EP1338787B1

EP1338787B1 - Hydraulic pressure relief system for a fuel injection apparatus

Info

Publication number: EP1338787B1
Application number: EP20020026058
Authority: EP
Inventors: Helmut Rembold; Christian Krinn; Jens Wolber; Ralph Ittlinger; Udo Sieber; Werner Schneider; Markus Amler; Karsten Hinn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: DE10208576A1; DE50208492D1; EP1338787A1; JP2003269294A

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Druckentlastungseinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzanlage von Brennkraftmaschinen nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.The invention relates to a pressure relief device for a fuel injection system of internal combustion engines according to the preambles of the independent claims 1 and 2.

Aus der DE 199 36 287 A1 ist eine Druckentlastungseinrichtung bekannt. Bei dieser Druckentlastungseinrichtung wird ein elektrisch schaltbares Stellglied getaktet auf- und zugesteuert und erlaubt somit eine Regelung des Drucks auf der Förderseite der Niederdruckpumpe. Im stromlosen Zustand ist dieses Stellglied geöffnet, so dass sich kein unzulässig hoher Kraftstoffdruck nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in der Kraftstoffeinspritzanlage bilden kann.From DE 199 36 287 A1 a pressure relief device is known. In this pressure relief device, an electrically switchable actuator is clocked up and controlled and thus allows control of the pressure on the delivery side of the low pressure pump. In de-energized state, this actuator is open, so that can not form unacceptably high fuel pressure after stopping the engine in the fuel injection system.

Aus der EP 1008 746 A2, der US 4,083,662, der DE 199 33 198 A1, der DE 33 40 405 A1 und der US 5,441,026 sind Kraftstoffeinspritzanlagen mit Druckentlastungseinrichtungen bekannt, bei denen die hydraulischen Kräfte, die durch den in den Anschlüssen befindlichen Kraftstoff verursacht werden, gegeneinander.EP 1008 746 A2, US Pat. No. 4,083,662, DE 199 33 198 A1, DE 33 40 405 A1 and US Pat. No. 5,441,026 disclose fuel injection systems with pressure relief devices in which the hydraulic forces which are caused by the fuel in the connections are known , against each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine weiter verbesserte Druckentlastungseinrichtung bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine verbessert.The invention is based on the object to provide a further improved pressure relief device, which is simple and improves the performance of the internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Druckentlastungseinrichtung für eine Einspritzanlage von Brennkraftmaschinen durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved in a pressure relief device for an injection system of internal combustion engines by the features of claims 1 and 2.

Bei diesen erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtungen wird das elektronische Steuergerät der Kraftstoffeinspritzanlage entlastet, da die Druckentlastungseinrichtungen hydraulisch arbeiten. Außerdem ist es mit den erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtungen möglich, eine Druckhaltung im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage auch bei abgeschalteter Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten, was eine anschließende Wiederinbetriebnahme der Brennkraftmaschine erleichtert.In these pressure relief devices according to the invention, the electronic control unit of the fuel injection system is relieved because the pressure relief devices operate hydraulically. In addition, it is possible with the pressure relief devices according to the invention to maintain a pressure maintenance in the high pressure region of the fuel injection system even when the engine is switched off, which facilitates subsequent recommissioning of the internal combustion engine.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben dichtend geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und einem Kraftstoffrücklauf unterbrechbar ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist auf einfache Weise gewährleistet, dass beim Anfahren der Brennkraftmaschine und infolgedessen niedrigem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe der gesamte von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff direkt zur Kraftstoffhochdruckpumpe gefördert wird und somit ein schnellstmöglicher Druckaufbau in der Einspritzanlage erzielt wird. Andererseits ist während des Betriebs der Brennkraftmaschine sichergestellt, dass auf der Förderseite der Niederdruckpumpe keine unzulässig hohen Drücke auftreten. Solche Drücke können sich bspw. einstellen, wenn eine Kraftstoffleitung abgeknickt oder verstopft ist. In diesem Fall öffnet die Druckentlastungseinrichtung und gibt eine Verbindung zwischen der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Kraftstoffrücklauf frei, so dass ein Druckabbau stattfindet.In a first embodiment of the invention it is provided that the pressure relief valve has a housing with a stepped bore, that in the stepped bore a stepped piston is sealingly guided, that an annular surface of the Stufenkolbens and the stepped bore define an annular space that this annulus is acted upon by the pressure on the delivery side of the low-pressure pump that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and pressed against the force exerted by the annulus on the stepped piston hydraulic force against a sealing seat, and in that a hydraulic connection between the suction side of the high-pressure fuel pump and a fuel return can be interrupted by the sealing seat. In this embodiment of the invention ensures in a simple manner that when starting the engine and consequently low pressure on the delivery side of the low-pressure pump, the entire subsidized by the low-pressure pump fuel is fed directly to the high-pressure fuel pump and thus the fastest possible pressure build-up in the injection system is achieved. On the other hand, it is ensured during operation of the internal combustion engine that no unacceptably high pressures occur on the delivery side of the low-pressure pump. Such pressures may, for example, adjust when a fuel line is kinked or clogged. In this case, the pressure relief device opens and releases a connection between the suction side of the high-pressure fuel pump and the fuel return, so that a pressure reduction takes place.

