EP1192351A2 - Kraftstoffzuführvorrichtung für einen verbrennungsmotor - Google Patents

Kraftstoffzuführvorrichtung für einen verbrennungsmotor

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EP1192351A2
EP1192351A2 EP00987192A EP00987192A EP1192351A2 EP 1192351 A2 EP1192351 A2 EP 1192351A2 EP 00987192 A EP00987192 A EP 00987192A EP 00987192 A EP00987192 A EP 00987192A EP 1192351 A2 EP1192351 A2 EP 1192351A2
Authority
EP
European Patent Office
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pressure
fuel
pump
supply device
cooling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00987192A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Joos
Jens Wolber
Thomas Frenz
Hansjoerg Bochum
Markus Amler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1192351A2 publication Critical patent/EP1192351A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
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    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
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    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/007—Venting means

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a fuel supply device for an internal combustion engine which has a fuel supply pump and a fuel high-pressure pump connected to it in order to supply high-pressure fuel from the high-pressure side of the high-pressure fuel pump via a pressure line, a storage space and valve lines to supply pressure valves, of which each fuel injects directly into one of the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the fuel delivery pump the output side of which is connected to the low-pressure side of the high-pressure fuel pump via a pressure line, supplies fuel under pressure to the high-pressure fuel pump.
  • a pressure relief valve is connected to the pressure line via a 2/2-way valve, which blocks or enables the connection between the pressure line and the pressure relief valve.
  • a passage device is provided in parallel to the high-pressure fuel pump. which connects the low pressure side and the high pressure side of the fuel high pressure pump with each other.
  • the 2/2-way valve can be closed so that no fuel can flow out of the pressure line.
  • the injection pressure in the storage space is generated by the high-pressure fuel pump and limited to a corresponding value by a controllable pressure control valve.
  • the pressure control valve is connected to the low pressure side via a return line.
  • the temperature of the high-pressure fuel pump is limited at most by a certain cooling by means of the fuel flow flowing through the high-pressure fuel pump, so that it cannot be reliably prevented that the high-pressure fuel pump heats up in such a way that that their temperature exceeds the critical operating temperature, i.e. the temperature at which fuel vapor bubbles begin to form at a given admission pressure.
  • a high-pressure fuel pump for supplying direct injection valves is supplied with fuel at a pre-pressure from a fuel feed pump
  • the pressure line connecting the delivery side of the fuel delivery pump to the low-pressure side of the high-pressure fuel pump via a variable throttle valve with a first pressure relief valve for a first, relatively low pressure, for example 3 bar, and directly with a second pressure relief valve for a relatively high pre-pressure of e.g. 9 bar is connected.
  • the variable throttle valve has a flow resistance that increases disproportionately with the increasing flow rate, so that the admission pressure in the pressure line can be adjusted by the delivery rate of the fuel delivery pump.
  • this fuel supply device In order to prevent vapor bubbles forming in the high-pressure fuel pump when the fuel temperature rises, it is possible with this fuel supply device to increase the delivery pressure by increasing the delivery capacity of the fuel delivery pump so that it becomes greater than the temperature-dependent vapor pressure of the fuel in the pressure line.
  • the fuel supply device with the features of claim 1 has the advantage that the fuel high-pressure pump can be kept at a temperature level that is below a critical operating temperature of the high-pressure fuel pump by means of the coolant flow.
  • one or more suitable cooling channels are to be provided, which deliver a corresponding coolant flow, which ensures sufficient heat dissipation, to the high-pressure fuel pump.
  • Air is expediently used as the coolant. If the fuel supply device according to the invention is used in a vehicle engine, it is possible to arrange the cooling channels in the engine compartment in such a way that the ambient air, which is led from the vehicle environment to the high-pressure fuel pump during driving, is sufficient for cooling.
  • a fan is assigned to the at least one cooling channel in order to generate the cooling air flow through the cooling channel, the fan preferably being controllable as a function of the temperature of the high-pressure fuel pump and the critical operating temperature.
  • the cooling air flow can be controlled independently of the area of application of the internal combustion engine in such a way that suitable cooling of the high-pressure fuel pump can always be achieved.
  • the critical operating temperature of the high-pressure fuel pump can be set by a correspondingly high pre-pressure be increased to such an extent that cooling of the high-pressure fuel pump with the aid of the cooling air flow which is routed specifically through the cooling duct or the cooling ducts, which is possibly generated with the aid of a preferably controllable air, is sufficient under all operating conditions of the internal combustion engine.
  • the cooling of the high-pressure fuel pump with a separate coolant prevents vapor bubbles in the high-pressure fuel pump, so that cooling of the high-pressure fuel pump by means of a fuel spooling stream, which always requires a return line to the fuel tank, is avoided can be.
  • the saving of such a fuel return line not only simplifies the overall structure of the fuel supply device but also increases safety in the event of a dangerous impact.
  • unnecessary heating of the fuel in the fuel tank by the fuel coil flow heated by the high-pressure fuel pump is avoided, so that reduced evaporation losses occur in the fuel tank, and thus the activated carbon filter and tank ventilation are relieved.
  • the fuel high-pressure pump for cooling cooling fluid can be supplied as cooling agent through the cooling channel.
  • any suitable cooling liquid e.g. B. in a vehicle with an air conditioning system to use the refrigerant from the air conditioning system for cooling the high-pressure fuel pump of the vehicle engine
  • cooling water in particular through the use of a cooling water partial flow which results from the flow of the cooling system of the internal combustion engine, ie behind the engine. cooler of the high-pressure fuel pump can be further improved.
  • a shut-off valve is provided to control the cooling water supply, which can be actuated by a control circuit as a function of the temperature of the cooling water and the temperature of the high-pressure fuel pump.
  • a pressure control device controllable by a control circuit is connected on the output side of the fuel delivery pump. in order to be able to set the fuel pressure supplied to the high-pressure fuel pump on the low-pressure side, that is to say the admission pressure as a function of the operating conditions of the high-pressure fuel pump.
  • the pressure regulating device is expediently controllable in such a way that the pressure supplied to the low-pressure side of the high-pressure fuel pump can be regulated to a first or a second value.
  • the regulated pressure supplied to the low-pressure side of the high-pressure fuel pump is variable.
  • At least two cooling channels are expediently provided, one of which supplies air and the other water as coolant to the high-pressure fuel pump.
