DE19527134A1

DE19527134A1 - Kraftstoffleiteinrichtung für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE19527134A1
Application number: DE19527134A
Authority: DE
Inventors: Christian V Hassinger; Stephen T Kempfer; Matthew L Stein; Randall A Bekti
Original assignee: Ford Motor Co
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2015-07-26
Also published as: CA2155453A1; DE19527134B4; US5477829A; GB2292183B; GB9514582D0; JPH0861191A; JP3560700B2; MXPA95002718A; GB2292183A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffleiteinrichtung für Verbrennungsmotoren.

Die Erfindung bezieht sich also auf Druckventile in Kraft stoffleitungen und insbesondere auf ein Druckventil, das für eine rückführungslose Kraftstoffverteilungseinrichtung in Verbrennungsmotoren in Parallanordung die Funktionen der Rückschlag- und Druckablaßventile vereint. Konventionelle Kraftstoffeinspritzeinrichtungen verwenden eine Kraftstoff pumpe für den Kraftstofftransport in den Kraftstoffverteiler, die Kraftstoff zu mehreren Kraftstoffeinspritzern fördert. Um den Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteiler auf etwa 275 790 Pa (40 psi) über dem Motoransaugverteilerunterdruck zu hal ten, ist im Kraftstoffweg ein Druckregler angebracht. Die ty pischerweise im Kraftstofftank montierte Kraftstoffpumpe läuft mit konstanter Geschwindigkeit und kann beispielsweise 90 l/h. liefern. Im Stillstand benötigt der Motor nur 3 l/h, so daß 87 l/h durch eine Rückführungsleitung zum Kraft stofftank rückgeführt werden müssen. Dieser rückgeführte Kraftstoff hat infolge der Rückführung durch den Motor meist eine erhöhte Temperatur und verdunstet deshalb häufig beim Erreichen des vergleichsweise niedrigeren Drucks sowie der Temperatur des Kraftstofftanks. Der so entstandene Kraft stoffdampf bleibt solange im Tank, bis er entweder an die At mosphäre abgelassen wird, was potentiell Umweltprobleme ver ursacht, oder in einem Dampfspeicher, z. B. einem in der Regel zusätzliche Herstellungskosten verursachenden Kohlenstoffka nister, aufgefangen wird.

Die mit der Kraftstoffdampferzeugung in konventionellen Kraftstoffeinrichtungen verbundenen Probleme haben Kraftstof feinrichtungskonstrukteure zur Entwicklung rückführungsloser Kraftstofftransporteinrichtungen bewegt, wie z. B. das US-A-5 237 975 (Betki et al.) zeigt. In einer derartigen Ein richtung wird der Kraftstoffverteilerdruck durch Variation der Kraftstoffpumpengeschwindigkeit als Funktion verschiede ner Variabler - einschließlich Kraftstofftemperatur, Kraft stoffdruck, Motorumdrehungsgeschwindigkeit und Kraftstoff einspritzimpulsbreite - für den präzisen Kraftstoffmassenfluß zu den Einspritzern sowohl bei normalen als auch bei erhöhten Motortemperaturen gesteuert. Daher kehrt kein Kraftstoff in den Kraftstofftank zurück.

Beim Betrieb eines Fahrzeugs mit einer rückführungslose Kraftstofffördereinrichtung oben beschriebener Art treten ty pischerweise zyklisch Beschleunigungs-, Zwischengeschwindig keitbetriebs-, Verzögerungs- sowie Stillstandszeiten auf. Zur Realisierung dieser Zyklen und zur Erzeugung des richtigen Massenflusses wird der Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteiler variiert. Während langer Verzögerungszeiten kann der Druck im Kraftstoffverteiler auf einen Wert oberhalb dessen ansteigen, wo noch eine wirksame Massenflußsteuerung möglich ist. Auf grund der hohen Motortemperaturen, die eine reduzierte Kraft stoffwirtschaftlichkeit bewirken können, da der Motor hoch tourig läuft, kann beispielsweise der Druck innerhalb der Kraftstoffverteilungsvorrichtung den Wert von 482632,5 Pa (70 psi) übersteigen. Besonders hohe Kraftstofftemperaturen in nerhalb der Kraftstoffverteilungsvorrichtung können auch zu Kraftstoffverdampfung führen, die bei magerem Betriebs des Motors zu herabgesetzter Leistung führt.

Ein weiteres Problem beim Kraftstoffverteilerdruck kann in der Anlaßphase des Motors auftreten, sofern das Kraftfahrzeug nach dem Abschalten des Motors hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist. In derartigen Fällen kann die verbliebene Mo torwärme zusammen mit der Umgebungswärme den Kraftstoffdruck im Kraftstoffverteiler auf einen Wert anheben, der oberhalb des durch die Kraftstoffeinspritzer steuerbaren Niveaus liegt. Hohe Drücke im Kraftstoffverteiler können ein Austre ten von Kraftstoff durch die Einspritzer in den Ansaugvertei ler bewirken, was seinerseits ein Motoranlassen bei fettem Gemisch und damit unerwünschte Abgasemissionen hervorrufen kann.