Wenn sich während oder nach des Betriebs der Brennkraftmaschine auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe ein unzulässig hoher Druck einstellt, wird der Stufenkolben entgegen einer Federkraft geöffnet und erlaubt somit einen Druckabbau auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und infolgedessen im gesamten Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage. Dadurch können Zerstörungen der Kraftstoffeinspritzanlage durch Überdrücke, wie sie bspw. im Schiebebetrieb oder nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine mit Betriebstemperatur auftreten können, verhindert werden. Dabei ist die erfindungsgemäße Druckentlastungseinrichtung einfach und platzsparend aufgebaut und außerdem kostengünstig herstellbar.If an inadmissibly high pressure sets during or after the operation of the internal combustion engine on the suction side of the high-pressure fuel pump, the stepped piston is opened against a spring force and thus allows a pressure reduction on the suction side of the high-pressure fuel pump and consequently in the entire high-pressure region of the fuel injection system. This can destroy the fuel injection system by overpressures, such as, for example, in the push mode or after the shutdown of the internal combustion engine can occur with operating temperature can be prevented. The pressure relief device according to the invention is simple and space-saving and also inexpensive to produce.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse mit einer gestuften Bohrung aufweist, dass in der gestuften Bohrung ein Stufenkolben geführt ist, dass eine Ringfläche des Stufenkolbens und die gestufte Bohrung einen Ringraum begrenzen, dass dieser Ringraum mit dem Druck auf der Förderseite der Niederdruckpumpe beaufschlagt wird, dass der Stufenkolben mit einer ersten Stirnfläche federbelastet und entgegen der von dem Ringraum auf den Stufenkolben ausgeübten hydraulischen Kraft gegen einen Dichtsitz gepresst wird, und dass durch den Dichtsitz eine hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum unterbrechbar ist.In another embodiment of the invention it is provided that the pressure limiting valve comprises a housing with a stepped bore, that in the stepped bore a stepped piston is guided, that an annular surface of the stepped piston and the stepped bore define an annular space that this annulus with the pressure on the delivery side of the low-pressure pump is acted upon, that the stepped piston is spring-loaded with a first end face and against the force exerted by the annular space on the stepped piston hydraulic force against a sealing seat, and that a hydraulic connection between the suction side of the high-pressure fuel pump and the annulus is interrupted by the sealing seat ,

