DE102008040238A1 - Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine mit Treibstoff - Google Patents
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Abstract
Eine Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine (1) mit Treibstoff, umfassend ein Kraftstoffreservoir (2) und eine Hochdruckpumpe (3), die durch eine Ansaugleitung (4) verbunden sind, wobei der Durchtrittsquerschnitt der Ansaugleitung (4) durch eine Zumesseinheit (5) veränderlich ist und wobei zwischen der Hochdruckpumpe (3) und der Verbrennungskraftmaschine (1) ein Rail (6) angeordnet ist und wobei ein Druckregelventil (7) vorgesehen ist. Die Zumesseinheit (5) weist einen Steuerraum (5.1) auf, an den das Rail (6) mit einer Druckleitung (12) angeschlossen ist, wobei der Steuerraum (5. 1) von einem Gehäuse (9) und einem darin abdichtend aufgenommenen Steuerkolben (5.2) begrenzt ist, wobei der Steuerkolben (5.2) rückseitig auf einer Druckfeder (5.4) abgestützt und durch die Kraft des im Steuerraum (5.1) herrschenden Druckes gegen die Kraft der Druckfeder (5.4) in dem Gehäuse (9) verschiebbar ist, wobei das Gehäuse in Bewegungsrichtung des Steuerkolbens (5.2) hintereinanderliegend zumindest eine gedrosselte Entlastungsleitung (7) und eine ungedrosselte Entlastungsleitung (10) aufweist, die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens (5.2) aufeinanderfolgend mit dem Steuerraum (5.1) verbindbar sind, dass das Gehäuse (9) in Bewegungsrichtung des Stuerkolbens (5.2) nachfolgend von der Ansaugleitung (4) quer durchdrungen ist und dass der Steuerkolben (5.2) in eine die Ansaugleitung (7) überdeckende und die Ansaugleitung (4) freigebende Position verschiebbar ist.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1.
- Stand der Technik
- Eine solche Vorrichtung ist aus der
DE 102 47 564 A1 bekannt. Der Kraftstoff wird dabei dem Saugventil einer Hochdruckpumpe mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe über eine Zumesseinheit zugeführt, wobei der Kraftstoff in der Hochdruckpumpe auf einen Druck von bis zu 1600 bar verdichtet und über ein Hochdruckventil in einen Hochdruckspeicher, das sogenannte Rail, eingespeist wird. An das Rail sind die Einspritzdüsen der Verbrennungskraftmaschine angeschlossen. Sie bewirken die eigentliche Einspritzung des zum Betrieb benötigten Kraftstoffs in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine. - In Abhängigkeit von der Drehzahl benötigt eine Verbrennungskraftmaschine unterschiedlich große Kraftstoffmengen. Um bei allen Betriebszuständen hinreichende Kraftstoffmengen im Rail zur Verfügung zu haben, sind die Hochdruckpumpen auf die Höchstleistung ausgelegt. Dies bedingt allerdings den Nachteil, dass im Teillastbereich oder Leerlauf unnötig große Kraftstoffmengen in das Rail gefördert werden, was energetisch wenig befriedigend ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird die der Hochdruckpumpe zugeführte Kraftstoffmenge mit Hilfe einer Zumesseinheit in Abhängigkeit vom jeweiligen Bedarf dosiert. Dazu ist eine separate, elektrisch ansteuerbare Zumesseinheit erforderlich sowie ein Druckregelventil, durch das überschüssiger Kraftstoff aus dem Rail in das Kraftstoffreservoir zurückgeleitet und Überdruck im Rail auf demselben Wege abgebaut wird.
- Das Überdruckventil und die Zumesseinheit sind unabhängige Funktionseinheiten. Dies erhöht das Risiko, dass im Rail ein Überdruck auftritt, und dass druckbedingte mechanische Schäden an dem Rail, den Leitungen und der Zumesseinheit auftreten können.
- Offenbarung der Erfindung
- Vorteile der Erfindung
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass ein Druckregelventil und eine Zumesseinheit nicht mehr als separate Einheiten zueinander erforderlich sind und dass durch einen Überdruck bedingte Schäden im Bereich des Ralls, der Leitungen und der Zumesseinheit zuverlässig vermieden werden. Außerdem ist eine elektrische Ansteuerung der Zumesseinheit nicht mehr erforderlich.