Eine Lösung für das oben erwähnte Druckproblem im Kraftstoff verteiler besteht darin, ein Druckablaßventil in die Kraft stoffleitung einzubauen, um so den Kraftstoffverteilerdruck zu reduzieren, wenn er den vorbestimmten Wert übersteigt. Ei nige Kraftstoffsysteme haben ein Druckablaßventil, das mit der Kraftstoffleitung stromabwärts der Pumpe in einer T-An ordnung verbunden ist und Kraftstoffüberschuß direkt zum Kraftstofftank führt, wie in US-A-2881747 (Gehner) erwähnt Ein Nachteil der T-Anordnung besteht darin, daß der Ventilab laßdruck sicher höher als der Einrichtungsbetriebsdruck ein gestellt werden muß, da sich das Ventil auf den Tankdruck ge genüber dem Kraftstoffpumpenausgangsdruck bezieht. Im Ergeb nis ist der Druckbereich, innerhalb dessen der Kraftstoffver teiler steuerbar ist, begrenzt. Ein weiterer Nachteil der T- Anordnung besteht darin, daß dafür ein separater Bypaß und dazugehörige Zubehörteile erforderlich sind, so daß die Her stellungs- und Montagekosten steigen. Die T-Anordnung ist ferner nachteilig gegenüber der direkten Rückführung von überschüssigem Kraftstoff zum Kraftstofftank, da insbesondere bei hohen Temperaturen die Kraftstoffpumpe dazu veranlaßt sein kann, ständig Kraftstoff durch das Druckventil und zu rück in den Kraftstofftank zu pumpen.

Ein weiteres Kraftstoffdruckventil ist in US-A-4 648 369 (Wannenwetsch) gezeigt. Dieses Ventil hat die Aufgabe, unbe absichtigtes Kraftstoffeinspritzen in Dieselmotoren durch Entspannen der Kraftstoffdruckpulse, die beim Betrieb einer Kolbenkraftstoffpumpe auftreten, zu verhindern. Ein derarti ges Ventil ist für rückführungslose Kraftstoffleiteinrichtun gen ungeeignet, da es zur Dämpfung hochfrequenter Druckpulse vorgesehen ist und nicht für den Ablaß temperaturinduzierter Kraftstoffverteilerdrücke. Darüber hinaus ist die Fertigung sowie die Montage eines derartigen Ventils äußerst schwierig, so daß es auch - insbesondere für die Massenfertigung in der Automobilindustrie - zu aufwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Überwindung der aus dem Stand der Technik resultierenden Nachteile.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Ventil entwickelt, das nach dem Ab schalten des Motors den Druck in der Kraftstoffleitung auf rechterhält, so daß beim Wiederanlassen des Motors eine sehr gute Abgasemissionssteuerung ermöglicht wird.

Ferner wird ein Kraftstoffleiteinrichtungsdruckventil mit Doppelfunktion vorgeschlagen, das sowohl ökonomisch fertigbar als auch einfach montierbar ist.

Die Erfindung umfaßt insbesondere die Entwicklung eines Druckventils für eine rückführungslose Kraftstoffverteilungs einrichtung, die sowohl während des Motorbetriebs in Zeiten, in denen die Kraftstoffeinspritzer relativ lange geschlossen sind, als auch bei abgeschaltetem Motor in geeigneter Weise den Druck abläßt.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Druck inner halb der Kraftstoffleitung sowohl bei Motorstillstand als auch bei längeren Verzögerungszeiten, wie z. B. einem lang gezogen absteigenden Straßenstück, relativ zum Kraftstoffpum penausgangsdruck gesteuert werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei warmen Betriebs bedingungen unter hohem Druck stehender Kraftstoff nicht kon tinuierlich zum Kraftstofftank abgelassen wird.

Ein Merkmal der Erfindung ist, daß ein einzelnes Gehäuse ein Rückschlagventil sowie ein hierzu paralleles Druckablaßventil einschließt und deshalb kein Bedarf an einer separaten Druckablaßleitung und den dazugehörigen Komponenten besteht, wobei es funktionell möglich ist, daß der Kraftstoffleitungs druck während des Motorstillstands ebenso effektiv gesteuert wird wie zu Zeiten, in denen die Kraftstoffeinspritzer für relativ lange Zeit geschlossen sind.

Die oben beschriebenen Ziele, Vorteile und Eigenschaften wer den durch eine Kraftstoffleiteinrichtung für einen Kraftfahr zeug-Verbrennungsmotor mit einem Kraftstofftank, der eine mit dem Kraftstofftank verbundene Kraftstoffpumpe aufweist, sowie eine Kraftstoffleitung an der Kraftstoffpumpenausstoßseite, die mit dem mit dem Motor verbundenen Kraftstoffverteiler verbunden ist, erreicht. Zur Steuerung des Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe zur Kraftstoffverteiler sowie von der Kraftstoffverteiler zur Kraftstoffpumpe sind in der Kraft stoffleitung Ventilmittel zwischen die Kraftstoffpumpe und den Kraftstoffverteiler.

