DE4031232C2 - Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Kraftstoffversorgungseinrichtung ist durch die DE 27 15 587 C2 bekannt. Diese Kraftstoffversorgungseinrichtung weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Saugraum auf, in den Kraftstoff durch eine Förderpumpe aus einem Kraftstoffvorratsbehäl­ ter gefördert wird. Vom Saugraum führt über ein Überströmventil eine Entlastungsleitung ab, durch die Kraftstoff zum Kraftstoffvorratsbe­ hälter zurückfließen kann. Unmittelbar stromabwärts des Überström­ ventils ist in der Entlastungsleitung ein temperaturabhängig betä­ tigbares Ventil angeordnet. Das temperaturabhängig betätigbare Ven­ til weist ein vom abfließenden Kraftstoff umströmtes Arbeitselement auf, das als eine Bimetallfeder ausgebildet ist, durch das die Ent­ lastungsleitung bei niedrigen Kraftstofftemperaturen verschließbar ist. Mit zunehmender Kraftstofftemperatur verformt sich die Bime­ tallfeder und gibt die Entlastungsleitung frei. Durch das Ventil ist einerseits eine schnelle Erwärmung des Kraftstoffs im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe erreicht und andererseits bei heißem Kraftstoff eine Spülung des Saugraums und somit eine Kühlung er­ reicht. Bei geschlossener Entlastungsleitung strömt jedoch kein Kraftstoff zum Arbeitselement, so daß kein schneller Temperatur­ transport vom Saugraum zum Arbeitselement stattfindet und das Ar­ beitselement die Entlastungsleitung bei steigender Kraftstofftempe­ ratur nur mit Verzögerung öffnet. Außerdem ist bei geschlossener Entlastungsleitung keine Entlüftung des Saugraums der Kraftstoffein­ spritzpumpe mehr möglich.

Durch die DE 37 10 807 C2 ist außerdem eine Kraftstoffversor­ gungseinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die einen Saugraum aufweist, in den Kraftstoff durch eine Förderpumpe gefördert wird. Vom Saugraum führt über ein Überströmventil eine Entlastungleitung ab, in der unmittelbar stromabwärts des Überströmventils ein temperaturab­ hängig betätigbares Ventil angeordnet ist, das ein vom durch die Entlastungsleitung abströmenden Kraftstoff umströmtes Arbeits­ element aufweist, durch das der Öffnungsquerschnitt des Ventils mit zunehmender Kraftstofftemperatur vergrößerbar ist. Auch bei dieser Kraftstoffversorgungseinrichtung strömt bei geschlossener Entlastungsleitung kein Kraftstoff zum Arbeitselement, so daß dieses die Entlastungsleitung nur mit Verzögerung öffnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Kraftstoffversorgungseinrichtung derart auszubilden, daß das Ventil mit möglichst geringer Verzögerung die Entlastungsleitung öffnet bzw. schließt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, wobei durch den Bypass auch bei geschlossenem Ventil Kraftstoff aus dem Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe abströmt und somit ein schneller Temperaturtransport zum Arbeitselement und somit eine Steuerung der Entlastungsleitung mit geringer Verzögerung ermöglicht ist. Darüberhinaus ist eine ständige Entlüftung des Saugraums erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Kraftstoffver­ sorgungseinrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Durch die im Anspruch 3 gekennzeichnete Ausbildung des Arbeitsele­ ments ist eine einfache Bauweise des Ventils erreicht, da die Me­ moryfeder direkt auf das Schließglied wirken kann. Bei der Ausbil­ dung des Ventils gemäß Anspruch 4 sind nur geringe Betätigungskräfte zur Öffnung des Ventils erforderlich. Eine kompakte Bauweise des temperaturabhängig betätigbaren Ventils und des Überströmventils ist durch die Ausbildung gemäß Anspruch 5 erreicht.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Kraftstoffversorgungseinrichtung in vereinfach­ ter Darstellung, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Über­ strömventils und eines temperaturabhängig betätigbaren Ventils der Kraftstoffversorgungseinrichtung von Fig. 1 und Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Ventile.