  • FIG. 1 shows a schematic, simplified block diagram of a fuel supply device according to the invention with an air-cooled high-pressure fuel pump
  • FIG. 2 is a schematic simplified block diagram of a fuel supply device according to the invention with a with a liquid coolant, such as Water, cooled high pressure fuel pump, and
  • FIG. 3 shows a flow chart for the operation of a fuel supply device according to the invention, in which the admission pressure can be regulated and the high-pressure fuel pump can be cooled with a controllable coolant flow.
  • a fuel supply device has a fuel feed pump 10 and a high-pressure fuel pump 11 in order to deliver fuel from a fuel tank 12 via a pressure line system 13 to one or more fuel injection valves 14 of an internal combustion engine.
  • a fuel feed pump 10 and a high-pressure fuel pump 11 in order to deliver fuel from a fuel tank 12 via a pressure line system 13 to one or more fuel injection valves 14 of an internal combustion engine.
  • a four-cylinder internal combustion engine is assumed in which an injection valve is assigned to each combustion chamber and injects fuel either directly into the combustion chamber or into its intake area.
  • the fuel delivery pump 10 which is driven by an electric motor in a manner not shown, is connected with its pressure side via a pressure line 15 to a low pressure side of the high pressure pump 11.
  • the outlet or high pressure side of the high pressure pump 11 is connected via a tere pressure line 16 connected to the pressure line system 13, to which a pressure sensor 17 is assigned, the output signal corresponding to the fuel pressure in the pressure line system 13 is supplied to a control circuit 18, which monitors the operating conditions of the internal combustion engine in a manner not shown and, depending on this, the individual operating parameters of the internal combustion engine controls, such as ignition timing, injection timing, amount of fuel to be injected, and the like.
  • a pressure control device is assigned to the fuel delivery pump 10.
  • This pressure control device can, for. B. be formed by the fuel feed pump 10 itself, if the delivery rate is adjustable, in order to be able to control it as required.
  • a pressure regulator 19 is provided as the pressure control device and is connected to the pressure line 15 via a line 20.
  • the outlet side of the pressure regulator 19 delivers excess fuel back into the fuel tank 12.
  • the pressure regulator 19 can be designed so that it can be switched over so that it either maintains the admission pressure in the pressure line 15 at a first, relatively low value, e.g. about 3 bar, or to a second relatively high value, e.g. 8 to 10 bar, limited.
  • the pressure regulator 19 is designed such that the limiting pressure, that is to say the pressure to which the admission pressure in the pressure line 15 is set, can be set with the aid of the delivery rate of the fuel delivery pump 10.
  • one or more cooling channels 21 are provided, of which only one is shown, through which a coolant flow against a purely schematically indicated pump housing
  • the cooling channel or channels 21 are used to supply ambient air to the pump housing 22, which, in a manner not shown in detail, has heat dissipation surfaces, for example cooling ribs or the like, on which the cooling air flow led through the cooling channel or channels Absorbs heat from the pump housing and dissipates it.
  • the cooling channel or channels is an air fan
  • an air fan is expediently arranged in a common area of the cooling channels in such a way that it generates the cooling air flow in all cooling channels.
  • a temperature sensor 24 for monitoring the temperature of the high-pressure pump 11 is arranged in or on the pump housing 22, the output signal of which is supplied to the control circuit 18.
  • the fuel supply pump 10 delivers fuel under a relatively low admission pressure via the pressure line 15 to the high-pressure pump 11, which supplies the injection valves 14 with fuel under high pressure via the pressure line system 13.
  • the high-pressure pump 11 is cooled by the cooling air flow guided by the cooling channel or channels, so that the temperature of the high-pressure pump is kept below the critical operating temperature at which vapor bubbles form in the fuel.
  • the cooling is intensified in that the fan 23 is switched on by the control circuit 18 or is switched to a higher operating stage which causes a higher cooling air flow.
  • control circuit 18 initiates an increase in the admission pressure in the pressure line 15.
  • the control circuit 18 sets a higher delivery capacity of the fuel delivery pump 10 and switches the pressure regulator 19 in such a way that it limits the admission pressure in the pressure line 15 to a relatively high value.
  • a pressure regulator 19 in which the level of the limiting pressure depends on the flow rate, it is possible, by controlling the delivery rate of the fuel delivery pump 10 accordingly, to adjust the admission pressure in the pressure line 15 to practically any value between the lower, normal admission pressure and to set a maximum permissible upper form. This makes it possible to increase the admission pressure in the pressure line 15 only to such an extent that the pressure-dependent critical operating temperature of the high-pressure pump is kept just above the temperature of the high-pressure pump.
  • FIG. 2 shows another embodiment of a fuel supply device according to the invention, in which fuel is supplied from a tank 12 from a feed pump 10 via a pressure line 15 to a high-pressure pump 11 which supplies high-pressure fuel to a pressure line system 13 via a further pressure line 16 one or more injection valves 14 for injecting fuel into the combustion chambers of an internal combustion engine or into their intake area are connected.
  • a pressure regulator 19 is connected via a line 20 to the pressure line 15.
  • the pressure regulator 19 comprises a first pressure limiting valve 25, the inlet side of which is connected to the pressure line 15 via a valve device 26 and the line 20.
  • the first pressure relief valve 25 serves to limit the admission pressure to a first, low value during normal operation.
  • a second pressure relief valve 27 is connected in parallel with the first pressure relief valve 25 and limits the admission pressure in the pressure line 15 to a second, maximum value, for example 8 to 10 bar.
  • valve line 26 can be a shut-off valve, so that the pressure regulator 19 can be switched over so that it limits the admission pressure either to the normal value or to the maximum value.
  • valve device 26 it is also possible for the valve device 26 to be a throttle device which has a throttle valve which is designed in such a way that the flow resistance increases disproportionately as the fuel flowing through it, so that the limiting pressure m can be controlled as a function of the delivery capacity of the fuel delivery pump 10.
  • a cooling channel 31 is provided, via which a liquid coolant, for example cooling water from the engine cooling system or refrigerant from a refrigerant circuit of a cooling system, is fed to the high-pressure pump 11.
  • a liquid coolant for example cooling water from the engine cooling system or refrigerant from a refrigerant circuit of a cooling system
  • the outlet of the cooling channel provided in the pump housing 22 is via a return line 33 connected to the engine cooling system or the air conditioning system.
  • the cooling duct 31 is expediently connected to the Flow of the engine cooling system, that is connected to the outlet side of the engine cooler, while the return line 33 expediently opens before the engine cooler.