Als Bestandteil der Ventilmittel ist ein zwei Halbteile auf weisendes Ventilgehäuse vorgesehen, die jeweils einen Venti laufnahmeteil sowie einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einer fluidenthaltenden Vorrichtung aufweisen, das fer ner über einen Ventilmittelteil zur Befestigung an den zwei Halbteilen verfügt, so daß die beiden Halbteile zusammen eine Ventilkammer erzeugen. In der Kammer ist im Ventilmittelteil ein Rückschlagventil montiert, das Kraftstofffluß in der Kraftstoffleitung durch das Gehäuse zur Kraftstoffpumpe zu läßt, sobald der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung einen vorbestimmten Ablaßdruck übersteigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Halbteile des Gehäuses (jeweils) eine im allgemeinen achtförmige, ver tiefte Ventilaufnahme mit einer durch einen oberen Abschnitt in Fluidkommunikation mit einem Verbindungsabschnitt stehen den Öffnung auf. Das Mittelteil ist auch achtförmig und ver fügt über einen oberen Teilbereich, in dem sich das Rück schlagventil befindet, sowie einen unteren Teilbereich, in dem sich das Druckablaßventil befindet. Die Halbteile sind mit so ausgerichteten Verbindungsabschnitten befestigt, daß eine Kraftstoffflußpassage entlang der durch beide Verbin dungsabschnitt und das Rückschlagventil gebildeten Achse er zeugt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines nicht einschrän kenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beglei tenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kraftstofftrans porteinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Druckventil;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionszeichnung des erfin dungsgemäßen Druckventils;

Fig. 3 eine Frontansicht des erfindungsgemäßen, montierten Druckventils;

Fig. 4 eine Endansicht des in Fig. 3 gezeigten Druckventils;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Schnittes durch ein erfindungsgemäßes Druckventil entlang Linie 5-5 der Fig. 3;

Fig. 6 eine Innenansicht eines Gehäusehalbschnitts des er findungsgemäßen Druckventils entlang Linie 6-6 in Fig. 2; und

Fig. 7 eine Innenansicht eines Zentralschnittes durch ein erfindungsgemäßes Druckventil entlang Linie 7-7 in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10 mit einem konventionell im Front-Bereich montierten Verbrennungsmotor 12. Dem Fachmann ist ersichtlich, daß Fig. 1 eine schematische, nur zu illu strativen Zwecken dienende, Darstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoffleiteinrichtung ist und nicht die Positionen oder Dimensionen der aktuellen Komponenten des Kraftfahrzeugs 10 einzuschränken soll. Zur Aufnahme des transportierten Kraft stoffs - dieses geschieht in einer dem Fachmann bekannten Weise - ist auf dem Motor 12 ein Kraftstoffverteiler 14 mon tiert. Durch das Pumpen einer, bevorzugt elektrischen Kraft stoffpumpe 20, die im Benzintank 16 über Flansche 22 in be kannter Weise montiert ist, wird der Kraftstoff vom Kraft stofftank 16 durch die Kraftstoffleitung 18 zum Kraftstoff verteiler 14 transportiert. Die gewünschte Massenflußrate zur Kraftstoffverteilungsvorrichtung 14 wird durch eine in allge meiner Form dargestellte elektronische Motorsteuereinheit (EEC unit) 24 gesteuert, die entsprechend verschiedener Be triebsparameter des Motors - inklusive Größen wie Kraft stofftemperatur, Kraftstoffdruck, Motorumdrehungszahl und Kraftstoffeinspritzfrequenz - die Spannung der Kraftstoff pumpe 20, und somit deren Geschwindigkeit variiert. Eine da für geeignete, rückführungslose Kraftstoffleiteinrichtung zeigt US-A-5 237 975 (Betki et al.), auf deren Inhalt in vollem Umfang Bezug genommen wird.

Obwohl die Motorsteuereinheit 24 unter den meisten Motorbe triebsbedingungen durch Variation der Kraftstoffpumpenge schwindigkeit effektiv die Kraftstoffmassenflußrate zum Motor 12 steuern kann, gibt es Umstände, z. B. bei zu hohem Kraft stoffverteilungsvorrichtungsdruck, unter denen das Abstellen der Kraftstoffpumpe 20 nicht ein unerwünscht großes Einsprit zen des Kraftstoffs nicht verhindern kann. Derartige Situa tionen können z. B. bei langen Verzögerungszeiten auftreten, wenn Rest-Motorwärme die Kraftstofftemperatur im Kraftstoff verteiler 14 erhöht. Insbesondere bei hohen Umgebungstempera turen kann darüberhinaus nach Abstellen des Motors 12 der Druck im Kraftstoffverteiler 14 steigen. Sofern keine Maßnah men gegen das entsprechende Ansteigen des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffverteilungsvorrichtung 14 im Sinne eines Druckablasses getroffen werden, kann die Motorsteuereinheit 24 zumindest während der Zeit, während der Druck in der Kraftstoffverteilungsvorrichtung 14 relativ hoch ist, z. B. 482 632,5 Pa (70 psi) oder mehr, die Massenflußraten zum Mo tor 12 nicht effektiv steuern. Erfindungsgemäß ist ein in die Kraftstoffleitung geschaltetes Druckventil 26 (Fig. 1) vorge sehen, das zwischen der Kraftstoffpumpe 20 und dem Kraft stoffverteiler 14 zur Steuerung des von der Pumpe 20 zur Ver teilungsvorrichtung 14 und umgekehrt fließenden Kraft stoffflusses angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Druckventil 26 im Kraftstofftank 16 in der Nähe der Auslaßseite 20a der Kraftstoffpumpe 20 montiert, wie in Fig. 1 dargestellt.