- In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
- Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 hat den Vorteil einer besonders hohen Schaltgenauigkeit.
- Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass die Steuerkante des Steuerkolbens gegenüber der Stirnfläche zurückverlagert ist, was die Leichtgängigkeit des Steuerkolbens in bezug auf Relativverschiebungen verbessert und damit zugleich die Ansprechgenauigkeit in bezug auf Druckänderungen in dem Steuerraum.
- Zeichnung
- Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung -
2 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Zumesseinheit in längsgeschnittener Darstellung -
3 einen Ausschnitt aus einer zweiten Bauform der erfindungsgemäßen Zumesseinheit, bei der der Steuerkolben abweichend gestaltet ist. - In allen Figuren bezeichnen übereinstimmende Bezugszeichen funktionell übereinstimmende Gegenstände.
- Beschreibung der Ausführungsbeispiele
- Die in
1 schematisch wiedergebene Vorrichtung ist zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine1 mit Treibstoff bestimmt, insbesondere mit Dieselkraftstoff. Sie umfasst ein Kraftstoffreservoir2 und eine Hochdruckpumpe3 , die durch eine Ansaugleitung4 verbunden sind. Der Durchtrittsquerschnitt der Ansaugleitung4 ist durch eine Zumesseinheit5 veränderlich. Im Bereich des Kraftstoffreservoirs2 ist eine Kraftstoffpumpe2.1 angeordnet, durch die der Kraftstoff mit einem Vordruck von ca. 3 bar beaufschlagt und in die Ansaugleitung4 eingespeist wird. - Das Rail
6 und die Zumesseinheit5 sind durch eine Druckleitung12 direkt verbunden und das Druckregelventil7 ist in die Zumesseinheit5 integriert. - Die Zumesseinheit (
5 ) weist zu diesem Zweck einen Steuerraum5.1 auf, an den das Rail6 mit einer Druckleitung12 angeschlossen ist, dass der Steuerraum5.1 von einem Gehäuse9 und einem darin abdichtend aufgenommenen Steuerkolben5.2 begrenzt ist, dass der Steuerkolben5.2 rückseitig auf einer Druckfeder5.4 abgestützt und durch die Kraft des im Steuerraum5.1 herrschenden Druckes gegen die Kraft der Druckfeder5.4 in dem Gehäuse9 verschiebbar ist, dass das Gehäuse9 , in Bewegungsrichtung des Steuerkolbens5.2 hintereinanderliegend betrachtet, zumindest eine gedrosselte Entlastungsleitung7 und eine ungedrosselte Entlastungsleitung10 aufweist, die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens5.2 aufeinanderfolgend mit dem Steuerraum verbindbar sind, dass das Gehäuse9 in Bewegungsrichtung des Steuerkolbens nachfolgend von der Ansaugleitung4 quer durchdrungen ist, dass der Steuerkolben5.2 in eine die Ansaugleitung7 überdeckende und die Ansaugleitung freigebende Position verschiebbar ist. - Der im Rail
6 herrschende Druck liegt dadurch unmittelbar an der dem Steuerraum5.1 zugewandten Stirnfläche des Steuerkolbens5.2 der Zumesseinheit5 an und ist damit unmittelbar für eine Relativverschiebung des Steuerkolbens5.2 und damit zugleich der beiden Steuerkanten5.6 ,5.7 nutzbar. Hierdurch wird erreicht, dass der Hochdruckpumpe3 nur soviel Kraftstoff über die Ansaugleitung4 zugeführt wird, wie für den Betrieb der Brennkraftmaschine1 nötig und dass Überdrücke im Rail6 abgebaut und Übermengen daraus abgeleitet werden und weder Funktionsstörungen der Verbrennungskraftmaschine1 noch mechanische Schäden an dem Rail6 , der Zumesseinheit5 oder der die beiden Einheiten verbindenden Kraftstoffleitung8 auftreten können. - An dem Steuerkolben