  • a temperature sensor 24 is arranged in or — as shown — on the pump housing 22.
  • a further temperature sensor 34 is attached in or on the cooling channel 31. The output signals of the temperature sensors 24 and 34 are fed to the control circuit 18.
  • step S12 it is determined whether the temperature T ⁇ s of the cooling water is higher than the temperature T HDp of the high-pressure pump 11. Since this is normally not the case, control proceeds to step S13, in which it is checked whether the cooling flow is open , that is, whether the shut-off valve 32 in the cooling channel 31 is open. If this is not the case, the shut-off valve 32 is opened. It is then determined in step S14 whether the temperature T HDp of the high-pressure pump 11 is higher than a first critical operating temperature T ] ⁇ . If this is not the case, the step
  • step 515 checks whether the low pressure in the pressure line 15 is set and, if not, set. In step
  • step S14 If it is determined in step S14 that the temperature T HDp of the high pressure pump 11 is higher than the critical operating temperature l ⁇ - i, the control proceeds to step S17 and increases the admission pressure in the pressure line 15 by a corresponding control of the pressure regulator 19 and / or the fuel feed pump 10. As soon as the admission pressure is increased, the temperature monitoring is continued in step S11.
  • step S12 If it is determined under extreme operating conditions that the temperature T ⁇ s of the cooling water flow is higher than the temperature THDP ⁇ er high pressure pump 11, the control branches in step S12 to step S18 and shuts off the cooling flow with the help of the shutoff valve 32. It is then checked in step S19 whether the temperature T HDp is higher than the critical operating temperature T kl . If this is not the case, the low admission pressure is set in step S15 'and the control continues with the temperature monitoring.
  • step S17 the control circuit 18 increases the admission pressure in the pressure line 15 by means of the pressure regulator 19 and / or the fuel delivery pump 10. The temperature monitoring is then continued again in step S11.
  • step S17 air cooling is provided with a fan 23 that can be controlled by the control circuit 18, as shown in FIG. 1, the operation of the fuel supply device after an admission pressure increase in step S17 or S17 'initially still checked whether the temperature T HDp of the high pressure pump 11 ß is greater than a second higher critical operating temperature T j ⁇ -2- If this is not the case, the fan is switched off or kept off in step S21, and the control returns to the temperature monitoring in step Sll. However, if it is determined in step S20 that the temperature T HD of the high-pressure pump 11 is higher than the second upper critical operating temperature T ⁇ , then the ventilator 23 is switched on in step S22 in order to then continue with the temperature monitoring in step S11.
  • the duration of the cooling flow shutoff, the pre-pressure increase and the duration of the air operation depend on the temperature conditions.
  • the fuel throughput dependent on the operation of the internal combustion engine through the high-pressure pump 11, which brings about additional cooling of the high-pressure pump 11, can also be taken into account.
  • the critical operating temperatures T ⁇ i and T ⁇ depend not only on the external pressure, but primarily on the vapor pressure of the fuel and in particular on the vapor pressure of the individual fuel components and thus also on the fuel composition, the critical ones for the operation of the high pressure pump 11 are determined Operating temperatures T ] - ] _ / T ⁇ 2, taking into account the respective current admission pressure and taking into account the fuel used with a corresponding safety reserve.
  • T ] - ] _ / T ⁇ 2 taking into account the respective current admission pressure and taking into account the fuel used with a corresponding safety reserve.
  • the high-pressure pump 11 Due to the cooling of the high-pressure pump 11 provided according to the invention, its temperature T HDp is kept below the first critical operating temperature ⁇ - ⁇ for most of the operating time of the internal combustion engine. Thus, a low admission pressure is sufficient for most of the engine operating time. A pressure switch must therefore only be carried out under extreme operating conditions. As a result, in particular the load on the fuel feed pump 10 working with an electric motor is considerably reduced, so that its service life is increased. In addition, the average power consumption of the fuel delivery pump 10, that is to say the electric motor driving the fuel delivery pump 10, is also significantly reduced, as a result of which the on-board electrical system load, fuel consumption and tank heating are reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuführvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Kraftstoffförderpumpe (10), die unter Vordruck stehenden Kraftstoff einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zuführt, die hochdruckseitig mit wenigstens einem Einspritzventil (14) verbunden ist, um diesen unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zuzuführen. Um in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) eine deren Förderleistung und Druckerzeugung beeinträchtigende Dampfblasenbildung zu vermeiden, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) ein Kühlmittelstrom über zumindest einen Kühlkanal (21) zuführbar ist, um die Temperatur (THDP) der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) unterhalb einer kritischen Betriebstemperatur (TK1) zu halten.

Description

Kraf sto fzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffzuf hrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der DE 195 39 885 AI ist bereits eine Kraftstoffzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor bekannt, die eine Kraftstoffforderpumpe und eine dazu m Reihe geschaltete Kraftstoff-Hochdruckpumpe aufweist, um unter Hochdruck stehenden Kraftstoff von der Hochdruckseite der Kraftstoff- Hochdruckpumpe über eine Druckleitung, einen Speicherraum und Ventilleitungen zu Emspπtzventilen zu liefern, von denen ^edes Kraftstoff direkt m eine der Brennkammern des Verbrennungsmotors einspritzt. Die Kraftstoffforderpumpe, deren Ausgangsseite m t der Niederdruckseite der Kraftstoff- Hochdruckpumpe über eine Druckleitung verbunden ist, liefert unter Vordruck stehenden Kraftstoff an die Kraftstoff-Hochdruckpumpe . Um den Vordruck in der Druckleitung auf einem gewünschten Wert zu halten, ist an die Druckleitung ein Druckbegrenzungsventil über ein 2/2-Wegeventil angeschlossen, das die Verbindung zwischen Druckleitung und Druckbegrenzungsventil sperrt oder freigibt.
