EP0733797B1 - Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0733797B1
EP0733797B1 EP95120481A EP95120481A EP0733797B1 EP 0733797 B1 EP0733797 B1 EP 0733797B1 EP 95120481 A EP95120481 A EP 95120481A EP 95120481 A EP95120481 A EP 95120481A EP 0733797 B1 EP0733797 B1 EP 0733797B1
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fuel
pressure
internal combustion
pump
pressure switch
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Bernhard Radermacher
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Pierburg GmbH
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Pierburg GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0602—Fuel pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/31—Control of the fuel pressure
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M2037/085—Electric circuits therefor
    • F02M2037/087—Controlling fuel pressure valve

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply system for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such systems consist of a fuel pump and a pressure regulator, wherein the pressure regulator is arranged downstream of a distributor bar and Excess fuel can flow into the fuel tank.
  • the fuel pump works with a large flow against regulated fuel pressure.
  • longer idle and partial load operation of the Internal combustion engine is fueled by the engine's waste heat in large Quantities returned to the tank, causing increased vapor pressure and Gas bubbles can form in the fuel drawn in by the pump.
  • a supply device is known in which a pressure switch inserted between the fuel pump and the distributor strip Pump outlet pressure dependence between conductive and non-conductive switches and thereby the fuel pump with a control circuit different electrical power is supplied when the Pump outlet pressure over or above a threshold value of the pressure switch falls below.
  • DE-A1-31 02 983 describes a device for controlling the Fuel supply is known in which a pressure regulator is a switch / resistor adjusted, its resistance from the amount of fuel flowing back depending on the power supply of the fuel pump controls. This device also occurs Increase in the fuel temperature in the tank and there is a larger pump pressure fluctuation through the switching hysteresis.
  • a pressure regulator for a return-free fuel supply system in which a pressure switch controls the power supply to the fuel pump and in addition a reducing pressure regulator is used, the Reduced pressure is lower than the pressure regulated by the pressure switch.
  • the power supply is controlled via a pulse width modulator, ie there is no pump shutdown.
  • a fuel supply system according to the preamble of patent claim 1 is also known from WO 96/10693.
  • the object of the invention is to create a generic one To design the fuel supply system such that a reduced pressure fluctuation at the Distribution rail is present, there is no increase in fuel temperature caused by engine waste heat and, moreover, pump operation with an overall reduced power supply can be achieved.
  • Fig. 1 shows schematically an inventive fuel supply system for Internal combustion engines, formed from a fuel pump 1 with electrical connections a fuel flank 2 is connected and via a fuel pressure line 3 to the 5 internal combustion engine promotes.
  • a pressure switch 4 In the course of the pressure line 3 is a pressure switch 4 and subsequently on Reducing pressure regulator 5 arranged, the output line 6 with a manifold 7 of Internal combustion engine is connected.
  • the reducing pressure regulator 5 is set so that the reducing pressure is less than is the pressure regulated / set by the pressure switch 4.
  • the use of the reducing pressure regulator 5 ensures that the Pressure switch 4 outgoing pressure fluctuations in the fuel pressure line 3 do not penetrate into the distributor strip 7.
  • FIG. 2 shows a section of the pressure switch from FIG. 1. This consists of a microswitch 8 with electrical connections and a switch lever 9, which is opened by a membrane rod 10 in two positions, switches - closed, can be adjusted.
  • the membrane rod 10 is connected to a membrane 11, the one Storage membrane chamber 12 limited.
  • This storage membrane chamber 12 is connected via a branch 13 to the fuel pressure line 3, wherein upstream of the branch 13 a check valve 14 in the Fuel pressure line 3 is arranged.
  • the fuel pump 1 delivered fuel passes through the check valve 14 to the Reduced pressure regulator 5 and at the same time in the storage membrane chamber 12.
  • the membrane rod 10 When the storage membrane chamber 12 is filled, the membrane rod 10 is also adjusted a stop surface 16, the switch lever 9 in the "switch open” position, whereby the power supply, possibly via an amplifier circuit, for Fuel pump 1 is interrupted. This interruption will last maintained until the storage membrane chamber 12 is almost empty and the membrane rod 10 with another stop surface 17, the switch lever 9 in the "switch closed” position. So that the Repeat process.