5.2 ist eine erste Steuerkante5.6 vorgesehen, die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens5.2 in eine sich mit der Ansaugleitung (4 ) überschneidende Position verschiebbar ist und eine zweite Steuerkante5.7 , die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens5.2 in eine sich mit der gedrosselten und gegebenenfalls zusätzlich der ungedrosselten Entlastungsleitung7 ,10 überschneidende Position verschiebbar ist. Alternativ können somit beider Entlastungsleitungen7 ,10 ganz verschlossen und die Ansaugleitung4 ganz geöffnet sein oder die Ansaugleitung4 ganz geschlossen und entweder nur die gedrosselte Entlastungsleitung7 oder zusätzlich dazu auch die ungedrosselte Entlastungsleitung10 ganz geöffnet sein, wobei Zwischenstellungen möglich sind und ein teilweises Öffnen oder Schließen. - Der Steuerkolben berührt die Oberfläche
9.1 der ihn aufnehmende Bohrung des Gehäuses9 dicht anliegend. Die von dem Steuerkolben5.2 jeweils überdeckten Anteile der Einmündungen der Anschlüsse4 ,7 ,10 können daher nicht von Kraftstoff durchströmt werden. Dabei gelingt ein besonders präzises „Abschneiden” der im Einzelfall nicht benötigten Anteile der Querschnitte, wenn an dem Steuerkolben5.1 scharfkantige Steuerkanten5.6 ,5.7 vorhanden sind, die in dichter Anlageberührung auf der Innenwandung9.1 des Gehäuses9 verschoben werden können und damit in bezug auf die Einmündungen der verschiedenen Leitungen. -
2 zeigt die Zumesseinheit5 längsgeschnitten und in vergrößerter Darstellung. Die zweite Steuerkante5.7 ist unmittelbar durch den radial äußeren Rand der dem Steuerraum5.1 zugewandten Stirnfläche des Steuerkolbens5.1 gebildet, die durch den Druck im Steuerraum5.1 beaufschlagt ist und sich mit der Mündung der gedrosselten Entlastungsleitung7 je nach Stellung des Steuerkolbens5.2 in dem Gehäuse9 mehr oder weniger überschneidet und demgemäss eine mehr oder weniger weite Entlastungsöffnung freigibt, durch die überschüssiger Kraftstoff in das Kraftstoffreservoir2 abgeleitet wird. Die gedrosselte Entlastungsleitung7 enthält eine Drossel5.5 , durch die der aus dem Rail6 mittels der Druckleitung12 in den Steuerraum5.1 eingeleitete Kraftstoff in dem Steuerraum5.1 in Abhängigkeit vom jeweiligen Volumen mehr oder weniger stark aufgestaut wird. Bei Unterdruck in dem Rail6 und damit zugleich in dem Steuerraum5.1 wird der Steuerkolben5.2 durch die Kraft der Druckfeder5.4 in dem Gehäuse9 ganz nach oben verschoben. Dies bedingt, dass die Einmündung der gedrosselten Entlastungsleitung7 in den Steuerraum5.1 ganz verschlossen und die Ansaugleitung4 ganz geöffnet wird. Der Hochdruckpumpe3 wird demgemäss eine extrem große Kraftstoffmenge zugeführt und von der Hochdruckpumpe3 unter hohem Druck in das Rail6 eingespeist. Das hat zur Folge, dass der Druck im Rail6 ansteigt und damit zugleich der Druck im Steuerraum5.1 der Zumesseinheit5 . - Als Folge des zunehmenden Druckanstiegs im Steuerraum
5.1 verschiebt sich der Steuerkolben5.2 in dem ihn aufnehmenden Gehäuse9 gegen die Kraft der Druckfeder5.4 nach unten. Das hat zur Folge, dass die erste Steuerkante5.6 den Durchtrittsquerschnitt der Ansaugleitung4 zunehmend verengt und dass die zweite Steuerkante5.7 den Durchtrittsquerschnitt der Einmündung der gedrosselten Entlastungsleitung7 zunehmend erweitert. Dies hat eine Verminderung des der Hochdruckpumpe3 zugeführten Kraftstoffvolumens zur Folge und damit zugleich eine Verminderung des in dem Steuerraum5.1 herrschenden Druckes. - Kommt es störungsbedingt zu einem unzulässigen Überdruck im Rail
6 , dann hat der Überdruck zur Folge, dass sich der Steuerkolben5.2 in dem Gehäuse9 ganz nach unten verschiebt und mit der zweiten Steuerkante5.7 zusätzlich den Durchflussquerschnitt der ungedrosselten Entlastungsbohrung10 freigibt. Diese ist so groß bemessen, dass das maximale Fördervolumen der Hochdruckpumpe3 insgesamt darüber in das Kraftstoffreservoir2 zurückgeleitet werden kann. Überdruckbedingte Schäden sind daher nicht mehr zu befürchten. - Der Steuerkolben