Um die geringe Förderleistung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe während der Startphase des Verbrennungsmotors auszugleichen und gegebenenfalls die hochdruckseitige Druckleitung und den daran anschließenden Speicherraum zu spülen, so dass während des Stillstands des Verbrennungsmotors entstandene Gasblasen entfernt werden können, ist parallel zur Kraftstoff-Hochdruckpumpe eine Durchlasseinrichtung vorgesehen, die die Niederdruckseite und die Hochdruckseite der Kraftstoff-Hoch- druckpumpe miteinander verbindet. Um den Vordruck in der niederdruckseitigen Druckleitung während der Startphase gegenüber dem Vordruck während des normalen Betriebs auf 8 bis 10 Bar zu erhöhen, kann das 2/2-Wegeventil geschlossen werden, so dass aus der Druckleitung kein Kraftstoff abfließen kann. Der während der Startphase erhöhte Vordruck ermöglicht einerseits eine Spülung der Kraftstoffzuführleitungen zum Beseitigen von Gasblasen und andererseits eine Komprimierung von Gasblasen, sowie eine für einen Startvorgang geeignete hohe Förderleistung.
Während des normalen Betriebs des Verbrennungsmotors wird der Einspritzdruck im Speicherraum von der Kraftstoff-Hochdruckpumpe erzeugt und durch ein steuerbares Druckregelventil auf einen entsprechenden Wert begrenzt. Das Druckregel- ventil ist hierfür über eine Rücklaufleitung mit der Niederdruckseite verbunden.
Eine Begrenzung der Temperatur der Kraftstoff-Hochdruckpumpe erfolgt dabei allenfalls durch eine gewisse Kühlung mittels des die Kraftstoff-Hochdruckpumpe durchströmenden Kraftstoffstroms, so dass nicht zuverlässig verhindert werden kann, dass sich die Kraftstoff-Hochdruckpumpe so erwärmt, dass ihre Temperatur die kritische Betriebstemperatur, also die Temperatur übersteigt, bei der bei gegebenen Vordruck eine Kraftstoffdampfblasenbildung beginnt.
Bei einer anderen Kraftstoffzuführvorrichtung, bei der eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe zur Versorgung von Direkt-Ein- spritzventilen von einer Kraftstoffförderpumpe mit unter Vordruck stehendem Kraftstoff versorgt wird, ist vorgesehen, dass die die Förderseite der Kraftstoffförderpumpe mit der Niederdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verbindende Druckleitung über ein variables Drosselventil mit einem ersten Druckbegrenzungsventil für einen ersten, relativ niedrigen Druck, z.B. 3 Bar, und direkt mit einem zweiten Druckbegrenzungsventil für einen relativ hohen Vordruck von z.B. 9 Bar verbunden ist. Das variable Drosselventil weist dabei einen Strömungswiderstand auf, der mit steigender Durchflussrate überproportional ansteigt, so dass der Vordruck in der Druckleitung durch die Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe eingestellt werden kann.
Um bei einem Ansteigen der Kraftstofftemperatur Dampfblasenbildung in der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zu verhindern, ist es bei dieser KraftstoffZuführeinrichtung möglich, durch Erhöhen der Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe den Vor- druck so anzuheben, dass er größer wird als der temperaturabhängige Dampfdruck des Kraftstoffs in der Druckleitung.
Auf diese Weise lässt sich zwar die Dampfblasenbildung im Kraftstoff und damit ein Abfall der Förderleistung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verhindern, der zur Folge hätte, dass kein Hochdruckaufbau mehr möglich wäre. Allerdings wird die Kraftstoffförderpumpe durch einen derartigen Betrieb erheblich strapaziert, was zu einer verringerten Lebensdauer führt .
Um einen Stellmotor einer Drosselklappenstelleinheit zu kühlen, ist es aus der DE 38 36 507 AI bekannt, aus dem Kühl- ltΛ„a PCT/DEOO/ O 01/40638
Wasserkreislauf des Verbrennungsmotors einen Kühlwasserstrom für den Stellmotor abzuleiten.
Vorteile der Erfindung
Die Kraftstoff uführvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mit Hilfe des Kühlmittelstroms die Kraftstoff-Hochdruckpumpe auf einem Temperaturniveau gehalten werden kann, das unterhalb einer kritischen Betriebstemperatur der Kraftstoff-Hochdruckpumpe liegt. Hierfür sind ein oder mehrere geeignete Kühlkanäle vorzusehen, die einen entsprechenden Kühlmittelstrom, der eine ausreichende Wärmeabfuhr gewährleistet, zu der Kraftstoff-Hochdruckpumpe liefern.
Zweckmäßigerweise dient als Kühlmittel Luft. Wird die erfindungsgemäße Kraftstoffzuführvorrichtung bei einem Fahrzeugmotor eingesetzt, so ist es möglich, die Kühlkanäle im Motorraum so anzuordnen, dass die Umgebungsluft, die aus der Fahrzeugumgebung während des Fahrbetriebs zur Kraftstoff- Hochdruckpumpe geführt wird, zur Kühlung ausreicht.
Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn dem zumindest einen Kühlkanal ein Lüfter zugeordnet ist, um den Kühlluftstrom durch den Kühlkanal zu erzeugen, wobei der Lüfter vorzugsweise in Abhängigkeit von der Temperatur der Kraftstoff- Hochdruckpumpe und der kritischen Betriebstemperatur steuerbar ist. Auf diese Weise lässt sich der Kühlluftstrom unabhängig vom Einsatzbereich des Verbrennungsmotors so steuern, dass stets eine geeignete Kühlung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe erreicht werden kann.
Weist die erfindungsgemäße Kraftstoffzuführvorrichtung neben den Kühlmitteln für die Kraftstoff-Hochdruckpumpe eine um- schaltbare oder variable Druckregeleinrichtung auf, so kann durch einen entsprechend hoch eingestellten Vordruck die kritische Betriebstemperatur der Kraftstoff-Hochdruckpumpe so weit erhöht werden, dass eine K hlung der Kraftstoff- Hochdruckpumpe mit Hilfe des durch den Kuhlkanal oder die Kuhlkanale gezielt geführten Kuhlluftstroms, der gegebenenfalls mit Hilfe eines vorzugsweise steuerbaren Lufters er- zeugt wird, unter allen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors ausreichend ist.
