DE102010041063A1

DE102010041063A1 - Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102010041063A1
Application number: DE201010041063
Authority: DE
Inventors: Christian Langenbach
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2012-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Vordruckpumpe 1, die saugseitig mit einem Tank und hochdruckseitig mit einer Hochdruckpumpe 2 verschaltet ist, wobei die kraftstoffgeschmierte Hochdruckpumpe 2 mit einem in eine Kraftstoffrückführleitung 6 absteuernden Überdruckventil 5, 5a und einer Zumesseinheit verschaltet ist. Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitgestellt, mit dem eine Verbesserung der Kaltstartfähigkeit der Brennkraftmaschine erreicht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass das Überdruckventil 5, 5a mit einer temperaturabhängig arbeitenden Einrichtung versehen ist, die mit der Saugseite der Vordruckpumpe 1 und der Rückführleitung 6 verschaltet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Vordruckpumpe, die saugseitig mit einem Tank und druckseitig mit einer Hochdruckpumpe verschaltet ist, wobei die kraftstoffgeschmierte Hochdruckpumpe mit einem in eine Kraftstoffrückführleitung absteuernden Überdruckventil und einer Zumesseinheit verschaltet ist.
Ein derartiges Kraftstoffeinspritzsystem ist bekannt und als Common-Rail-Einspritzsystem ausgebildet, mit dem Kraftstoff unter einem Druck von bis zu 3000 bar in einen Hochdruckspeicher gefördert wird, von dem der gespeicherte Kraftstoff über Kraftstoffinjektoren gesteuert in die Arbeitsräume von einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Dabei kann es bei niedrigen Kraftstofftemperaturen zu Funktionsstörungen kommen, da versulzter Kraftstoff nicht in dem gewünschten Umfang von der Hochdruckpumpe in den Hochdruckspeicher gefördert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzsystem bereitzustellen, mit dem eine Verbesserung der Kaltstartfähigkeit der Brennkraftmaschine erreicht wird.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Überdruckventil mit einer temperaturabhängig arbeitenden Einrichtung versehen ist, die mit der Saugseite der Vordruckpumpe und der Kraftstoffrückführleitung verschaltet ist. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine mit dem entsprechend kalten Kraftstoff eine Teilmenge von Kraftstoff zurück zu der Saugseite der Vordruckpumpe geleitet werden und durch den so kurzgeschlossenen Kraftstoffkreislauf eine schnelle Erwärmung des von der Hochdruckpumpe zu fördernden Kraftstoffs erreicht werden. Dabei kann die Steuerung so ausgelegt sein, dass der Kraftstoffstrom abhängig von der Kraftstofftemperatur zweistufig, mehrstufig oder stufenlos verteilt zu der Saugseite der Vordruckpumpe bzw. in die Kraftstoffrückführleitung gesteuert wird. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vordruckpumpe direkt an der Hochdruckpumpe angebracht ist und die Vordruckpumpe elektrisch angetrieben und bezüglich ihrer Förderleistung regelbar ist. Dies wird beispielsweise durch eine elektrisch angetriebene Zahnradvordruckpumpe erreicht. Zusammenfassend werden durch diese Ausgestaltung folgende Vorteile erreicht:
Es wird eine schnelle Erwärmung des Kraftstoffs in der Hochdruckpumpe (und der Vordruckpumpe) erreicht,
es besteht eine geringe Störungsempfindlichkeit bezüglich versulztem Kraftstoff (Paraffin),
es besteht die Möglichkeit, die Maschenweiten in einem Kraftstofffilter verwendeter Siebe aufgrund verringerter Empfindlichkeit bzw. Versulzung zu verringern, und
die Durchflüsse durch den Kraftstofffilter werden insbesondere beim Kaltstart der Brennkraftmaschine minimiert.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung ein Wärmedehnelement, das beispielsweise als Wachsdehnelement, Bimetalldehnelement oder Ähnliches ausgebildet sein kann. Wie ausgeführt ist das Wärmedehnelement so geschaltet, dass es in den Absteuerkreis des Überdruckventils eingesetzt ist und bei kaltem Kraftstoff diesen auf die Saugseite der Vordruckpumpe leitet, während der Kraftstoff bei normalen Temperaturen überwiegend oder ganz in die Kraftstoffrückführleitung eingeleitet wird. Auch wird durch diese Schaltung die Versulzungsneigung in der Hochdruckpumpe insbesondere an engen Bohrungen und eingebauten Sieben verringert. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung das Überdruckventil auch durch eine Drossel ersetzbar, die den für den Wärmehaushalt der Hochdruckpumpe erforderlichen Kühlmengenstrom einstellt. Auch bei einer solchen Ausgestaltung wird der Kühlmengenstrom entsprechend über das Wärmedehnelement in die Kraftstoffrückführleitung oder zu der Saugseite der Vordruckpumpe geleitet. Optional kann auch die Leckagemenge der kraftstoffgeschmierten Hochdruckpumpe allein oder gemeinsam mit der Absteuermenge des Überdruckventils bzw. der Kühlmenge aus der Drossel über das Wärmedehnelement geführt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung ein modifiziertes Überdruckventil mit einem weiteren Ausgang, wobei ein erster Steuerausgang des Überdruckventils mit der Tankrückführleitung und ein zweiter Steuerausgang mit der Saugseite der Vordruckpumpe verschaltet ist. Diese Ausführungsform ist mit einer geregelten Vordruckpumpe versehen, die im Normalbetrieb eine reduzierte Gesamtmenge fördert. Die von der Hochdruckpumpe nicht in den Hochspeicher geförderte Überschussmenge an Kraftstoff wird im Wesentlichen über den ersten Steuerausgang mit einem niedrigeren Öffnungsdruck als der zweite Steuerausgang in die Tankrückführleitung gefördert und zur Kühlung der Hochdruckpumpe genutzt. Bei Kälte wird die Fördermenge der Vordruckpumpe angehoben, so dass zusätzlich ein interner Kreislauf über den zweiten Steuerausgang entsteht. Diese interne Umwälzung ermöglicht ebenfalls eine schnelle Erwärmung des in der Hochdruckpumpe befindlichen Kraftstoffs. Dabei kann der zweite Steuerausgang auch über eine Verbindungsleitung mit der Kraftstoffrückführleitung verschaltet sein, wobei in diese Verbindungsleitung bevorzugt eine Drossel eingesetzt ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich insbesondere bei hohen Kraftstofftemperaturen durch eine Erhöhung der Fördermenge der Vordruckpumpe ein zusätzlicher Kühleffekt der Hochdruckpumpe erreichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffkreislaufs und
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Kraftstoffkreislaufs.
Ausführungsformen der Erfindung
Der in 1 auszugsweise dargestellte vereinfachte Kraftstoffkreislauf weist eine vorzugsweise regelbar elektrisch betriebene Vordruckpumpe 1 auf, die zusätzlich elektrisch beheizbar sein kann. Saugseitig ist die Vordruckpumpe 1 mit einem Tank und druckseitig mit einer Hochdruckpumpe 2 verschaltet. Die Hochdruckpumpe ist kraftstoffgeschmiert und weist eine Pumpenwelle 3 auf, an deren Lagerstellen 4 eine definierte Kraftstoffmenge zu Schmierzwecken abgeführt wird. Der Erfindungsgegenstand ist aber auch bei einer Hochdruckpumpe einsetzbar, die nicht kraftstoffgeschmiert ist. Die Hauptmenge der von der Vordruckpumpe 1 geförderten Kraftstoffmenge wird durch den Hochdruckpumpeninnenraum weitergeleitet und einerseits zu einer Zumesseinheit eingangsseitig des Hochdruckteils der Hochdruckpumpe 2 geleitet und weiterhin zu einem Überdruckventil 5 geleitet, das einerseits auf der Überdruckseite direkt mit einer Kraftstoffrückführleitung 6 und steuerseitig mit einer Absteuerleitung 7 verschaltet ist. In die Absteuerleitung 7 ist ein Wärmedehnelement 8 eingeschaltet, das so geschaltet ist, dass bei hohen Kraftstofftemperaturen der zugeführte Kraftstoffstrom in die Kraftstoffrückführleitung 6 geleitet wird und bei niedrigen Kraftstofftemperaturen der zugeführte Kraftstoffstrom zumindest überwiegend über eine Rückführleitung 9 in die Verbindungsleitung 10 von dem Tank zu der Vordruckpumpe 1.
In dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 das Überdruckventil 5a mit einem ersten Steuerausgang 11 und einem zweiten Steuerausgang 12 versehen. Der erste Steuerausgang 11 ist über eine Drossel 13 mit der Kraftstoffrückführleitung 6 verschaltet, während der zweite Steuerausgang 12 mit der Absteuerleitung 7, die direkt in die Rückführleitung 9 einmündet, verschaltet ist. Die Absteuerleitung 7 bzw. Rückführleitung 9 kann mit einer Leitung 14, in die eine Drosseleinrichtung 15 eingesetzt ist, mit der Kraftstoffrückführleitung 6 verschaltet sein.

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Vordruckpumpe (1), die saugseitig mit einem Tank und druckseitig mit einer Hochdruckpumpe (2) verschaltet ist, wobei die kraftstoffgeschmierte Hochdruckpumpe (2) mit einem in eine Kraftstoffrückführleitung (6) absteuernden Überdruckventil (5, 5a) und einer Zumesseinheit verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (5, 5a) mit einer temperaturabhängig arbeitenden Einrichtung versehen ist, die mit der Saugseite der Vordruckpumpe (1) und der Kraftstoffrückführleitung (6) verschaltet ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Wärmedehnelement (8) ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein modifiziertes Überdruckventil (5a) mit einem weiteren Ausgang ist, wobei ein erster Steuerausgang (11) mit der Kraftstoffrückführleitung (6) und ein zweiter Steuerausgang (12) mit der Saugseite der Vordruckpumpe (1) verschaltet ist.
Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordruckpumpe (1) regelbar elektrisch betrieben ist.