Bei dieser Variante fällt keine Leckagemenge an, so dass eine bedarfsgesteuerte Niederdruckpumpe eine minimale Leistungsaufnahme aufweist. Dadurch erhöht sich der Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine. Außerdem wird, wegen des fehlenden Kraftstoffrücklaufs, die Gefahr von Undichtigkeiten reduziert.In this variant, no amount of leakage occurs, so that a demand-controlled low-pressure pump has a minimum power consumption. This increases the overall efficiency of the internal combustion engine. In addition, due to the lack of fuel return, the risk of leakage is reduced.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die hydraulische Verbindung zwischen Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Ringraum durch einen Kanal im Gehäuse oder im Stufenkolben oder eine Nut im Stufenkolben gebildet wird, so dass auf einfachste Weise die gewünschte hydraulische Verbindung herstellbar ist.Further embodiments of the invention provide that the hydraulic connection between the suction side of the high-pressure fuel pump and the annular space is formed by a channel in the housing or in the stepped piston or a groove in the stepped piston, so that in the simplest way the desired hydraulic connection can be produced.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass auf der Förderseite der Niederdruckpumpe eine Steuerleitung von der Verbindungsleitung abzweigt, und dass die Steuerleitung in den Ringraum des Druckbegrenzungsventils mündet, und/oder dass in der Steuerleitung eine erste Drossel vorgesehen ist, so dass die durch die Steuerleitung fließende Kraftstoffmenge begrenzt wird.Further embodiments of the invention provide that on the delivery side of the low-pressure pump, a control line branches off from the connecting line, and that the control line opens into the annular space of the pressure relief valve, and / or that in the control line, a first throttle is provided so that through the control line flowing fuel is limited.

Bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung zweigt auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe eine Druckausgleichsleitung von der Verbindungsleitung ab und wird eine von dem Dichtsitz begrenzte Teilfläche der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens mit dem Druck in der Druckausgleichsleitung beaufschlagt, so dass beim Auftreten eines unzulässig hohen Drucks auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe der Stufenkolben vom Dichtsitz abgehoben wird und somit ein Druckabbau möglich ist.In other embodiments of the invention branches on the suction side of the high-pressure fuel pump from a pressure equalization line from the connecting line and is limited by the sealing seat part of the first face of the stepped piston with the pressure in the pressure equalization line, so that when an impermissibly high pressure on the suction side High-pressure fuel pump of the stepped piston is lifted from the sealing seat and thus a pressure reduction is possible.

Zur Begrenzung der durch die Druckausgleichsleitung fließenden Kraftstoffmenge kann in der Druckausgleichsleitung eine zweite Drossel vorgesehen sein.To limit the amount of fuel flowing through the pressure compensation line, a second throttle may be provided in the pressure equalization line.

Zur Verbesserung der Druckhaltung bei abgestellter Brennkraftmaschine ist stromabwärts der Abzweigung der Steuerleitung und stromaufwärts der Abzweigung der Druckausgleichsleitung ein Rückschlagventil in der Verbindungsleitung angeordnet. Außerdem kann in der Verbindungsleitung ein Kraftstofffilter angeordnet sein.To improve the pressure maintenance when the internal combustion engine is switched off, a check valve in the connecting line is arranged downstream of the branch of the control line and upstream of the branch of the pressure equalization line. In addition, a fuel filter may be arranged in the connecting line.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das mit dem im Kraftstoffrücklauf fließenden Kraftstoff mindestens eine Strahlpumpe zur Befüllung eines Schwalltopfs im Kraftstofftank befüllt wird.Further advantageous embodiments of the invention provide that the at least one jet pump for filling a swirl pot in the fuel tank is filled with the fuel flowing in the fuel return.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn in dem Druckbegrenzungsventil eine Druckfeder vorhanden ist, dass sich die Druckfeder einenends mindestens mittelbar gegen das Gehäuse und anderenends mindestens mittelbar gegen den Stufenkolben abstützt, so dass auf einfache Weise der Öffnungsdruck der Druckentlastungseinrichtung eingestellt werden kann.It has proved to be advantageous if in the Pressure relief valve, a compression spring is present, that the pressure spring at least indirectly at least indirectly against the housing and the other end at least indirectly supported against the stepped piston, so that in a simple manner, the opening pressure of the pressure relief device can be adjusted.

Weiterhin empfiehlt es sich in dem Gehäuse des Druckbegrenzungsventils eine Leckageabfuhr vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Druckbegrenzungsventil oberhalb oder innerhalb des Kraftstofftanks eingebaut wird, so dass eventuell austretende Leckagen direkt in den Kraftstofftank zurückfließen.Furthermore, it is recommended to provide a leakage discharge in the housing of the pressure relief valve. In this context, it is particularly advantageous if the pressure relief valve is installed above or inside the fuel tank, so that any leakages leaking back directly into the fuel tank.