Durch die erfmdungsgemaß vorgesehene Kühlung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem separaten Kuhlmittel kann ei- ne Dampfblasenbildung m der Kraftstoff-Hochdruckpumpe verhindert werden, so dass auf eine Kühlung der Kraftstoff- Hochdruckpumpe mittels eines Kraftstoff-Spulstroms, der stets eine Rucklaufleitung zum Kraftstofftank erfordert, vermieden werden kann. Die Einsparung einer derartigen Kraftstoffrucklaufleitung vereinfacht nicht nur den gesamten Aufbau der Kraftstoffzuführvorrichtung sondern erhöht auch die Sicherheit im Falle eines gefährlichen Aufpralls. Daneben wird eine unnötige Aufheizung des Kraftstoffs im Kraftstofftank durch den m der Kraftstoff-Hochdruckpumpe erwarm- ten Kraftstoffspulstrom vermieden, so dass verringerte Verdampfungsverluste im Kraftstofftank auftreten, und damit die Aktivkohlefilter und Tankentluftung entlastet werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- d ng ist vorgesehen, dass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zum Kuhlen Kuhlflussigkeit durch den Kuhlkanal als Kuhlmittel zufuhrbar ist. Obwohl es grundsätzlich möglich ist, jede geeignete Kuhlflussigkeit zu verwenden, z. B. bei m einem Fahrzeug vorhandenem Klimasystem das Kältemittel aus dem Klimasystem zum Kuhlen der Kraftstoff-Hochdruckpumpe des Fahrzeugmotors einzusetzen, ist es bevorzugt, als Kuhlmittel Kuhlwasser vorzusehen, wobei das Kuhlwasser vorzugsweise aus dem Kuhlsystem des Verbrennungsmotors abgeleitet wird.
Durch die Verwendung von Kuhlwasser, insbesondere durch die Verwendung eines Kuhlwasser-Teilstroms der aus dem Vorlauf des Kuhlsystems des Verbrennungsmotors, also hinter dem Mo- torkühler abgeleitet wird, lässt sich die Kühlung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe weiter verbessern.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn zur Steuerung der Kühlwasser- zufuhr ein Absperrventil vorgesehen ist, das von einer Steuerschaltung in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers und von der Temperatur der Kraftstoff-Hochdruckpumpe betätigbar ist. Um für den Fall, dass unter extremen Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors die Kühlung der Kraftstoff-Hochdruckpumpe nicht durchgeführt werden kann oder nicht ausreicht, eine Dampfblasenbildung zu verhindern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass an die Kraftstoffförderpumpe ausgangsseitig eine von einer Steuerschaltung steuerbare Druckregeleinrich- tung angeschlossen ist, um den der Kraftstoff-Hochdruckpumpe niederdruckseitig zugeführten Kraftstoffdruck, also den Vordruck in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Kraftstoff-Hochdruckpumpe einstellen zu können.
Zweckmäßigerweise ist die Druckregeleinrichtung so steuerbar, dass der der Niederdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zugeführte Druck auf einen ersten oder einen zweiten Wert regelbar ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der der Niederdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zuge- führte geregelte Druck variabel ist.
Um einen sicheren Betrieb der Kraftstoff-Hochdruckpumpe auch in Extremfällen zu gewährleisten, sind zweckmäßigerweise zumindest zwei Kühlkanäle vorgesehen, von denen der eine Luft und der andere Wasser als Kühlmittel der Kraftstoff-Hochdruckpumpe zuführt.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieien näher er- läutert. Es zeigen:
Figur 1 ein schematisches vereinfachtes Blockbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzuführvorrichtung mit einer luft- gekühlten Kraftstoff-Hochdruckpumpe,
Figur 2 ein schematisches vereinfachtes Blockbild einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzuführvorrichtung mit einer mit einem flüssigen Kühlmittel, wie z.B. Wasser, gekühlten Kraftstoff-Hochdruckpumpe, und
Figur 3 ein Flussdiagramm für den Betrieb einer erfindungsgemäßen Kraftstoffzuführvorrichtung, bei der der Vordruck regelbar und die Kraftstoff-Hochdruckpumpe mit einem steuer- baren Kühlmittelstrom kühlbar ist.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Wie Figur 1 zeigt, weist eine erfindungsgemäße Kraftstoffzuführvorrichtung eine Kraftstoffförderpumpe 10 und eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe 11 auf, um aus einem Kraftstoff- tank 12 Kraftstoff über ein Druckleitungssystem 13 zu einem oder mehreren Kraftstoff-Einspritzventilen 14 eines Verbrennungsmotors zu liefern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird von einem Vierzylinderverbrennungsmotor ausgegangen, bei dem jeder Brennkammer ein Einspritzventil zugeordnet ist, das Kraftstoff entweder direkt in die Brennkammer oder in deren Ansaugbereich einspritzt.
Die Kraftstoffförderpumpe 10, die in nicht näher dargestellter Weise von einem Elektromotor angetrieben wird, ist mit ihrer Druckseite über eine Druckleitung 15 mit einer Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 11 verbunden. Die Ausgangsoder Hochdruckseite der Hochdruckpumpe 11 ist über eine wei- tere Druckleitung 16 an das Druckleitungssystem 13 angeschlossen, dem ein Drucksensor 17 zugeordnet ist, dessen dem Kraftstoffdruck im Druckleitungssystem 13 entsprechendes Ausgangssignal einer Steuerschaltung 18 zugeführt ist, die in nicht näher dargestellter Weise die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors überwacht und in Abhängigkeit davon die einzelnen Betriebsparameter des Verbrennungsmotors, wie z.B. Zündzeitpunkt, Einspritzzeitpunkt, einzuspritzende Kraftstoffmenge und dergleichen steuert.
Um über die Druckleitung 15 Kraftstoff mit einem bestimmten geregelten Vordruck an die Niederdruckseite der Hochdruckpumpe 11 zu liefern, ist der Kraftstoffförderpumpe 10 eine Druckregeleinrichtung zugeordnet. Diese Druckregeleinrich- tung kann z. B. von der Kraftstoffförderpumpe 10 selbst gebildet werden, wenn deren Förderleistung einstellbar ist, um diese bedarfabhängig steuern zu können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Druckregelein- richtung ein Druckregler 19 vorgesehen, der mit der Druckleitung 15 über eine Leitung 20 ist verbunden. Die Auslassseite des Druckreglers 19 liefert überschüssigen Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank 12. Der Druckregler 19 kann dabei so umschaltbar ausgebildet sein, dass er den Vordruck in der Druckleitung 15 entweder auf einem ersten, relativ niedrigen Wert, z.B. etwa 3 Bar, oder auf einen zweiten relativ hohen Wert, z.B. 8 bis 10 Bar, begrenzt. Es ist jedoch auch möglich, einen Druckregler 19 vorzusehen, der so steuerbar ist, dass er den Vordruck in der Druckleitung 15 auf prak- tisch jeden beliebigen Wert zwischen einem ersten, relativ niedrigen und einem zweiten, relativ hohen Wert begrenzen kann. Hierzu wird der Druckregler 19 so ausgebildet, dass der Begrenzungsdruck, also der Druck, auf den der Vordruck in der Druckleitung 15 eingestellt wird, mit Hilfe der För- derleistung der Kraftstoffförderpumpe 10 einstellbar ist.