Fig. 2 zeigt ein Druckventil 26 in perspektivischer Ex plosionszeichnung. Eine Frontansicht des montiertem Druckven tils 26 ist in Fig. 3 gezeigt und Fig. 4 zeigt eine Endan sicht des in Fig. 3 dargestellten Ventils. Eine schematische Ansicht dem Druckventils 26 ist in Fig. 5 dargestellt. Wie in Fig. 2 und 5 dargestellt, besitzt das Druckventil 26 ein Paar im wesentlichen länglich geformter Halbteile 28, die zur Auf nahme des Pumpenrückschlagventils 32 und des Druckablaßven tils 34 (siehe Fig. 2 und Fig. 5) das Gehäuse 30 (Fig. 5) bilden. Das Mittelstück 36 dient sowohl als Führung bei der Verbindung der Halbteile 28 als auch als Haltevorrichtung bei der Montage des Rückschlagventils 32 sowie des Druckablaßven tils 34, die parallel zur Verbindungsachse 40 zwischen Einlaß 42 und Auslaß 44 und innerhalb der Kammer 38 des Gehäuses 30 (Fig. 5) angeordnet sind. Der Parallelität von Rückschlagven til 32 und Ablaßventil 34 kommt aus Gründen der Steuerbarkeit des Kraftstoffflusses von der Pumpe 20 zum Kraft stoffverteiler 14 sowie - was noch wichtiger ist - aus Grün den der Steuerbarkeit des Kraftstoffflusses in umgekehrter Richtung (also vom Verteiler 14 zur Pumpe 20), wodurch Druckablaß in der Kraftstoffleitung 18 bei bestimmten Motor zyklen, z. B. bei den oben erörterten Verzögerungszeiten, er möglicht wird, eine besondere Bedeutung zu.

Jedes Halbteil 28 hat zur Verbindung mit einer fluidführenden Vorrichtung, z. B. einer Kraftstoffleitung 18 oder einer Kraftstoffpumpenausstoßseite 20a einen Nippel oder einen rohrförmigen Verbindungsabschnitt 46, der seinen Ursprung am achtförmigen Abschnitt 48 des Gehäuses 30 (Fig. 2 und Fig. 3) hat. Vorzugsweise weist das Verbindungsabschnitt 46 ringför mige, tannenbaumartige Vorsprünge 50 auf, die einen festen Sitz zwischen dem Verbindungselement 46 und beispielsweise einem im Kraftstofftank 16 gelegenen Teil der Kraftstofflei tung 18 ermöglichen bzw. bedingen.

Die innere Seite des Halbteils 28 hat eine im allgemeinen längliche äußere Schulter 52, die zur im allgemeinen längli chen, inneren Schulter 54 konzentrisch angeordnet ist, wie Fig. 6 zeigt. Der Langschlitz 56 ist zur Aufnahme der Ver bindungsschulter 58 des Mittelteils 36 (Fig. 2 und Fig. 6) zwischen der äußeren Schulter 52 und der inneren Schulter 54 des Halbteils 28 ausgebildet. Sofern das Halbteil 28 und das Mittelteil 36 verbunden sind (Fig. 5), steht die äußere Schulter 52 mit dem Anschlag 60 des Mittelteils 28 im Ein griff. Eine achtförmige Vertiefung 62 in der inneren Schulter 54 des Halbteils 28 (Fig. 6) nimmt die achtförmige Doppelboh rung 64 des Mittelteils 36 (Fig. 7) auf. Die Doppelbohrung 64 umfaßt die Rückschlagventilbohrung 66 und die Druckablaßven tilbohrung 68, die beispielsweise zur Aufnahme des Rück schlagventils 32 und des Ablaßventils 34 dienen. Jede (Einzel)Bohrung der Doppelbohrung 64 umfaßt zur Aufnahme ei nes Ventilelements, beispielsweise eines pilzförmigen Ele ments 74 eines Rückschlagventils 32 und einer Kugel 76 eines Ablaßventils 34 einen Ventilsitz 70 in der Nähe einer Aus trittsöffnung 72, wie auch Fig. 5 sehr gut erkennen läßt, auf. Jede Bohrung verfügt ferner über eine am axial der Aus laßöffnung 72 entgegengesetzten Ende angeordnete Öffnung 78, so daß ein entsprechender Kraftstoffdurchfluß möglich ist. Die Rückschlagventilbohrung 66 und die Druckablaßventilboh rung 68 sind entgegengesetzt ihrer axialen oder Längsrichtung orientiert, so daß der Kraftstofffluß in entgegengesetzte Richtungen gesteuert wird, wie weiter unten erörtert werden wird.