  • the check valve 14 prevents fuel backflow through the switched off fuel pump 1. It goes without saying that everyone Line part of the fuel pressure line 3 secured via pressure relief valves may be, which is why there is no need for a representation in this regard.
  • the distance between the two stop surfaces of the membrane rod determines in Connection with the diaphragm adjustment the switching hysteresis. It can be beneficial be that the reducing pressure regulator 5 with the suction pressure of the Internal combustion engine is acted upon. There is a connecting line 18 for this intended.
  • the storage volume 12 at turned off internal combustion engine by a fuel cut-off valve 19 is closed, which is arranged in the branch 13 and during commissioning the internal combustion engine opens.
  • This measure serves for security Accidents, reduces fuel leakage, and avoids fuel delivery turned off internal combustion engine from the storage volume 12 to the distributor bar 7 or the injection valves, not shown, so that uncontrolled entry of fuel in the combustion chambers, e.g. B. with leaky valves excluded is (water hammer).
  • Storage membrane chamber 12 By switching off the fuel pump in the filled phases Storage membrane chamber 12 result in the idle and partial load operation of the Internal combustion engine significant fuel savings compared to the phases in which the fuel pump works against pressure with the greatest delivery capacity got to.
  • the delivery rate of the fuel pump is the consumption of the Internal combustion engine adapted.
  • the poor efficiency of the electric motor plays here Fuel pump and that of the electricity-generating generator a considerable one Role.
  • the switch can alternatively consist of a potentiometer, whereby then a voltage-dependent switching device is provided, which Power supply to the internal combustion engine at low voltage on Turn the potentiometer on and off at high voltage or vice versa.
  • the membrane of the present embodiment can also be replaced by a piston.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Systeme bestehen aus einer Brennstoffpumpe und einem Druckregler, wobei der Druckregler stromab einer Verteilerleiste angeordnet ist und Überschußbrennstoff in den Brennstofftank abfließen läßt.
Hierbei arbeitet die Brennstoffpumpe mit großer Fördermenge gegen den geregelten Brennstoffdruck. Bei längerem Leerlauf- und Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine wird durch die Motorabwärme erhitzter Brennstoff in großen Mengen in den Tank zurückgefördert, wodurch erhöhter Dampfdruck und Gasblasen im von der Pumpe angesaugten Brennstoff entstehen können.
Aus der DE-A1-43 32 446 ist eine Versorgungseinrichtung bekannt, bei der ein zwischen Brennstoffpumpe und Verteilerleiste eingesetzter Druckschalter in Abhängigkeit des Pumpenauslaßdrucks zwischen leitend und nichtleitend schaltet und dadurch die Brennstoffpumpe über eine Regelschaltung mit unterschiedlicher elektrischer Leistung versorgt wird, wenn der Pumpenauslaßdruck einen Schwellwert des Druckschalters über- oder unterschreitet.
Bei dieser Einrichtung ist offensichtlich kein Brennstoffrücklauf in den Tank vorgesehen, es ist jedoch mit einer größeren Schwankung des Pumpenauslaßdrucks wegen der erforderlichen Schalthysterese zu rechnen.
Aus der DE-A1-31 02 983 ist eine Vorrichtung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr bekannt, bei der ein Druckregler einen Schalter/Widerstand verstellt, dessen Widerstand von der zurückströmenden Brennstoffmenge abhängig die Leistungszufuhr der Brennstoffpumpe steuert. Auch bei dieser Vorrichtung tritt eine Erhöhung der Brennstofflemperatur im Tank ein und liegt eine größere Pumpendruckschwankung durch die Schalthysterese vor.
Aus der US 5,398,655 (C1), die als nächstliegender stand der Technik gemäß Artikel 54(2) EPÜ angesehen wird, ist ein Druckregler für ein rücklauffreies Brennnstoffversorgungssystem bekannt, bei dem ein Druckschalter die Leistungszufuhr zur Brennstoffpumpe steuert und zusätzlich ein Reduzierdruckregler eingesetzt ist, dessen Reduzierdruck niedriger als der vom Druckschalter geregelte Druck ist.
Die Steuerung der Leistungszufuhr erfolgt über einen Pulsweitenmodulator, d. h. es liegt keine Pumpenabschaltung vor.
Aus der WO 96/10693 ist auch ein Brennstoffversorgungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt.
Die WO 96/10693 gehört gemäß Artikel 54(3) und (4) EPÜ zum Stand der Technik.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Brennstoffversorgungssystem derart zu gestalten, daß eine verringerte Druckschwankung an der Verteilerleiste vorliegt, keine durch Motorabwärme bewirkte Brennstofftemperaturerhöhung eintritt und darüber hinaus ein Pumpenbetrieb mit insgesamt verringerter Leistungszufuhr erreichbar wird.