Um eine Dampfblasenbildung in der Hochdruckpumpe 11 zu ver- meiden, sind ein oder mehrere Kuhlkanale 21 vorgesehen, von denen nur einer dargestellt ist, durch die ein Kuhlmittelstrom gegen ein rein schematisch angedeutetes Pumpengehause
22 geleitet wird. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausfuh- rungsbeispiel dienen der bzw. die Kuhlkanale 21 zum Zufuhren von Umgebungsluft zum Pumpengehause 22, das m nicht naher dargestellter Weise Warmeabfuhrflachen, beispielsweise Kuhlrippen oder dergleichen, aufweist, an denen der durch den bzw. die Kuhlkanale geführten Kuhlluftstrom Warme vom Pum- pengehause aufnimmt und davon abfuhrt.
Zweckmaßigerweise ist m dem oder den Kuhlkanalen ein Lufter
23 angeordnet, der vorzugsweise von der Steuerschaltung 18 bedarfsabhangig gesteuert werden kann. Bei mehreren Kuhlka- nalen ist dabei zweckmaßigerweise ein Lufter so m einem gemeinsamen Bereich der Kuhlkanale angeordnet, dass er den Kuhlluftstrom in allen Kuhlkanalen erzeugt.
Um über den von der Steuerschaltung 18 steuerbaren Lufter 23 den Kuhlluftstrom bedarfsabhangig zu steuern, ist im oder am Pumpengehause 22 ein Temperaturf hler 24 zur Überwachung Temperatur der Hochdruckpumpe 11 angeordnet, dessen Aus- gangssignal der Steuerschaltung 18 zugeführt ist.
Wahrend des normalen Betriebs des Verbrennungsmotors wird von der Kraftstoffforderpumpe 10 unter einem relativ niedrigen Vordruck stehender Kraftstoff über die Druckleitung 15 zur Hochdruckpumpe 11 geliefert, die über das Druckleitungssystem 13 die Einspritzventile 14 mit unter Hochdruck ste- hendem Kraftstoff versorgt. Dabei wird die Hochdruckpumpe 11 durch den mittels des oder der Kuhlkanale geführten Kuhlluftstroms gekühlt, so dass d e Temperatur der Hochdruckpumpe unter der kritischen Betriebstemperatur, bei der eine Dampfblasenbildung im Kraftstoff einsetzt, gehalten wird.
Steigt die Temperatur der Hochdruckpumpe 11 unter bestimmten Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors an, so wird zu- nächst die Kühlung intensiviert, indem der Lüfter 23 von der Steuerschaltung 18 eingeschaltet oder auf eine einen höheren Kühlluftstrom bewirkende höhere Betriebsstufe umgeschaltet wird.
Ist jedoch keine Verstärkung der Kühlung möglich, oder steigt die Temperatur des Pumpengehäuses 22 bzw. der Hochdruckpumpe 11 trotz stärkerer Kühlung weiter an und übersteigt die kritische Betriebstemperatur, so wird von der Steuerschaltung 18 eine Erhöhung des Vordrucks in der Druckleitung 15 veranlasst. Hierzu stellt die Steuerschaltung 18 eine höhere Förderleistung der Kraftstoffförderpumpe 10 ein und schaltet den Druckregler 19 so um, dass er den Vordruck in der Druckleitung 15 auf einen relativ hohen Wert be- grenzt.
Wird ein Druckregler 19 verwendet, bei dem die Höhe des Begrenzungsdrucks von der Durchflussrate abhängt, so ist es möglich, durch eine entsprechende Steuerung der Förderlei- stung der Kraftstoffförderpumpe 10 den Vordruck in der Druckleitung 15 praktisch auf jeden beliebigen Wert zwischen dem unteren, normalen Vordruck und einem maximal zulässigen oberen Vordruck einzustellen. Dies ermöglicht es, den Vordruck in der Druckleitung 15 jeweils nur so weit zu erhöhen, dass die druckabhängige kritische Betriebstemperatur der Hochdruckpumpe gerade oberhalb der Temperatur der Hochdruckpumpe gehalten wird.
Figur 2 zeigt eine andere Ausgestaltung einer erfindungsge- mäßen Kraftstoffzuführvorrichtung, bei der aus einem Tank 12 Kraftstoff von einer Förderpumpe 10 über eine Druckleitung 15 an eine Hochdruckpumpe 11 geliefert wird, die unter Hochdruck stehenden Kraftstoff über eine weitere Druckleitung 16 einem Druckleitungssystem 13 zuführt, an das ein oder mehre- re Einspritzventile 14 zum Einspritzen von Kraftstoff in die Brennkammern eines Verbrennungsmotors oder in deren Ansaugbereich angeschlossen sind. Um den Vordruck in der Drucklei- tung 15 entsprechend den Betriebsbedingungen der Hochdruckpumpe 11 einstellen zα können, ist ein Druckregler 19 über eine Leitung 20 mit der Druckleitung 15 verbunden. Der Druckregler 19 umfasst ein erstes Druckbegrenzungsventil 25, dessen Einlassseite über eine Ventilemπchtung 26 und die Leitung 20 mit der Druckleitung 15 verbunden ist. Das erste Druckbegrenzungsventil 25 dient zur Begrenzung des Vordrucks auf einen ersten, niedrigen Wert wahrend des Normalbetriebs. Parallel zum ersten Druckbegrenzungsventil 25 ist ein zwei- tes Druckbegrenzungsventil 27 geschaltet, das den Vordruck in der Druckleitung 15 auf einen zweiten, maximalen Wert, z.B. 8 bis 10 Bar, begrenzt.
Die Vent leinπchtung 26 kann im einfachsten Fall ein Ab- Sperrventil sein, so dass der Druckregler 19 so umgeschaltet werden kann, dass er den Vordruck entweder auf den Normalwert oder auf den Maximalwert begrenzt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Ventilemrichtung 26 eine Drosseleinrichtung ist, die ein Drosselventil aufweist, das so ausgebildet ist, dass der Durchflusswiderstand bei zunehmendem durchströmendem Kraftstoff uberproportional zunimmt, so dass der Begrenzungsdruck m Abhängigkeit von der Förderleistung der Kraftstoffforderpumpe 10 gesteuert werden kann.