5.2 ist unter Bildung der ersten Steuerkante5.6 an der Steuerkante5.6 von abgestuft vermindertem Querschnitt und in Richtung der Druckfeder5.4 in einem entsprechend querschnittsverminderten Teil des Gehäuses9 dichtend geführt. Bei einer in bezug auf die Lage der Einmündungen der Ansaugleitung4 in das Gehäuse9 angehobenen, ersten Steuerkante5.6 wird hierdurch in der Zwischenzone zwischen dem verengten und dem erweiterten Teil des Innenquerschnittes des Gehäuses und dem Steuerkolben5.2 ein beiderseits darum herumgeführter Kanal5.8 geschaffen, durch den der Kraftstoff von dem Kraftstoffreservoir2 zur Hochdruckpumpe3 gelangt. - Der Kanal
5.8 kann auch durch eine Nut gebildet sein, die in radialer Richtung in den Außenumfang eines Steuerkolbens5.2 eingreift, ihn ganz umschließt und auf seiner ganzen Länge von übereinstimmendem Querschnitt ist. - Alternativ kann der Kanal innerhalb des Steuerkolbens
5.2 auch durch eine ihn durchdringende Querbohrung gebildet sein, die ebenfalls in Deckung mit den beiderseitigen Einmündungen der Ansaugleitung4 bringbar ist. Um eine korrekte Funktion sicher zu stellen, ist es dabei allerdings erforderlich, den Steuerkolben5.2 gegen eine ungewollte Relativverdrehung in dem in aufnehmenden Gehäuse9 zu sichern. Dazu kann beispielsweise eine sich parallel zur Längsrichtung des Steuerkolbens5.2 erstreckende, in seinen Außenumfang eingreifende Führungsnut dienen, in die ein Führungsstift eingreift, der die Wandung des Gehäuses9 radial durchdringt und in der Führungsnut endet. Die Führungsnut muss dabei natürlich in einem Bereich des Steuerkolbens5.2 angeordnet sein, in dem seine Steuerungsfunktionen durch ihr Vorhandensein nicht beeinträchtigt werden. Die Führungsnut darf daher unabhängig von der Stellung des Steuerkolbens5.2 keinen Kraftstoffaustausch zwischen irgend welchen Kraftstoffanschlüssen des Gehäuses9 ermöglichen. -
3 zeigt einen Ausschnitt aus einer Zumesseinheit ähnlich2 , bei der abweichend davon die zweite Steuerkante5.7 einen Bestandteil einer Querbohrung13 des Steuerkolbens5.2 bildet, die durch eine Längsbohrung5.8 mit dem Steuerraum5.1 verbunden ist. Die Längsbohrung kann als Drosselöffnung ausgebildet sein. Radial außenseitig mündet die Querbohrung13 beiderseits am Grunde einer umlaufenden Nut5.9 , die radial in den Außenumfang des Steuerkolbens5.2 eingreift und ihn ganz umschließt. Relativverdrehungen des Steuerkolbens5.2 in bezug auf das ihn aufnehmenden Gehäuse9 sind daher für die Funktion der zweiten Steuerkante5.7 ohne weitere Bedeutung. Diese wird durch die von dem Steuerraum5.1 abgewandte Flankenfläche der Nut5.9 gebildet. Das dem Steuerkolben5.2 im Bereich des Steuerraums5.1 gegenüberliegende Ende des Gehäuses9 ist durch eine Verschlussschraube11 dicht verschlossen. Das Gehäuse9 ist durch einen Hohlzylinder gebildet, der in eine Bohrung eines Pumpengehäuses14 dichtend eingesetzt ist. Über die Bohrung12 des Gehäuses9 kann Leckagekraftstoff abgeleitet werden. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10247564 A1 [0002]
Claims (6)
- Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine (
1 ) mit Treibstoff, umfassend ein Kraftstoffreservoir (2 ) und eine Hochdruckpumpe (3 ), die durch eine Ansaugleitung (4 ) verbunden sind, wobei der Durchtrittsquerschnitt der Ansaugleitung (4 ) durch eine Zumesseinheit (5 ) veränderlich ist und wobei zwischen der Hochdruckpumpe (3 ) und der Verbrennungskraftmaschine (1 ) ein Rail (6 ) angeordnet ist und wobei ein Druckregelventil (7 ) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zumesseinheit (5 ) einen Steuerraum (5.1 ) aufweist, an den das Rail (6 ) mit einer Druckleitung (12 ) angeschlossen ist, dass der Steuerraum (5.1 ) von einem Gehäuse (9 ) und einem darin abdichtend aufgenommenen Steuerkolben (5.2 ) begrenzt ist, dass der Steuerkolben (5.2 ) rückseitig auf einer Druckfeder (5.4 ) abgestützt und durch die Kraft des im Steuerraum (5.1 ) herrschenden Druckes gegen die Kraft der Druckfeder (5.4 ) in dem Gehäuse (9 ) verschiebbar ist, dass das Gehäuse, in Bewegungsrichtung des Steuerkolbens (5.2 ) hintereinanderliegend, zumindest eine gedrosselte Entlastungsleitung (7 ) und eine ungedrosselte Entlastungsleitung (10 ) aufweist, die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens (5.2 ) aufeinanderfolgend mit dem Steuerraum (5.1 ) verbindbar sind, dass das Gehäuse (9 ) in Bewegungsrichtung des Steuerkolbens (5.2 ) nachfolgend von der Ansaugleitung (4 ) quer durchdrungen ist, dass der Steuerkolben (5.2 ) in eine die Ansaugleitung (7 ) überdeckende und in eine die Ansaugleitung (4 ) freigebende Position verschiebbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steuerkolben (
5.2 ) eine erste Steuerkante (5.6 ), vorgesehen ist, die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens (5.2 ) in eine sich mit der Ansaugleitung (4 ) überschneidende Position verschiebbar ist und/oder eine zweite Steuerkante (5.7 ), die durch eine Verschiebung des Steuerkolbens (5.2 ) in eine sich mit der gedrosselten und der ungedrosselten Entlastungsleitung (7 ,10 ) überschneidende Position verschiebbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerkante (
5.7 ) die dem Steuerraum (5.1 ) zugewandte Stirnfläche des Stellkolbens (5.2 ) in Umfangsrichtung ganz umschließt und begrenzt. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuerkante (
5 ,7 ) einen Bestandteil einer Querbohrung (13 ) des Steuerkolbens (5.2 ) bildet, die durch eine Längsbohrung (5.8 ) mit dem Steuerraum (5.1 ) verbunden ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrung (
13 ) beiderseits am Grunde einer umlaufenden Nut (5.9 ) mündet, die radial in den Außenumfang des Steuerkolbens (5.2 ) eingreift. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Steuerkante (
5 ,6 ,5 ,7 ) eine radial in den Steuerkolben (5.2 ) eingreifende, ihn ganz umschließende Nut in der Bewegungsrichtung des Steuerkolbens (5.2 ) begrenzen.
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DE200810040238 DE102008040238A1 (de) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine mit Treibstoff |
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DE102008040238A1 true DE102008040238A1 (de) | 2010-01-14 |
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ID=41412867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810040238 Withdrawn DE102008040238A1 (de) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Vorrichtung zur Versorgung einer Verbrennungskraftmaschine mit Treibstoff |
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DE (1) | DE102008040238A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016078849A1 (de) * | 2014-11-21 | 2016-05-26 | Robert Bosch Gmbh | Drucksteuereinrichtung insbesondere für eine ein fluid fördernde hochdruckpumpe |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10247564A1 (de) | 2002-10-11 | 2004-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen |
-
2008
- 2008-07-08 DE DE200810040238 patent/DE102008040238A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10247564A1 (de) | 2002-10-11 | 2004-04-22 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystems für Brennkraftmaschinen |
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Legal Events
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---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |