweist, welches bereichsweise von einer durch eine flexible und elastische Membran gebildeten Wand 62 begrenzt wird, auf deren anderer Seite ein Gasvolumen 64 eingeschlossen ist. Die Kompressibilität des Gasvolumens 64 kann ausgenutzt werden, um vor dem Start der Brennkraftmaschine im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 einen vergleichsweise hohen Kraftstoffdruck bereit zu stellen.
  • Eine weitere Variante eines Kraftstoffsystems 10 zeigt 5:
    Diese Variante entspricht im Grunde jener von 2, wobei auf eine Strömungsdrossel zwischen dem Sperrventil 44 und dem Zusatzvolumen 38 verzichtet wird. Daher wird das hydraulisch wirksame Volumen unmittelbar vom Sperrventil 44 beeinflusst. Wird das Sperrventil 44 schlagartig geöffnet, erfolgt auch ein schlagartiger Druckausgleich zwischen den beiden Volumina 36 und 38. Wenn bei der Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine, also beispielsweise beim Förderbeginn der Hochdruck- Kraftstoffpumpe 18, ein niedriges hydraulisch wirksames Volumen gewünscht ist, um den Druckaufbau zu beschleunigen, kann, nach erfolgtem Druckausgleich, das Sperrventil 44 auch nochmals geschlossen werden.
  • Eine weitere Ausführungsform eines Kraftstoffsystems 10 ist in 6 dargestellt. Funktional ähnelt das in 6 gezeigte Kraftstoffsystem 10 jenem von 4, wobei jedoch zwischen dem Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 und dem Volumen 38 weder Absperrventil noch Drossel vorhanden sind. Stattdessen liegt an der Membran 62, wie aus den 7 und 8 hervorgeht, ein Sperrelement 66 mit einem tellerartig geformten flächigen Bereich 68 an. Das Sperrelement 60 ist dabei innerhalb des Zusatzvolumens 38 angeordnet. Es umfasst auch einen Sperrstift 70, welcher vom tellerartig geformten Bereich 68 in das Zusatzvolumen 38 hinein absteht und eine Ausnehmung 72 aufweist, in die eine Sperrklinke 74 eingreifen kann, die senkrecht zur Längsachse des Sperrstifts 70 mittels eines elektromagnetischen Actors 76 in die Ausnehmung 72 hinein und aus dieser heraus bewegbar ist.
  • Die Ausnehmung 72 und die Sperrklinke 74 sind so zueinander angeordnet, dass der Sperrstift 70 von der Sperrklinke 74 in einer Position verriegelt werden kann, in welcher das Gasvolumen 64 maximal komprimiert ist (vergleiche 7). Das von der Membran 62 abragende Ende des Sperrstifts 70 arbeitet mit einem stationären Anschlag 78 zusammen, durch den eine Bewegung der Membran 62 zum Hochdruckbereich 32 hin und somit die maximale Entspannung des von der Membran 62 abgeschlossenen Gasvolumens 64 begrenzt wird (vergleiche 8).
  • Der Gasdruck in dem Gasvolumen 64 ist so gewellt, dass während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine der im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 und somit auch im Volumen 38 herrschende Kraftstoffdruck ausreicht, um das Gasvolumen 64 in die in 7 gezeigte Position zu komprimieren. Der elektromagnetische Aktor 76 wird in dieser Position von der Steuer- und Regeleinheit 28 so angesteuert, dass er in die Ausnehmung 72 eingreift und somit die Membran 62 in der in 7 gezeigter Position verriegelt. Soll die Brennkraftmaschine gestartet werden, was der Steuer- und Regeleinheit 28 durch der: Signalgeber 30 angezeigt wird, wird zunächst die elektrische Vorförderpumpe 14 in Betrieb gesetzt, wodurch der Druck in den beiden Volumina 36 und 38 bis auf Vorförderdruck ansteigt. Dies wird vom Drucksensor 26 erfasst.
  • Sobald in den beiden Volumina 36 und 38 Vorförderdruck herrscht, wird der elektromagnetische Aktor 76 von der Steuer- und Regeleinheit 28 so angesteuert, dass die Sperrklinke 74 aus der Ausnehmung 72 ausrückt. Hierdurch kann sich das komprimierte Gasvolumen 64 soweit entspannen, bis der Sperrstift 70 am Anschlag 78 in Anlage kommt. Letztlich bedeutet dies eine Verringerung des hydraulisch wirksamen Volumens im Hochdruckbereich 32, wodurch der Druck in der Kraftstoff- Sammelleitung nochmals ansteigt. Der Druck im Gasvolumen 64 ist Idealerweise so gewählt, dass dann, wenn der Sperrstift 70 am Anschlag 78 anliegt, das von der Membran 72 eingeschlossene Gasvolumen 64 den gleichen Druck aufweist wie der in den beiden Volumina 36 und 38 vorhandene Kraftstoff.
  • Eine weitere, nochmals alternative Ausführungsform eines Kraftstoffsystems ist in 9 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 vorhandene hydraulisch wirksame Volumen durch die Stellung eines Kolbens 62 beeinflusst. Dieser kann über einen elektrischen Spindelantrieb 80 mehr oder weniger in das Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 hineinbewegt werden. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Kolben und dem Volumen der Kraftstoff- Sammelleitung eine Membran angeordnet, so dass eine Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Volumen der Kraftstoff-Sammelleitung entfallen kann. Bezüglich der Bewegung des Kolbens 62 mittels des Spindelantriebs 80 gilt, dass eine Verringerung des hydraulisch wirksamen Volumens 36 der Kraftstoff- Sammelleitung 20 durch eine Hineinbewegung des Kolbens 62 schneller erfolgt als eine Vergrößerung des Volumens 36. Hierdurch wird sichergestellt, dass im Betrieb der Brennkraftmaschine, wenn das Volumen vergrößert werden soll, der Druck im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 nicht unzulässig anfällt.
  • Eine nochmals andere Version eines Kraftstoffsystems 10 zeigt 10:
    Als Beeinflussungseinrichtung ist bei diesem Kraftstoffsystem 10 eine Heizeinrichtung 82 vorgesehen, mit der die Temperatur des in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 eingeschlossenen Kraftstoffes erhöht werden kann. Hierzu ist die Heizeinrichtung 82 über einen Schalter 84 an eine Spannungsversorgung 86 angeschlossen. Bei dieser kann es sich beispielsweise um eine Batterie des Kraftfahrzeugs handeln, in welches die Brennkraftmaschine eingebaut ist. Der Schalter 84 wird von der Steuer- und Regeleinheit 28 angesteuert.
  • Vom Signalgeber 30 wird ein Signal an die Steuer- und Regeleinheit 28 abgegeben, welches diesem anzeigt, dass die Brennkraftmaschine gestartet werden soll. Hierauf schließt die Steuer- und Regeleinheit 28 den Schalter 84, so dass die Heizeinrichtung 82 den in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 eingeschlossenen Kraftstoff erwärmt. Da zwischen der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 18 und der Kraftstoff-Sammelleitung 20 ein in der Figur nicht dargestelltes und zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe hin sperrendes Rückschlagventil vorhanden ist, handelt es sich bei dem in der Kraftstoff- Sammelleitung 20 eingeschlossenen Volumen 36 um ein abgeschlossenes Volumen. Durch die Erwärmung des eingeschlossenen Kraftstoffes erhöht sich der Druck in dem Volumen 36, so dass für die ersten Einspritzungen beim Starten der Brennkraftmaschine ein entsprechend hoher Einspritzdruck zur Verfügung steht. Darüber hinaus sorgt die erhöhte Kraftstofftemperatur für eine gute Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffes, was den Start der Brennkraftmaschine und vor allem deren Emissionsverhalten nochmals verbessert.
  • Wird nach dem Start der Brennkraftmaschine ein bestimmter Grenzdruck im Volumen 36 der Kraftstoff-Sammelleitung 20 überschritten, wird der Schalter 84 von der Steuer- und Regeleinheit geöffnet und hierdurch die Heizeinrichtung 82 ausgeschaltet. Der entsprechende Druck wird vom Drucksensor 26 erfasst.
  • Auch hier ist es zur Erzeugung eines möglichst hohen Druckes in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 beim Start der Brennkraftmaschine vorteilhaft, wenn noch vor der Inbetriebnahme der Heizeinrichtung 82 die elektrische Vorförderpumpe 14 eingeschaltet wird, so dass zu Beginn der Erwärmung des eingeschlossenen Kraftstoffes bereits Vorförderdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 herrscht. Möglich ist auch, dass die Vorförderpumpe 14 gleichzeitig mit der Heizeinrichtung 82 eingeschaltet wird, indem das Einschaltsignal des Signalgebers 30 auch zum Einschalten des Elektromotors 16 der Vorförderpumpe 14 genutzt wird.
  • Die Heizwicklung (im Detail in 10 nicht dargestellt) der elektrischen Heizeinrichtung 82 kann sowohl direkt mit dem Kraftstoff innerhalb der Kraftstoff-Sammelleitung 20 in Kontakt stehen, als auch indirekt, indem die Heizwicklung zunächst ein Gehäuse der Kraftstoff- Sammelleitung erwärmt, welches dann wiederum den Kraftstoff erwärmt.
  • Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, das bei der obigen Beschreibug der Einfachheit halber nur auf wesentliche Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen Bezug genommen wurde. Es versteht sich, dass sämtliche Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele und der damit zusammenhängende Betriebsverfahren auch in beliebiger Kombination verwendet werden können, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims (26)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffsystems (10) für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit mindestens einer Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18; 38; 64), mit einem Hochdruckbereich (32), welcher von der Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18; 38; 64) wenigstens zeitweise mit Druck beaufschlagt wird, und mit mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22), von der der Kraftstoff in einen Brennraum (24) der Brennkraftmaschine gelangt und welche an den Hochdruckbereich (32) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein hydraulisch wirksames Volumen (36, 38) des Hochdruckbereichs (32) und/oder eine Temperatur des im Hochdruckbereich (32) vorhandenen Kraftstoffs abhängig von der Betriebssituation verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens unmittelbar vor einer anfänglichen Druckbeaufschlagung des Hochdruckbereichs (32), beim Start der Brennkraftmaschine, das hydraulisch wirksame Volumen (36, 38) des Hochdruckbereichs (32) gegenüber dem Normalbetrieb der Brennkraftmaschine reduziert ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Teilvolumen (36) des Hochdruckbereichs (32) mindestens unmittelbar vor dessen anfänglicher Druckbeaufschlagung von einem zweiten Teilvolumen (38) hydraulisch getrennt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch wirksame Volumen (36, 38) des Hochdruckbereichs (32) während des Betriebs der Brennkraftmaschine vergrößert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch wirksame Volumen (36, 38) während eines Betriebszustands der Brennkraftmaschine vergrößert wird, in dem kein Kraftstoff in den Brennraum (24) eingespritzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulisch wirksame Volumen (36, 38) allmählich vergrößert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömung zwischen dem ersten Teilvolumen (36) und dem zweiten Teilvolumen (38) des Hochdruckbereichs (32) zumindest zeitweise gedrosselt wird.
  8. Kraftstoffsystem (10) für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit mindestens einer Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18; 38; 64), mit einem Hochdruckbereich (32), welcher von der Druckbeaufschlagungseinrichtung (14, 18; 38; 64) wenigstens zeitweise mit Druck beaufschlagt werden kann, und mit mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (22), von der der Kraftstoff in einen Brennraum (24) der Brennkraftmaschine gelangen kann und welche an den Hochdruckbereich (32) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beeinflussungseinrichtung (34; 44; 62; 82) vorhanden ist, mit der mindestens ein hydraulisch wirksames Volumen (36, 38) des Hochdruckbereichs (32) und/oder eine Temperatur des im Hochdruckbereich (32) vorhandenen Kraftstoffs abhängig von der Betriebssituation beeinflusst werden kann.
  9. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbereich (32) mindestens ein erstes Teilvolumen (32) und ein zweites Teilvolumen (34) umfasst, und dass die Beeinflussungseinrichtung eine Trenneinrichtung (34; 44) umfasst, welche das zweite Teilvolumen (38) des Hochdruckbereichs (32) mindestens unmittelbar vor einer anfänglichen Druckbeaufschlagung des Hochdruckbereichs (32) von einem ersten Teilvolumen (36) hydraulisch wenigstens in einem gewissen Umfang trennen kann.
  10. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung ein Sperrventil, vorzugsweise ein Schieberventil (34), umfasst.
  11. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidweg, welcher die beiden Teilvolumina (36, 38) miteinander verbindet, einen Querschnitt aufweist, welcher mindestens 50% des Querschnitts des ersten Teilvolumens (36) oder des zweiten Teilvolumens (38) beträgt.
  12. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung eine Strömungsdrossel (34) umfasst.
  13. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckbereich (32) eine Kraftstoff-Sammelleitung (20) umfasst und die Trenneinrichtung (34; 44) zwischen zwei Teilvolumina (36, 38) der Kraftstoff-Sammelleitung (20) angeordnet ist.
  14. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilvolumen (38) und/oder die Beeinflussungseinrichtung (62) in einem Druckspeicher (45) angeordnet sind.
  15. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinrichtung ein Sperrventil (44) mit einem Ventilelement (52) mit einem Dichtring (60) umfasst, welcher mit einem Ventilsitz (50) zusammenarbeitet, der sich zu einem wenigstens zeitweise einen geringeren Druck aufweisenden Teilvolumen (36) hin verjüngt.
  16. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (45) ein im Wesentlichen starres Speichervolumen (38) umfasst.
  17. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (45) ein Speichervolumen (38) umfasst, welches wenigstens bereichsweise von einer beweglichen Wand (62) begrenzt wird, auf deren anderer Seite ein Gasvolumen (64) eingeschlossen ist.
  18. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Wand eine flexible, vorzugsweise elastische Membran (62) umfasst.
  19. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Hochdruckbereich (32) zugewandten Seite der Membran (62) ein Sperrelement (66) angeordnet ist, welches mit einem flächigen Bereich (68) an der Membran (62) anliegt und in einer Stellung verriegelt werden kann, in der das eingeschlossene Gasvolumen (64) komprimiert ist.
  20. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (66) eine Ausnehmung (72) aufweist, welche mit einer vorzugsweise elektromagnetisch betätigbaren Sperrklinke (74) zusammenarbeitet.
  21. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Hochdruckbereich (32) zugewandten Seite der Membran (62) ein Anschlag (78) vorhanden ist, welcher die Bewegung der Membran (62) zum Hochdruckbereich (32) hin begrenzt.
  22. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung einen Kolben (62) umfasst, welcher bei einer Betätigung in einer ersten Richtung das Volumen (36) des Hochdruckbereichs (32) reduziert und welcher in einer zweiten, das Volumen (36) des Hochdruckbereichs (32) vergrößernden Richtung, gesteuert bewegbar ist.
  23. Kraftstoffsystem (10) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (62) mit einem Spindelantrieb (80) verbunden ist.
  24. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben auf eine Membran wirkt, welche den Hochdruckbereich begrenzt.
  25. Kraftstoffsystem (10) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (62) in der zweiten Richtung langsamer bewegt wird als in der ersten Richtung.
  26. Kraftstoffsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beeinflussungseinrichtung eine Heizeinrichtung (82) umfasst, mit der die Temperatur des im Hochdruckbereich (32) eingeschlossenen Kraftstoffs vor dem Starten der Brennkraftmaschine erhöht werden kann.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007030906A2 (en) 2005-09-12 2007-03-22 FIAT AUTOMÓVEIS S.A. - Filial Mecânica Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
CN102243234A (zh) * 2011-04-11 2011-11-16 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 一种基于免疫方法的细菌自动分选标记方法和装置
DE102018215132A1 (de) * 2018-09-06 2020-03-12 Ford Global Technologies, Llc Hochdruckpumpe für eine Treibstoffzufuhr eines Verbrennungsmotors

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007030906A2 (en) 2005-09-12 2007-03-22 FIAT AUTOMÓVEIS S.A. - Filial Mecânica Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
WO2007030906A3 (en) * 2005-09-12 2007-05-18 Fiat Automoveis Sa Mecanica Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
CN101375049B (zh) * 2005-09-12 2012-04-25 菲亚特汽车股份有限公司-机械分公司 具有进气口和乙醇加热的乙醇柔性发动机的冷启动辅助***
US8646437B2 (en) 2005-09-12 2014-02-11 Fiat Automotives S/A—Filial Mecanica Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
US9046064B2 (en) 2005-09-12 2015-06-02 Fca Fiat Chrysler Automóveis Brasil Ltda Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
US9097219B2 (en) 2005-09-12 2015-08-04 Fca Fiat Chrysler Automoveis Brasil Ltda. Cold start up auxiliary system for alcohol and flex engines with air-inlet and alcohol warm up
CN102243234A (zh) * 2011-04-11 2011-11-16 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 一种基于免疫方法的细菌自动分选标记方法和装置
CN102243234B (zh) * 2011-04-11 2013-10-02 中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所 一种基于免疫方法的细菌自动分选标记方法和装置
DE102018215132A1 (de) * 2018-09-06 2020-03-12 Ford Global Technologies, Llc Hochdruckpumpe für eine Treibstoffzufuhr eines Verbrennungsmotors

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