Eine in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Kraftstoffversorgungsein­ richtung für Brennkraftmaschinen weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe 9 auf, mit einem Saugraum 10, in den durch eine Förderpumpe 11 über eine Saugleitung 12 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 13 gefördert wird. In der Saugleitung 12 ist ein Filter 14 angeord­ net. Die Förderpumpe 11 ist der Kraftstoffeinspritzpumpe 9 vorge­ schaltet, kann jedoch auch, wie gestrichelt dargestellt, bei einer anderen Ausführungsform in der Kraftstoffeinspritzpumpe integriert sein. Der Kraftstoff im Saugraum 10 wird in bekannter Weise unter einem bestimmten Druck gehalten, der, wenn dieser Druck zu Steuer­ zwecken ausgenutzt wird, zusätzlich geregelt wird. Aus dem Saugraum 10 werden in bekannter Weise von nicht dargestellten Pumpenkolben begrenzte Pumpenarbeitsräume beim Saughub der Pumpenkolben mit Kraftstoff versorgt und beim Druckhub der Pumpenkolben wird Kraft­ stoff zu den Einspritzstellen der mit der Kraftstoffeinspritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine gefördert. Die während des Pumphubs der Pumpenkolben zum Beispiel im Teillastbereich nicht benötigte Kraftstoffmenge wird dem Saugraum wieder zugeführt, was zu einer Erwärmung des Kraftstoffs im Saugraum führt. Außerdem wird der Kraftstoff durch Reibungsvorgänge zwischen bewegten Bauteilen der Kraftstoffeinspritzpumpe erwärmt. Ein Teil des von der Förderpumpe 11 geförderten Kraftstoffs fließt über ein Überströmventil 16 sowie ein temperaturabhängig betätigbares Ventil 17 durch eine Entla­ stungsleitung 18 zum Kraftstoffvorratsbehälter 13 zurück. Das Über­ strömventil 16 kann eine feste oder variable Drossel sein. Bei einer Reiheneinspritzpumpe, bei der mit dem Saugraumdruck keine Steuerun­ gen durchgeführt werden, kann das Überströmventil 16 auch als ein Rückschlagventil ausgebildet werden.

Bei einem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Überströmventil 16 als ein Rückschlagventil ausgebildet und in einem Ventilgehäuse 19 angeordnet. Das Überströmventil weist eine Kugel 21 als Schließglied auf, die durch eine Bohrung 22 im Ventil­ gehäuse 19 vom Kraftstoffdruck im Saugraum 10 der Kraftstoffein­ spritzpumpe 9 beaufschlagt ist. Dem Kraftstoffdruck entgegenwirkend greift an der Kugel 21 eine sich über einen Federteller 23 am Ven­ tilgehäuse 19 abstützende Schraubenfeder 24 an. Der Federteller 23 ist mit einer Öffnung 26 versehen, durch die Kraftstoff strömen kann. Stromabwärts des Rückschlagventils 16 ist im Ventilgehäuse 19 das temperaturabhängig betätigbare Ventil 17 angeordnet. Dieses weist als Arbeitselement eine sich wiederum über einen Federteller 27 jedoch entgegen Strömungsrichtung abstützende Schraubenfeder 28 aus einer Memorylegierung auf, die auf ein als Scheibe ausgebildetes Schließglied 29 in Strömungrichtung wirkt. Auch der Federteller 27 ist zum Durchtritt des Kraftstoffs mit einer Öffnung 31 versehen. Das Schließglied 29 wirkt mit einem im Ventilgehäuse 19 gebildeten Ventilsitz 32 zusammen, wobei die Öffnungsbewegung des Schließ­ glieds 29 in Strömungsrichtung erfolgt. In Schließrichtung entgegen der Strömungsrichtung ist das Schließglied 29 durch eine sich über einen Federteller 33 am Ventilgehäuse 19 abstützende Schließfeder 34 belastet. Da die Öffnungsbewegung des Schließglieds 29 in Strömungs­ richtung erfolgt, ist ein schnelles und sicheres Öffnen des Ventils 17 erreicht. Der Federteller 33 weist ebenfalls eine Öffnung 36 auf.

Das Schließglied 29 ist mit einer als Bypass wirkenden Drosselboh­ rung 37 versehen, durch die bei geöffnetem Rückschlagventil 16 eine ständige gedrosselte Durchströmung ermöglicht ist. Alternativ kann auch anstelle der Bohrung 37 durch entsprechende Ausbildung des Ven­ tilsitzes 32 und/oder des Schließglieds 29 auch bei am Ventilsitz 32 anliegendem Schließglied 29 eine gezielte Undichtigkeit erreicht werden, durch die der Bypass gebildet ist.