Diese Aufgabe ist bei dem System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind mit den Merkmalen des Unteranspruchs angegeben.
Ein Ausführunsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Diese zeigt:
  • Fig. 1
    ein erfindungsgemäßen Brennstoffversorgungssystem,
  • Fig. 2
    eine Ausbildung des Druckschalters aus Fig. 1.
    • Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen, gebildet aus einer Brennstoffpumpe 1 mit elektrischen Anschlüssen, die an einen Brennstofflank 2 angeschlossen ist und über eine Brennstoffdruckleitung 3 zu der 5 Brennkraftmaschine fördert. Im Zuge der Druckleitung 3 ist ein Druckschalter 4 und nachfolgend ein Reduzierdruckregler 5 angeordnet, dessen Ausgangsleitung 6 mit einer Verteilerleiste 7 der Brennkraftmaschine verbunden ist.
    Der Reduzierdruckregler 5 ist so eingestellt, daß der Reduzierdruck geringer als der vom Druckschalter 4 geregelte/eingestellte Druck ist.
    Durch den Einsatz des Reduzierdruckreglers 5 ist sichergestellt, daß die vom Druckschalter 4 ausgehenden Druckschwankungen in der Brennstoffdruckleitung 3 nicht in die Verteilerleiste 7 durchschlagen.
    Fig. 2 zeigt einen Schnitt des Druckschalters aus Fig. 1. Dieser besteht aus einem Microschalter 8 mit elektrischen Anschlüssen und einem Schalterhebel 9, der durch eine Membranstange 10 in zwei Stellungen, Schalter geöffnet - geschlossen, verstellt werden kann.
    Die Membranstange 10 ist mit einer Membrane 11 verbunden, die eine Speichermembrankammer 12 begrenzt. Diese Speichermembrankammer 12 ist über einen Abzweig 13 mit der Brennstoffdruckleitung 3 verbunden, wobei stromauf des Abzweiges 13 ein Rückschlagventil 14 in der Brennstoffdruckleitung 3 angeordnet ist. Der von der Brennstoffpumpe 1 geförderte Brennstoff gelangt über das Rückschlagventil 14 zu dem Reduzierdruckregler 5 und gleichzeitig in die Speichermembrankammer 12.
    Ab Verstellung der Membrane 11 entgegen der Kraft einer Feder 15 herrscht in der Brennstoffdruckleitung 3 ein höherer Druck als der vom Reduzierdruckregler 5 geregelte, damit steht an der Verteilerleiste 7 unter Arbeitsdruck stehender Brennstoff an.
    Bei gefüllter Speichermembrankammer 12 verstellt die Membranstange 10 mit einer Anschlagfläche 16 den Schalterhebel 9 in die Stellung "Schalter geöffnet", wodurch die Leistungszufuhr, ggf. über eine Verstärkerschaltung, zur Brennstoffpumpe 1 unterbrochen wird. Diese Unterbrechung wird solange aufrechterhalten, bis die Speichermembrankammer 12 nahezu entleert ist und die Membranstange 10 mit einer anderen Anschlagfläche 17 den Schalterhebel 9 in die Stellung "Schalter geschlossen" gedrückt hat. Damit kann sich der Vorgang wiederholen.
    Das Rückschlagventil 14 verhindert einen Brennstoffrückfluß über die abgeschaltete Brennstoffpunpe 1. Es versteht sich von selbst, daß jeder Leitungsteil der Brennstoffdruckleitung 3 über Druckentlastungsventile gesichert sein kann, weshalb auf eine diesbezügliche Darstellung verzichtet werden kann. Der Abstand der beiden Anschlagflächen der Membranstange bestimmt in Verbindung mit der Membranverstellung die Schalthysterese. Es kann vorteilhaft sein, daß der Reduzierdruckregler 5 mit dem Ansaugdruck der Brennkraftmaschine beaufschlagt ist. Hierfür ist eine Anschlußleitung 18 vorgesehen.
    Es kann vorteilhaft sein, wenn vorgesehen ist, daß das Speichervolumen 12 bei abgestellter Brennkraftmaschine durch ein Brennstoffabschaltventil 19 verschlossen ist, das in dem Abzweig 13 angeordnet ist und bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine öffnet. Diese Maßnahme dient der Sicherheit bei Unfällen, vermindert Brennstoffaustritt, und vermeidet Brennstofflieferung bei abgestellter Brennkraftmaschine aus dem Speichervolumen 12 zur Verteilerleiste 7 bzw. den nicht dargestellten Einspritzventilen, so daß unkontrolliertes Eintreten von Brennstoff in die Brennräume, z. B. bei undichten Ventilen, ausgeschlossen ist (Wasserschlag).
    Durch die Abschaltung der Brennstoffpumpe in den Phasen mit gefüllter Speichermembrankammer 12 ergeben sich im Leerlauf- und Teillastbetrieb der Brennkraftmaschine erhebliche Brennstoffeinsparungen gegenüber den Phasen, in denen die Brennstoffpumpe mit größter Förderleistung gegen Druck arbeiten muß. Die Fördermenge der Brennstoffpumpe ist dem Verbrauch der Brennkraftmaschine angepaßt.
    Hierbei spielt der schlechte Wirkungsgrad des Elektromotors der Brennstoffpumpe und der des stromerzeugenden Generators eine erhebliche Rolle. Der Schalter kann alternativ aus einem Potentiometer bestehen, wobei dann eine spannungsabhängige Schalteinrichtung vorgesehen ist, die die Leistungszufuhr zur Brennkraftmaschine bei niedriger Spannung am Potentiometer ein- und bei hoher Spannung ausschaltet oder umgekehrt.
    Es versteht sich von selbst, daß die Membrane der vorliegenden Ausführung auch durch einen Kolben ersetzt werden kann.