Zur Kühlung der Hochdruckpumpe 11 ist ein Kuhlkanal 31 vorgesehen, über den ein flussiges Kuhlmittel, z.B. Kuhlwasser aus dem Motorkuhlsystem oder Kältemittel aus einem Kaltemit- telkreislauf eines Kl masystems, zur Hochdruckpumpe 11 gefuhrt wird. Der Kuhlkanal 31, m dem ein von einer Steuer- Schaltung 18 betatigbares Absperrventil 32 angeordnet ist, mundet m einen nicht naher dargestellten Kuhlkanal im Inneren eines Pumpengehauses 22 der Hochdruckpumpe 11. Der Aus- ass des im Pumpengehause 22 vorgesehenen Kuhlkanals ist über eine Rucklaufleitung 33 mit dem Motorkuhlsystem oder dem Klimasystem verbunden. Wird zur Kühlung der Hochdruckpumpe 11 ein Kuhlwasserteilstrom aus dem Motorkuhlsystem abgezweigt, so ist der Kuhlkanal 31 zweckmaßigerweise mit dem Vorlauf des Motorkühlsystems, also mit der Auslassseite des Motorkühlers verbunden, während die Rücklaufleitung 33 zweckmäßigerweise vor dem Motorkühler einmündet.
Um die Temperatur der Hochdruckpumpe 11 zu erfassen, ist im oder - wie dargestellt - am Pumpengehäuse 22 ein Temperaturfühler 24 angeordnet. Zur Erfassung der Kühlwassertemperatur ist ein weiterer Temperaturfühler 34 in oder am Kühlkanal 31 angebracht. Die Ausgangssignale der Temperaturfühler 24 und 34 sind an die Steuerschaltung 18 geführt.
Anhand von Figur 3 wird im folgenden die Arbeitsweise der in Figur 2 dargestellten Kraftstoffzuführvorrichtung während des normalen Betriebs eines Verbrennungsmotors beschrieben.
Sobald der Verbrennungsmotor gestartet ist, also sobald die Startphase beendet ist und die Hochdruckpumpe 11 die Einspritzventile 14 über das Druckleitungssystem 13 mit unter Hochdruck stehendem Kraftstoff versorgt, wird auch die Küh- lung der Hochdruckpumpe 11 aktiviert. Nach dem Start der Kühlungssteuerung wird zunächst im Schritt Sll mit Hilfe des Temperaturfühlers 34 die Temperatur Tκs des Kühlwasserstroms und mit Hilfe des Temperaturfühlers 24 die Temperatur THDp erfasst. Im Schritt S12 wird festgestellt, ob die Temperatur Tκs des Kühlwassers höher ist als die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe 11. Da dies normalerweise nicht der Fall ist, geht die Steuerung weiter zum Schritt S13, in dem überprüft wird, ob der Kühlstrom geöffnet ist, also ob das Absperrventil 32 im Kühlkanal 31 geöffnet ist. Ist dies nicht der Fall, so wird das Absperrventil 32 geöffnet. Danach wird im Schritt S14 festgestellt, ob die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe 11 höher ist als eine erste kritische Betriebstemperatur T]^. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt
515 überprüft, ob der niedrige Vordruck in der Druckleitung 15 eingestellt ist und, falls nicht, eingestellt. Im Schritt
516 wird somit der Normalbetrieb erkannt und die Steuerung kehrt zum Schritt Sll zurück, um erneut die Temperatur Tκs des Kühlwassers und die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe zu erfassen.
Wird im Schritt S14 festgestellt, dass die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe 11 höher ist als die kritische Betriebstemperatur l^- i so geht die Steuerung weiter zu Schritt S17 und erhöht den Vordruck in der Druckleitung 15 durch eine entsprechende Steuerung des Druckreglers 19 und/oder der Kraftstoffförderpumpe 10. Sobald der Vordruck erhöht ist, wird mit der Temperaturüberwachung in Schritt Sll fortgefahren .
Wird unter extremen Betriebsbedingungen festgestellt, dass die Temperatur Tκs des Kühlwasserstroms höher ist als die Temperatur THDP ^er Hochdruckpumpe 11, so verzweigt die Steuerung im Schritt S12 zum Schritt S18 und sperrt den Kühlstrom mit Hilfe des Absperrventils 32 ab. Anschließend wird im Schritt S19 überprüft, ob die Temperatur THDp höher ist als die kritische Betriebstemperatur Tkl. Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt S15 ' der niedrige Vordruck eingestellt und die Steuerung fährt mit der Temperaturüberwachung fort .
Übersteigt jedoch die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe 11 die kritische Betriebstemperatur ^-^/ s o wird im Schritt S17' durch die Steuerschaltung 18 mit Hilfe des Druckreglers 19 und/oder der Kraftstoffförderpumpe 10 der Vordruck in der Druckleitung 15 erhöht. Anschließend wird wiederum im Schritt Sll mit der Temperaturüberwachung fortgefahren.
Ist bei der in Figur 2 dargestellten Kraftstoffzufuhrvorrichtung zusätzlich zu dem gezeigten Kühlmittelstrom eine Luftkühlung mit einem von der Steuerschaltung 18 steuerbaren Lüfter 23 vorgesehen, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, so wird beim Betrieb der Kraftstoffzuführvorrichtung nach einer Vordruckerhöhung im Schritt S17 oder S17' zunächst noch überprüft, ob die Temperatur THDp der Hochdruckpumpe 11 grö- ßer ist als eine zweite höhere kritische Betriebstemperatur Tj^-2- Ist dies nicht der Fall, so wird im Schritt S21 der Lufter ausgeschaltet oder ausgeschaltet gehalten, und die Steuerung kehrt zurück zur Temperaturüberwachung m Schritt Sll. Wird jedoch im Schritt S20 festgestellt, dass die Temperatur THD der Hochdruckpumpe 11 hoher ist als die zweite obere kritische Betriebstemperatur T^, so wird im Schritt S22 der Lufter 23 zugeschaltet, um anschließend im Schritt Sll mit der Temperaturuberwachung fortzufahren.