Innerhalb der Rückschlagventilbohrung 66 preßt die Feder 80 auf der einen Seite das pilzförmige Element 74 in einer dem Fachmann bekannten (und hier vorausgesetzten) Weise gegen den Ventilsitz 70 und steht auf der anderen Seite (Fig. 5) mit der Federaufnahme 82 im Eingriff. In ähnlicher Weise preßt die Feder 80 die Kugel 76 in der Ablaßventilbohrung 68 an dem einen Ende gegen den Ventilsitz 70 und ruht am anderen Ende in der Federaufnahme 82. Alternativ kann die Feder 80 auf dem Boden 84 im Absatz 62 des Haltteils 28 (Fig. 6) ruhen, so daß sowohl für das Rückschlagventil 32 als auch für das Druckab laßventil 34 die Notwendigkeit einer Federaufnahme 82 ent fällt.

Dem Fachmann ist ersichtlich, daß durch die Ansprüche die Formen der Halbteile 28 nicht auf die oben beschriebenen be schränkt sind, sondern jede beliebige Form aufweisen können, wenn das Rückschlagventil 32 sowie das Ablaßventil 34 im we sentlichen parallel zum durch das Druckventil 26 geleiteten Kraftstofffluß angeordnet sind. Das Gehäuse 30 kann verschie denste Konstruktionen aufweisen, wobei verschieden geformte und asymmetrische Halbteile 28 ebenso Anwendung finden kön nen, als auch die Halbteile 28 weggelassen werden können. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Halbteile 28 läßt sich allerdings die oben hervorgehobene Anordnung besonders kostengünstig fertigen, was teilweise konstruktionsbedingt auf die Werkzeuge, jedoch auch auf das einfach zu montierende Druckventil 26 rückzuführen ist.

Vorzugsweise werden die Halbteile 28 aus thermoplastischem Material, wie z. B. Acetyl, hergestellt und mit dazwischen an geordnetem Mittelteil 36 unter Ultraschall verschweißt. Vor dem Verschweißen der Halbteile 28 werden das Rückschlagventil 32 sowie das Druckablaßventil 34 im des Mittelteils 36 mon tiert, wie auch Fig. 5 zeigt. Das Mittelteil 36 ist ebenso aus thermoplastischem Material, z. B. Acetyl, hergestellt, da mit er mit den Halbteilen 28 beim Schweißprozeß verschweißt.

Alternativ können die Halbteile 28 und das Mittelteil 36 aus unterschiedlichen Materialien (z. B. kraftstoffresistenten Plastikmaterialien, Nylon oder PPS) hergestellt sein und in anderer, dem Fachmann bekannter Weise, befestigt werden, z. B. durch Kleben oder Überformen. Das Druckventil 26 wird nach dem Zusammenbau mit der Kraftstoffleiteinrichtung des Kraft fahrzeugs 10 verbunden, wie Fig. 1 zeigt. Die Verbindung wird dadurch realisiert, daß das Druckventil 26 über die Klammer 86 an der Ausstoßseite 20a der Kraftstoffpumpe 20 mittels der Klammer 86 montiert ist. Die vorzugsweise als metallischer Streifeneinsatz ausgebildete Klammer 86, die bevorzugt ein in die beiden Halbteile 28 eingeformter Metallstreifen ist, be sitzt eine Schrauben-Öffnung 88 (Fig. 3) zur Aufnahme einer Schraube zur Befestigung an der Kraftstoffpumpe.

Während des Anlassens des Motors pumpt die Kraftstoffpumpe 20 Kraftstoff vom Tank 16 zum Einlaß 42 des Druckventils 26. Die Feder 80 im Rückschlagventil 32 hat einen vorherbestimmten Sollwert von etwa 6894,75 bis 20 684,25 Pa (1 bis 3 psi), wobei vorzugsweise ein Wert von 13 789,5 Pa (2 psi) zu ver wenden ist; dieser wird jedoch immer ein Punkt unterhalb des vorherbestimmten Sollwerts des Druckablaßventils 34 sein, wie nachfolgend erläutert. Wenn der Kraftstoffdruck von der Kraftstoffpumpe 20 den Sollwert des Rückschlagventils 32 übersteigt, wird das pilzförmige Element 74 vom Sitz 70 ge drückt und erlaubt Kraftstofffluß durch die Auslaßöffnung 72. Der Kraftstoff wird deshalb durch die Kraftstoffpumpe 20 vom Kraftstofftank 16 durch das Druckventil 26 zum Kraftstoffver teiler 14 gepumpt. Bei normalem Betrieb variiert der Druck in der Kraftstoffleitung 18 typischerweise zwischen 206 842,5 Pa (30 psi) und 275 790 Pa (40 psi) abhängig von den Anforderun gen des Motors und der dementsprechenden Änderung der Kraft stoffpumpen (20)-Geschwindigkeit durch die Motorsteuereinheit 24. Das Druckablaßventil 34 des Druckventils 26 bleibt wäh rend dieser Betriebsbedingungen und Drücke geschlossen.

Unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. bei langen Verzöge rungszeiten auf abschüssigen Straßen, kann die Motor steuereinheit 24 aufgrund des geringen Kraftstoffbedarfs des Motors 12 die Kraftstoffpumpen(20)-Geschwindigkeit auf einen geringen Wert reduzieren oder sogar alles stoppen. Aufgrund der plötzlichen Kraftstoffbedarfsreduktion steigt der Kraft stoffdruck in der Kraftstoffleitung 18 sehr schnell auf einen unakzeptablen Wert, da die Motorsteuereinheit 24 zu träge auf das Abfallen am Kraftstoffpumpen(20)-Auslaß reagiert. Wenn der Druck in der Kraftstoffleitung 18 auf einen Wert oberhalb des Sollwertes des Druckablaßventils 34 steigt - dieser liegt in Abhängigkeit von der Motorausführung typischerweise zwi schen 206 842, 5 Pa (30 psi) und 310 263,75 Pa (45 psi) - wird die Kugel 76 vom Sitz 70 gehoben und erlaubt Kraft stofffluß durch die Auslaßöffnung 72. Der Kraftstoff kann da her von der Kraftstoffleitung 18 durch das Druckventil 26 zur Auslaßseite 20a der Kraftstoffpumpe 20 fließen. Nachdem sich der Druck in der Kraftstoffleitung 18 entspannt hat, kehrt die Kugel 76 unter der Einwirkung der Feder 80, die die ent gegenstehende Kraft des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 18 überwinden kann, zum Sitz 70 zurück. Der vorherbestimmte Sollwert des Druckablaßventils 34 ist im allgemeinen auf einen Wert oberhalb des des Rückschlagventils gesetzt.

Es ist vorteilhaft an der Konstruktion des Druckventils 26, daß der Sollwert des Druckablaßventils 34 in Abhängigkeit vom Nominaldruck des Kraftstoffs in der Kraftstoffleitung 18 und entgegengesetzt dem Druck im Kraftstofftank 16, wie für die obige T-Anordnung beschrieben, eingestellt wird. Der durch die erfindungsgemäße Konstruktion gebotene Vorteil wird im folgenden Szenario gezeigt. Während des Betriebs des Kraft fahrzeugs 10 liegt der Kraftstoffdruck in der Kraft stoffleitung 18 in Abhängigkeit von den Motoranforderungen typischerweise zwischen 206 842,5 Pa (30 psi) und 310263,75 Pa (45 psi) und wird, wie bereits oben beschrieben, durch Va riation des Ausstoßes der Kraftstoffpumpe 20 in diesem Be reich gehalten. Wenn der Druck in der Kraftstoffleitung 18 einen vorgegebenen Wert übersteigt, z. B. 482 632,5 Pa (70 psi), wobei dieser beispielhafte Wert um 206 842,5 Pa (30 psi) oberhalb des bei 275 790 Pa (40 psi) liegenden Nominal ausgangsdrucks der Pumpe 20 liegt, öffnet sich das Druckab laßventil 34, um Kraftstoffdurchfluß zu ermöglichen und somit den Überdruck abzubauen. In den oben beschriebenen Szenarien liegt der Sollwert des Druckablaßventils 34 deshalb bei 206 842,5 Pa (30 psi).

Bei Stillstand des Kraftfahrzeugs 10 kann der Druck in der Kraftstoffleitung 18 aufgrund von Rest-Motorwärme oder hoher Umgebungstemperaturen erneut ansteigen. Bei hohen Umgebungs temperaturen wird die Motorwärme von der Kraftstoffvertei lungsvorrichtung 14 langsamer abgeführt als bei kühleren Be dingungen, so daß die Kraftstoffkühlung im Kraftstoffverteiler 14 sowie der Kraftstoffleitung 18 behindert wird. In einem eine "T"-Konfiguration aufweisenden Kraftstoffsystem steigt der Druck bis zum Erreichen des Sollwertes des Druckablaßven tils, z. B. bis 482632,5 Pa (70 psi). Beim Motoranlassen kann in einer derartigen Einrichtung folglich ein Kraftstofflei tungsdruck von annähernd 482632,5 Pa (70 psi) vorliegen. Ein so großer Druck ist sowohl hinsichtlich der Abgasemissionen als auch hinsichtlich des Motorverhaltens unerwünscht.