Alternative Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass der Dichtsitz eine mit der ersten Stirnfläche des Stufenkolbens zusammenwirkende Dichtkante aufweist, oder dass die erste Stirnfläche des Stufenkolbens kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und dass der Dichtsitz ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet ist.Alternative embodiments of the invention provide that the sealing seat has a cooperating with the first end face of the stepped piston sealing edge, or that the first end face of the stepped piston is frusto-conical, and that the sealing seat is also frusto-conical.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantages and advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims.

Zeichnungdrawing

Es zeigen

Figur 1: ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils und
Figur 2: ein Blockschaltbild einer Kraftstoffeinspritzanlage mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils.

Show it

FIG. 1: a block diagram of a fuel injection system with a first embodiment of a pressure relief valve according to the invention and
FIG. 2: a block diagram of a fuel injection system with a second embodiment of a pressure relief valve according to the invention.

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage als Blockschaltbild dargestellt. Eine Kraftstoffhochdruckpumpe weist eine Saugseite 3 und eine Druckseite 5 auf. Druckseitig sind an die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ein Common-Rail 7 sowie mehrere Injektoren 9 angeschlossen. Am Common-Rail 7 ist ein Drucksensor 11 sowie ein Druckregel- oder Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet. Vom Druckregelventil 13 führt eine Verbindungsleitung 15 zur Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. Alternativ kann die Verbindungsleitung 15 auch in einen Tank 17 münden. Über eine Leckageleitung 19 wird die Leckagemenge der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 ebenfalls in den Tank 17 abgeführt.1 shows a first embodiment of an injection system according to the invention is shown as a block diagram. A high-pressure fuel pump has a suction side 3 and a pressure side 5. On the pressure side, a common rail 7 and a plurality of injectors 9 are connected to the high-pressure fuel pump 1. At the common rail 7, a pressure sensor 11 and a pressure regulating or pressure relief valve 13 is arranged. From the pressure control valve 13, a connecting line 15 leads to the suction side of the high-pressure fuel pump 1. Alternatively, the connecting line 15 also open into a tank 17. Via a leakage line 19, the leakage amount of the high-pressure fuel pump 1 is also discharged into the tank 17.

In dem Tank 17 ist eine Niederdruckpumpe 21 angeordnet. Die Niederdruckpumpe 21 kann bspw. als bedarfsgesteuerte elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet sein. Die Niederdruckpumpe 21 saugt Kraftstoff (nicht dargestellt) aus dem Kraftstofftank 17 an und fördert sie in eine Verbindungsleitung 23. Die Verbindungsleitung 23 verbindet eine Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 mit der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1. In der Verbindungsleitung 23 sind ein Rückschlagventil 27 und ein Kraftstofffilter 29 angeordnet. Stromaufwärts des Rückschlagventils 27 zweigt eine Steuerleitung 31 zu einem Druckentlastungsventil 33 ab. Das Druckentlastungsventil 33 besteht aus einem Gehäuse 35 mit einer gestuften Innenbohrung 37 in der ein Stufenkolben 39 dichtend geführt ist. Der Stufenkolben 39 und das Gehäuse 35 bilden eine ringförmigen Ringraum 41 in welchen die Steuerleitung 31 mündet. An seiner ersten Stirnfläche 43 liegt der Stufenkolben in der in Figur 1 dargestellten Stellung an einem Dichtsitz 45, der Teil des Gehäuses 35 ist, auf. Der Dichtsitz 45 hat die Form eines Kreises. Der Dichtsitz 45 unterteilt die erste Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 in eine innere Fläche 47 und eine ringförmige äußere Fläche 49. Über eine Ausgleichsleitung 51, die von der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 abzweigt, wird die innere Fläche 47 mit dem auf der Saugseite 3 herrschenden Druck beaufschlagt.
Zwischen dem Stufenkolben 39 und dem Gehäuse 35 ist auf der der ersten Stirnfläche 43 gegenüberliegenden Seite des Stufenkolbens 39 eine Druckfeder 53 vorgesehen. Die Druckfeder 53 presst den Stufenkolben 39 gegen den Dichtsitz 45, solange die Druckkräfte des Kraftstoffs im Ringraum 41 und die auf die innere Fläche 47 der ersten Stirnfläche 43 wirkenden hydraulischen Kräfte kleiner als die Anpresskraft der Druckfeder 53 ist.In the tank 17, a low-pressure pump 21 is arranged. The low-pressure pump 21 may, for example, be designed as an on-demand electric fuel pump. The low-pressure pump 21 sucks fuel (not shown) from the fuel tank 17 and conveys them into a connecting line 23. The connecting line 23 connects a delivery side 25 of the low-pressure pump 21 with the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1. In the connecting line 23, a check valve 27 and a Fuel filter 29 arranged. Upstream of the check valve 27, a control line 31 branches off to a pressure relief valve 33. The pressure relief valve 33 consists of a housing 35 with a stepped Inner bore 37 in which a stepped piston 39 is guided sealingly. The stepped piston 39 and the housing 35 form an annular annular space 41 in which the control line 31 opens. At its first end face 43, the stepped piston is in the position shown in Figure 1 on a sealing seat 45, which is part of the housing 35, on. The sealing seat 45 has the shape of a circle. The sealing seat 45 divides the first end face 43 of the stepped piston 39 into an inner surface 47 and an annular outer surface 49. Via a compensation line 51, which branches off from the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1, the inner surface 47 with the prevailing on the suction side 3 Pressure applied.
Between the stepped piston 39 and the housing 35, a compression spring 53 is provided on the side of the stepped piston 39 opposite the first end face 43. The compression spring 53 presses the stepped piston 39 against the sealing seat 45, as long as the pressure forces of the fuel in the annular space 41 and acting on the inner surface 47 of the first end face 43 hydraulic forces is smaller than the contact pressure of the compression spring 53.

Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, wird der Druck im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gehalten, da sowohl das Rückschlagventil 27 als auch das Druckausgleichsventil 33 geschlossen sind, sobald auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe 21 kein Druck mehr anliegt. Wenn nun unzulässig hohe Drücke auf der Saugseite der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 auftreten, bspw. durch Ausdehnung auf Grund von Wärmedehnungen im Bereich des Common-Rails 7, wird die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft so groß, dass sie die Anpresskraft der Druckfeder 43 überwindet und der Stufenkolben 39 hebt sich vom Dichtsitz 45 ab. In diesem Augenblick wird eine hydraulische Verbindung zwischen der Ausgleichsleitung 51 und einem Kraftstoffrücklauf 55 hergestellt, so dass sich der hohe Druck auf der Saugseite 3 abbauen kann.When the internal combustion engine is turned off, the pressure in the high pressure region of the fuel injection system is maintained, since both the check valve 27 and the pressure compensation valve 33 are closed as soon as no pressure is applied to the delivery side 25 of the low-pressure pump 21. If now inadmissibly high pressures on the suction side of the high-pressure fuel pump 1 occur, for example. By expansion due to thermal expansion in the region of the common rail 7, the force acting on the inner surface 47 hydraulic force is so great that it overcomes the contact force of the compression spring 43 and the stepped piston 39 stands out from the sealing seat 45. At this moment one will hydraulic connection between the compensation line 51 and a fuel return 55 made so that the high pressure on the suction side 3 can degrade.

Wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen werden soll, ist zunächst der Druck auf der Förderseite 25 der Niederdruckpumpe nicht hoch genug, um über den Ringraum 41 den Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 abzuheben, so dass der gesamte von der Niederdruckpumpe 21 geförderte Kraftstoff über das Rückschlagventil 27 zur Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 gefördert wird. Auch über die Ausgleichsleitung 51 wird der Stufenkolben 39 nicht vom Dichtsitz 45 abgehoben. Dies bedeutet, dass ein schnellstmöglicher Druckaufbau im Hochdruckbereich der Kraftstoffeinspritzanlage gewährleistet ist.When the internal combustion engine is to be put into operation, initially the pressure on the delivery side 25 of the low-pressure pump is not high enough to lift the stepped piston 39 from the sealing seat 45 via the annular space 41, so that the entire pumped by the low-pressure pump 21 fuel via the check valve 27th to the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 is promoted. Also via the compensation line 51, the stepped piston 39 is not lifted off the sealing seat 45. This means that the fastest possible pressure build-up in the high-pressure region of the fuel injection system is ensured.

Eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 erlaubt die Abfuhr eventuell auftretender Leckagen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Druckentlastungsventil 33 an der Oberseite des Tanks 17 installiert wird, da dann die Leckage ohne zusätzliche Leitung direkt über die Leckageabfuhr 57 in den Tank 17 zurückgeführt werden kann.A leakage discharge 57 from the housing 35 of the pressure relief valve 33 allows the removal of possibly occurring leaks. It has proven to be advantageous if the pressure relief valve 33 is installed at the top of the tank 17, since then the leakage can be returned directly to the tank 17 via the leakage discharge 57 without additional line.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckentlastungsventils 33 ist in Figur 2 dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das betreffend Figur 1 Gesagte entsprechend.An alternative embodiment of the pressure relief valve 33 according to the invention is shown in FIG. Identical components are provided with the same reference numerals, and the statements made regarding FIG. 1 apply correspondingly.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 eine Leckageabfuhr 57 aus dem Gehäuse 35 des Druckentlastungsventils 33 vorgesehen.In this embodiment as well as in the embodiment of Figure 1, a leakage discharge 57 from the housing 35 of the pressure relief valve 33 is provided.

Anders als beim ersten Ausführungsbeispiel ist eine hydraulische Verbindung zwischen der äußeren Fläche 49 der ersten Stirnfläche 43 des Stufenkolbens 39 und dem Ringraum 41 vorhanden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist die hydraulische Verbindung durch einen Kanal 59 im Gehäuse 35 realisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirken die auf die äußere Fläche 49 und auf die Stufe des Stufenkolbens, welche den Ringraum 41 begrenzt, wirkenden Druckkräfte additiv in entgegengesetzter Richtung zu der Federkraft der Druckfeder 53.Unlike the first embodiment is a hydraulic connection between the outer surface 49 of the first end face 43 of the stepped piston 39 and the annular space 41 is present. In the embodiment of Figure 2, the hydraulic connection is realized by a channel 59 in the housing 35. In this embodiment, the compressive forces acting on the outer surface 49 and on the step of the stepped piston defining the annular space 41 additively act in the opposite direction to the spring force of the compression spring 53.

Während des Stillstands der Brennkraftmaschine findet eine Druckentlastung auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 statt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in der Ausgleichsleitung 51 eine Drossel 61 vorgesehen, die die Durchflussmenge des Kraftstoffs durch die Ausgleichsleitung 51 begrenzt. Wenn die auf die innere Fläche 47 wirkende hydraulische Kraft groß genug ist, um die Anpresskraft der Druckfeder 53 zu überwinden, hebt der Stufenkolben 39 vom Dichtsitz 45 ab und Kraftstoff kann über den Kanal 59, den Ringraum 41 und die Steuerleitung 31 und die Niederdruckpumpe 21 in den Tank abfließen. Dies setzt voraus, dass zwischen der Abzweigung der Steuerleitung 31 und dem Tank kein Rückschlagventil vorgesehen ist.During the standstill of the internal combustion engine is a pressure relief on the suction side 3 of the high-pressure fuel pump 1 in the same manner as in the embodiment of FIG 1 instead. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 1, a throttle 61 is provided in the compensation line 51 which limits the flow rate of the fuel through the compensation line 51. If the force acting on the inner surface 47 hydraulic force is large enough to overcome the pressing force of the compression spring 53, the stepped piston 39 lifts off from the sealing seat 45 and fuel can through the channel 59, the annular space 41 and the control line 31 and the low pressure pump 21st drain into the tank. This assumes that no check valve is provided between the branch of the control line 31 and the tank.