Bei der beschriebenen Betriebsweise der erfindungsge aßen Kraftstoffzuführvorrichtung ist die Dauer der Kuhlstromabsperrung, der Vordruckerhohung und die Dauer des Lufterbetriebs abhangig von den Temperaturbedingungen. Es ist jedoch auch möglich, mit Hilfe von entsprechenden Zeitgebern eine feste oder eine variable Zeitdauer für die Kuhlstromabsperrung, die Vordruckerhohung und den Lü terbetrieb vorzugeben. Dabei kann auch der vom Betrieb des Verbrennungsmotors abhangige Kraftstoffdurchsatz durch die Hochdruckpumpe 11, der eine zusätzliche Kühlung der Hochdruckpumpe 11 bewirkt, berücksichtigt werden.
Da die kritischen Betriebstemperaturen T^i und T^ nicht nur vom von Außen wirkenden Vordruck, sondern vorrangig vom Dampfdruck des Kraftstoffs und insbesondere vom Dampfdruck der einzelnen Kraftstoffbestandteile und damit auch von der KraftstoffZusammensetzung abhangen, erfolgt die Festlegung der für den Betrieb der Hochdruckpumpe 11 kritischen Betriebstemperaturen T]-]_/ T^2 unter Berücksichtigung des je- weiligen aktuellen Vordrucks und unter Berücksichtigung des eingesetzten Kraftstoffs mit einer entsprechenden Sicherheitsreserve. Zur Berücksichtigung des jeweiligen Kraftstoffs bei der Festlegung der kritischen Betriebstemperaturen konnte beispielsweise über eine Betankungserkennung, für die z.B. ein Tankstandgeber ausgewertet wird, verdampfungsfreudiger Frisch-Kraftstoff erkannt und berücksichtigt werden. Ist dabei der Kraftstoffdampfdruck durch Modell oder Messung bekannt, so ist eine genauere Anpassung der kritischen Betriebstemperaturen an den jeweiligen Siedepunkt des Kraftstoffs möglich.
Anstelle der dargestellten direkten Messung der Temperaturen TKS unci THDP cies Kühlstroms bzw. der Hochdruckpumpe 11 kön¬ nen diese Temperaturen unter Verwendung geeigneter Modelle auch aus bekannten Größen, wie z.B. Motortemperatur, Ansauglufttemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Ansteuerung des Mo- torlüfters usw. abgeschätzt werden.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kühlung der Hochdruckpumpe 11 wird deren Temperatur THDp während des größten Teils der Betriebszeit des Verbrennungsmotors unterhalb der ersten kritischen Betriebstemperatur ^-^ gehalten. Somit ist während des größten Teils der Motorbetriebsdauer ein niedriger Vordruck ausreichend. Nur unter extremen Betriebsbedingungen muss also eine Druckumschaltung vorgenommen werden. Dadurch wird insbesondere die Belastung der mit einem Elek- tromotor arbeitenden Kraftstoffförderpumpe 10 erheblich reduziert, so dass deren Lebensdauer erhöht wird. Darüber hinaus wird auch die mittlere Leistungsaufnahme der Kraftstoffförderpumpe 10, also des die Kraftstoffförderpumpe 10 antreibenden Elektromotors deutlich reduziert, wodurch die Bordnetzbelastung, der Kraftstoffverbrauch und eine Tankaufheizung vermindert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Kraftstoffzuführvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Kraftstoffförderpumpe (10), die unter Vordruck stehenden Kraftstoff einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zuführt, die hochdruckseitig mit wenigstens einem Einspritz- ventil (14) verbunden ist, um dem oder den Einspritzventilen (14) unter Hochdruck stehenden Kraftstoff zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) ein Kühlmi telstrom über zumindest einen Kühlkanal (21, 31) zuführbar ist, um die Temperatur (THDp) der Kraftstoff- Hochdruckpumpe (11) unterhalb einer kritischen Betriebstemperatur (TJ ) zu halten.
2. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zum Kühlen Luft durch den Kühlkanal (21) als Kühlmittel zuführbar ist.
3. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einem Kühlkanal ein Lüfter (23) zugeordnet ist, um den Kühlluftstrom durch den Kühlkanal (21) zu erzeugen.
4. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (23) in Abhängigkeit von der Temperatur der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) und der kritischen Betriebstemperatur (Tκ) steuerbar ist.
5. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zum Kühlen eine Kühlflüssigkeit durch den Kühlkanal (31) als Kühlmittel zuführbar ist.
6. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühlmittel Kühlwasser aus dem Kühlsy- stem des Verbrennungsmotors abgeleitet wird.
7. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Kühlmittelzu- fuhr ein Absperrventil (32) vorgesehen ist, das von einer Steuerschaltung (18) in Abhängigkeit von der Temperatur (Tκs) des Kühlmittels und von der Temperatur (THDP' °er Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) betätigbar ist.
8. Kraftstoffzuführvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoffförderpumpe (10) eine Druckregeleinrichtung (19) zugeordnet ist, um den der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) niederdruck- seitig zugeführten Kraftstoffdruck einstellen zu können.
9. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckregeleinrichtung einen ausgangs- seitig an die Kraftstoffförderpumpe (10) angeschlossenen Druckregler (19) umfasst, der von einer Steuerschaltung steuerbarer ist.
10. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (19) so steuerbar ist, dass der der Niederdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zugeführte Druck auf eine ersten oder einen zweiten Wert begrenzbar ist.
11. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (19) so steuerbar ist, dass der der Niederdruckseite der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zugeführte Druck variabel regelbar ist.
12. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckregler (19) ein erstes und ein zweites Druckbegrenzungsventil (25, 27) aufweist, die parallel geschaltet sind, und eine Druckbegrenzung auf einen ersten bzw. einen zweiten Druck ermöglichen.
13. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Steuerschaltung (18) betätigbares Absperrventil (26) mit dem Druckbegrenzungsventil (25) für den niedrigen Druck in Reihe geschaltet ist.
14. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine steuerbare Drosseleinrichtung mit dem Druckbegrenzungsventil (25) für den niedrigen Druck in Reihe geschaltet ist.
15. Kraftstoffzuführvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung ein Drosselventil aufweist, das so ausgebildet ist, dass der Druchflusswi- derstand bei zunehmendem durchströmenden Kraftstoff überpro- portional zunimmt.
16. Kraftstoffzuführvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Kühlkanäle (21, 31) vorgesehen sind, von denen der eine (21) Luft und der andere (31) Wasser als Kühlmittel der Kraftstoff-Hochdruckpumpe (11) zuführen.
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