Erfindungsgemäß wächst der Druck in der Kraftstoffleitung 18 nach Ausschalten des Motors 12 nicht ins Unermeßliche, da der Öffnungsdruck des Druckablaßventils beispielsweise auf etwa 206 842,5 Pa (30 psi) gesetzt wurde. Beim Anlassen des Motors 12 liegt in der Kraftstoffleitung 18 ein Druck im Bereich des eingestellten Drucks vor.

Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert wurde, werden vom Schutzumfang der Ansprüche eine Vielzahl von dem Fachmann offensichtlichen Änderungen und Mo difikationen dieser Ausführungsform umfaßt, ohne daß der Schutzumfang erweitert wird.

Bezugszeichenliste

10 Kraftfahrzeug
10a
12 Verbrennungsmotor
14 Kraftstoffleiteinrichtung
16 Kraftstofftank
18 Kraftstoffleitung
20 Kraftstoffpumpe
20a Auslaßseite v. 20
22 Flansch
24 Elektronische Motorsteuereinheit
26 Druckventil
28 Halbteil
30 Gehäuse
32 Pumpenrückschlagventil
34 Druckentspannungsventil
36 Mittelteil
38 Kammer
40 Verbindungsachse
42 Einlaß
44 Auslaß
46 rohrförmiger Verbindungsabschnitt
48 Achtförmiges Teil
50 Tannenbaumförmige Erhebungen
52 Längliche äußere Schulter
54 Längliche innere Schulter
56 Langschlitz
58 Verbindungsschulter
60 Absatz
62 Achtförmiger Absatz
64 Achtförmige Doppelbohrung
66 Rückschlagventilbohrung
68 Entspannungsventilbohrung
70 Ventilsitz
72 Auslaßöffnung
74 Pilzförmiges Element
76 Kugel
78 Öffnung
80 Feder
82 Federaufnahme
84 Boden
86 Klammer
88 Schraubenaufnahme

Claims

1. Kraftstoffleiteinrichtung für Verbrennungsmotoren (12) gekennzeichnet durch:

- einen Kraftstofftank (16);
- eine mit dem Kraftstofftank (16) verbundene Kraftstoff pumpe (20) mit einer mit einem am Motor angeschlossenen Kraftstoffverteiler (14) verbundenen Kraftstoffleitung (18) an der Auslaßseite (20a) der Kraftstoffpumpe (20); und
- Ventilmittel in der Kraftstoffleitung (18) zwischen der Kraftstoffpumpe (20) und der Kraftstoffleiteinrichtung zur Steuerung des von der Kraftstoffpumpe (20) zum Kraftstoffver teiler (14) führenden Kraftstoffflusses.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel:

- ein Ventilgehäuse (30) mit Einlaß (42) und Auslaß (44);
- Rückschlagventilmittel (32) im Gehäuse (30), die Kraft stofffluß von der Kraftstoffpumpe (20) zur Kraftstoffleitung (18) ermöglichen, wenn die Kraftstoffpumpe (20) einen vorher bestimmten Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung (18) aufbaut; und
- Druckablaßventilmittel im Gehäuse (30), um Kraftstoff durch das Gehäuse (30) zur Kraftstoffpumpe (20) fließen zu lassen, wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung (18) einen vorherbestimmten Ablaßdruck übersteigt,

umfassen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventilmittel ein Rückschlagventil (32) und die Druckablaßmittel ein Druckablaßventil (34) umfassen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (32) und das Druckablaßventil (34) im Gehäuse (30) parallel zueinander angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestimmte Ablaßdruck größer als der vorherbestimmte Kraftstoffdruck ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30):

- ein Paar Halbteile (28), von den jedes einen rohrartigen Verbindungsabschnitt zum Anschluß an einer fluidenthaltenden Vorrichtung aufweist; und
- ein Mittelteil (36) zur befestigbaren Aufnahme des Paars Halbteile (28), des Rückschlagventils (32) und des Druckab laßventils (34) im Gehäuse (30) aufweist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halbteil (28) zur Aufnahme jeweils eines Endes des Rückschlagventils (32) sowie des Druckablaßventils (34) eine Vertiefung aufweist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbteile (28) und das Mittelteil (36) aus thermo-plasti schem Material hergestellt sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (30) Befestigungsmittel zur Verbindung der Ventilmittel mit der Kraftstoffpumpe (20) aufweist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel mindestens eine Klammer (86) mit einer Öffnung (88) zur Aufnahme einer Schraube aufweisen.