Bei zu Beginn des Betriebs der Kraftstoffeinspritzpumpe niedriger Kraftstofftemperatur hat die Memoryfeder 28 eine geringe Länge, so daß das Schließglied 29 durch die Schließfeder 34 in der Anlage am Ventilsitz 32 gehalten wird. Eine Abströmung von Kraftstoff aus dem Saugraum 10 der Kraftstoffeinspritzpumpe 9 erfolgt durch das Rück­ schlagventil 16, die Federteller 23, 27, 33 sowie den Bypass 37 im Schließglied 29 bzw. zwischen dem Ventilsitz 32 und dem Schließglied 29. Durch die im Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe zunehmende Kraftstofftemperatur nimmt die Länge der Memoryfeder 28 bei einer bestimmten Temperatur schnell zu und hebt das Schließglied 29 gegen die Kraft der Schließfeder 34 vom Ventilsitz 32 ab, so daß gegenüber dem Bypass ein wesentlich größerer Öffnungsquerschnitt freigegeben wird. Durch das Ventil 17 ist eine schnelle Erwärmung des Kraft­ stoffs im Saugraum 10 erreicht, da bei niedriger Kraftstofftempera­ tur nur wenig Kraftstoff zum Kraftstoffvorratsbehälter zurückströmt. Bei hoher Kraftstofftemperatur fließt eine größere Kraftstoffmenge zum Vorratsbehälter zurück, so daß eine Kühlung des Saugraums 10 er­ reicht ist. Durch die ständige Durchströmung des Ventils 17 ist si­ chergestellt, daß die Memoryfeder 28 die Kraftstofftemperatur im Saugraum 10 schnell 'erkennt' und somit schnell anspricht. Durch eine entsprechende Abstimmung des im Ventilgehäuse 19 eingeschlosse­ nen Volumens zum Volumen des Saugraums 10 ist ein Abbau von Druck­ spitzen im Saugraum 10 der Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.

Bei einem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel weist das temperaturabhängig betätigbare Ventil 17 abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel als Arbeitselement ein Dehnstoffelement 40 auf. Aas Dehnstoffelement 40 weist ein Gehäuse 41 auf, das in Strömungs­ richtung an nach innen weisenden Vorsprüngen 42 des Ventilgehäuses 19 anliegt, gegen die es durch eine sich zum gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unveränderten Rückschlagventil 16 hin abstüt­ zende Feder 43 gehalten ist. Aus dem Gehäuse 41 des Dehnstoffele­ ments 40 ragt ein auf das Schließglied 44 des Ventils 17 wirkender Stift 46. Das Dehnstoffelement 40 ist mit mehreren Kanälen 47 verse­ hen, um eine Durchströmung deselben zu ermöglichen. Das Schließglied 44 ist mit wenigstens einer den Bypass bildenden Bohrung 48 verse­ hen. Das Dehnstoffelement 40 vergrößert mit zunehmender Temperatur seine Länge, so daß der Stift 46 aus dem Gehäuse 41 verschoben wird und das Schließglied vom Ventilsitz 49 gegen die Kraft 51 abgehoben wird. Eine infolge der Erwärmung auftretende Ausdehnung des Gehäuses 41 des Dehnstoffelements 40 ist gegen die Feder 43 möglich. Durch die Kanäle 47 im Dehnstoffelement 40 ist eine gute Durchströmung und somit ein schnelles Ansprechen des Ventils 17 möglich.

Claims (8)

1. Kraftstoffversorgungseinrichtung für Brennkraftmaschinen mit ei­ ner Kraftstoffeinspritzpumpe (9), die einen Saugraum (10) aufweist, in den Kraftstoff durch eine Förderpumpe (11) gefördert wird, und mit einer vom Saugraum (10) über ein Überströmventil (16) abführen­ den Entlastungsleitung (18), in der unmittelbar stromabwärts des Überströmventils (16) ein temperaturabhängig betätigbares Ventil (17) angeordnet ist, das ein vom durch die Entlastungsleitung (18) abströmenden Kraftstoff umströmtes Arbeitselement (28; 40) aufweist, durch das der Öffnungsquerschnitt des Ventils (17) mit zunehmender Kraftstofftemperatur vergrößerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (28; 40) auf ein mit einem Ventilsitz (32; 49) zusammenwirkendes Schließglied (29; 44) wirkt und temperaturabhängig seine Länge ändert und daß das Ventil (17) einen parallel zum Schließglied (29; 44) angeordneten Bypass (37; 48) aufweist, durch den ständig Kraftstoff aus dem Saugraum (10) abfließt und das Ar­ beitselement (28; 40) umströmt.

2. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arbeitselement als ein Dehnstoffelement (40) aus­ gebildet ist.

3. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Arbeitselement als eine Feder (28) ausgebildet ist, die aus einer Memorylegierung besteht.

4. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement (28; 40) stromaufwärts des Schließglieds (29; 44) angeordnet ist und daß das Schließglied in Strömungsrichtung gegen eine auf das Schließglied wirkende Feder öffnet.

5. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (16) und das temperaturabhängig betätigbare Ventil (17) in einem gemeinsamen Ge­ häuse (19) angeordnet sind.

6. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (16) als ein Rückschlagventil ausgebildet ist.

7. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass durch wenigstens ei­ ne Öffnung (37; 48) Schließkörper (29; 44) gebildet ist.

8. Kraftstoffversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass durch eine Undichtigkeit zwischen dem Schließglied (29; 44) und dem Ventilsitz (32; 49) gebildet ist.