    Claims (2)

    1. Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen, gebildet aus Brennstoffpumpe (1), Druckschalter (4) und Verteilerleiste/Anschlüssen für Einspritzventile, wobei der Druckschalter (4) die Leistungszufuhr zur Brennstoffpumpe (1) in Abhängigkeit vom Pumpendruck steuert und stromab des Druckschalters (4) zusätzlich ein Reduzierdruckregler (5) eingesetzt ist, dessen Reduzierdruck niedriger als der vom Druckschalter (4) geregelte Druck ist,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Druckschalter (4) mit einem Speichervolumen (12) ausgestattet ist, das durch eine Membrane/einen Kolben (11) begrenzt ist, die/der im Zusammenhang mit einer Stange (10) mit zwei Anschlagflächen (16, 17) eine Öffnung von Schaltkontakten (8) bei großem gespeicherten Brennstoffvolumen und deren Schließung bei kleinem bewirkt.
    2. System nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Speichervolumen (12) bei abgestellter Brennkraftmaschine durch ein Brennstoffabschaltventil (19) verschlossen ist.
    EP95120481A 1995-03-23 1995-12-22 Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen Expired - Lifetime EP0733797B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19510494 1995-03-23
    DE19510494A DE19510494A1 (de) 1995-03-23 1995-03-23 Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen

    Publications (3)

    Publication Number Publication Date
    EP0733797A2 EP0733797A2 (de) 1996-09-25
    EP0733797A3 EP0733797A3 (de) 1997-04-02
    EP0733797B1 true EP0733797B1 (de) 1998-07-15

    Family

    ID=7757429

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    EP95120481A Expired - Lifetime EP0733797B1 (de) 1995-03-23 1995-12-22 Brennstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschinen

    Country Status (4)

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    US (1) US5765535A (de)
    EP (1) EP0733797B1 (de)
    DE (2) DE19510494A1 (de)
    ES (1) ES2118497T3 (de)

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