11. Kraftstoffleiteinrichtung für einen Verbrennungsmotor ei nes Kraftfahrzeuges, gekennzeichnet durch:

(1) einen Kraftstofftank (16);
(2) eine mit dem Kraftstofftank (16) verbundene Kraftstoff pumpe (20) mit einer mit einer am Motor angeschlossenen Kraftstoffleiteinrichtung verbundenen Kraftstoffleitung (18) an der Auslaßseite (20a) der Kraftstoffpumpe (20); und
(3) Ventilmittel in der Kraftstoffleitung (18) zwischen der Kraftstoffpumpe (20) und der Kraftstoffleiteinrichtung zur Steuerung des Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe (20) zum Kraftstoffverteiler (14), mit:
- - (a) einem Ventilgehäuse (30) mit einem Einlaß (42) und einem Auslaß (44);
- - (b ) einem Rückschlagventil (32) im Gehäuse (30), das Kraftstofffluß von der Kraftstoffpumpe (20) zur Kraftstoff leitung (18) ermöglicht, wenn die Kraftstoffpumpe (20) einen vorherbestimmten Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung (18) aufbaut; und
- - (c) einem Druckablaßventil (34) im Gehäuse (30), das Kraftstofffluß in der Kraftstoffleitung (18) durch das Ge häuse (30) zur Kraftstoffpumpe (20) ermöglicht, wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung (18) einen vorherbe stimmten Ablaßdruck, der größer als der vorherbestimmte Kraftstoffdruck ist, übersteigt.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (32) und das Druckablaßventil (34) parallel innerhalb des Gehäuses (30) angeordnet sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) aufweist:

- ein Paar Halbteile (28), wobei jedes jedes Halbteil (28) zur Aufnahme jeweils eines Endes des Rückschlagventils (32) sowie des Druckablaßventils (34) über eine Vertiefung sowie einen rohrartigen Verbindungsabschnitt (46) zur Befestigung an einer fluidführenden Vorrichtung verfügt; und
- ein Mittelteil (36), das sowohl zur Befestigung der bei den Halbteile (28) als auch zur Aufnahme des Rückschlagven tils (32) sowie des Druckablaßventils (34) im Gehäuse (30) dient.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbteile (28) und das Mittelteil (36) aus thermo plastischem Material hergestellt sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) über Mittel zur Befestigung der Ventil mittel an der Kraftstoffpumpe (20) verfügt.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel mindestens eine Klammer (86) mit einer Öffnung (88) zur Aufnahme einer Schraube aufweisen.

17. Kraftstoffleiteinrichtung in einem Verbrennungsmotor ei nes Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch:

(1) einen Kraftstofftank (16);
(2) eine mit dem Kraftstofftank (16) verbundene Kraft stoffpumpe (20) mit einer mit einem am Motor (12) angeschlos senen Kraftstoffverteiler (14) verbundenen Kraftstoffleitung (18) an der Auslaßseite der Kraftstoffpumpe (20); und
(3) Ventilmittel zur Steuerung des Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe (20) zur Kraftstoffleiteinrichtung (14) und von der Kraftstoffleiteinrichtung (14) zur Kraft stoffpumpe (20), die in der Kraftstoffleitung (18) zwischen Kraftstoffpumpe (20) und das Kraftstoffgleis (14) geschaltet sind, wobei die Ventilmittel folgendes umfassen:
- - (a) ein Ventilgehäuse (30) mit einem Paar Halbteile (28), von denen jedes Halbteil (20) einen der Ventilaufnahme dienenden Abschnitt sowie einen der Befestigung an einer fluidführenden Vorrichtung dienenden rohrartigen Verbindungs abschnitt (46) aufweist, wobei das Ventilgehäuse (30) auch über ein Mittelteil zur Befestigung an dem Paar Halbteile (28) verfügt, so daß das Paar Halbteile (28) eine Ventilkam mer (38) bildet;
- - (b) ein Pumpenrückschlagventil (32), das im Ventilmit telteil (36) in der Kammer (38) montiert ist und Kraft stofffluß von der Kraftstoffpumpe (20) zur Kraftstoffleitung (18) ermöglicht, wenn die Kraftstoffpumpe (20) einen vorher bestimmten Druck in der Kraftstoffleitung (18) aufbaut; und
- - (c) ein Druckablaßventil (34), das im Ventilmittelteil (36) in der Kammer (38) parallel zum Rückschlagventil (32) montiert ist und Kraftstofffluß in der Kraftstoffleitung (18) durch das Gehäuse (30) zur Kraftstoffpumpe (20) ermöglicht, wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffleitung (18) einen vorherbestimmten Ablaßdruck, der größer als der vor herbestimmte Kraftstoffdruck ist, übersteigt.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Halbteil (28) eine im allgemeinen 8-förmige Venti laufnahmevertiefung mit einer Auslaßöffnung durch einen obe ren Teil in Fluidverbindung mit dem Verbindungsabschnitt (46) aufweist, wobei das Mittelteil (36) auch 8-förmig ausgeführt ist, mit einem oberen 8-förmigen Bereich, der das Rückschlag ventil (32) und einem unteren 8-förmigen Bereich, der das Druckablaßventil (34) enthält, wobei die Halbteile (28) mit dem rohrartigen Verbindungsabschnitt (46) verbunden sind, die derart ausgerichtet sind, daß der Kraftstoffflußweg entlang einer Achse, die durch beide rohrartigen Verbindungsab schnitte und das Rückschlagventil (32) gebildet wird, gebil det ist.