Wenn der Druck auf der Saugseite 3 der Kraftstoffhochdruckpumpe bei abgestellter Brennkraftmaschine inner halb der zulässigen Grenzen liegt, presst die Druckfeder 53 den Stufenkolben 39 wieder gegen den Dichtsitz 45, so dass über die Ausgleichsleitung 51 kein Druckabbau stattfindet. Das Rückschlagventil 27 in der Verbindungsleitung 22 sorgt dafür, dass auch auf diesem Wege kein Druckabbau möglich ist.If the pressure on the suction side 3 of the high-pressure fuel pump is inner half of the allowable limits when the internal combustion engine, the compression spring 53 presses the stepped piston 39 again against the sealing seat 45 so that no pressure reduction takes place via the compensation line 51. The check valve 27 in the connecting line 22 ensures that even in this way no pressure reduction is possible.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein, welches den Stufenkolben 39 etwas vom Dichtsitz 45 abhebt. Sobald nämlich der Druck auf der Saugseite 3 sowie der Druck in der Steuerleitung 31 ausreichend hoch sind, um den Steuerkolben 39 abzuheben, ist eine hydraulische Verbindung, welche das Rückschlagventil 27 umgeht, über die Steuerleitung 31 und die Ausgleichsleitung 51 geöffnet. Über die erste Drossel 61 und eine zweite Drossel 63, welche in der Steuerleitung 31 angeordnet ist, wird dafür gesorgt, dass einerseits ein Druckausgleich möglich ist, und dass andererseits die Fördermenge, der bedarfsgesteuerten Niederdruckpumpe 21, so klein wie möglich bleibt. Damit wird auch der Antriebsenergiebedarf der Niederdruckpumpe 21 minimiert, was den Gesamtwirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht.During operation of the internal combustion engine, a dynamic equilibrium sets in which lifts the stepped piston 39 slightly away from the sealing seat 45. As soon as the pressure on the suction side 3 and the pressure in the control line 31 are sufficiently high to lift the control piston 39, a hydraulic connection which bypasses the check valve 27, via the control line 31 and the equalizing line 51 is opened. Via the first throttle 61 and a second throttle 63, which is arranged in the control line 31, it is ensured that, on the one hand, pressure equalization is possible and, on the other hand, the flow rate, the demand-controlled low-pressure pump 21, remains as small as possible. Thus, the drive energy requirement of the low-pressure pump 21 is minimized, which increases the overall efficiency of the internal combustion engine.

Alternativ kann an Stelle des Kanals 59 auch eine entsprechende Bohrung (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 oder eine Nut (nicht dargestellt) im Stufenkolben 39 vorgesehen werden.Alternatively, instead of the channel 59, a corresponding bore (not shown) in the stepped piston 39 or a groove (not shown) in the stepped piston 39 can be provided.

Claims

Pressure-limiting valve (33) for an injection system of an internal combustion engine, with two inlets (31; 51) and with one outlet (55), with a piston (39) guided sealingly in a bore (37) of a housing (35), the piston (39) being spring-loaded, characterized in that the bore is designed as a stepped bore (37) and the piston as a stepped piston (39), in that a first end face (43) is formed at the end of the stepped piston (39) with the smaller diameter, in that an annular face of the stepped piston (39) and the stepped bore (37) delimit an annular space (41), in that a sealing seat (45) is formed on the housing (35), in that the first end face (43) of the stepped piston (39) can be subdivided into an inner face (47) and an annular face (49) with the aid of the sealing seat (45), in that a compression spring (53) loads the stepped piston (39) with a spring force acting in the direction of the sealing seat (45), in that the annular space (41) is connected hydraulically to a first inlet (31), in that the inner face (47) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to a second inlet (51), and in that the annular face (49) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to an outlet (55).
Pressure-limiting valve (33) for an injection system of an internal combustion engine, with two connections (31, 51) and with a piston (39) guided sealingly in a bore (37) of a housing (35), the piston (39) being spring-loaded, characterized in that the bore is designed as a stepped bore (37) and the piston as a stepped piston (39), in that a first end face (43) is formed at the end of the stepped piston (39) with the smaller diameter, in that an annular face of the stepped piston (39) and the stepped bore (37) delimit an annular space (41), in that a sealing seat (45) is formed on the housing (35), in that the first end face (43) of the stepped piston (39) can be subdivided into an inner face (47) and an annular face (49) with the aid of the sealing seat (45), in that a compression spring (53) loads the stepped piston (39) with a spring force acting in the direction of the sealing seat (45), in that the annular space (41) is connected hydraulically to a first connection (31), in that the inner face (47) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to a second connection (51), and in that the annular face (49) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to the annular space (41).
Pressure-limiting valve according to Claim 1, characterized in that the hydraulic connection between the annular face (49) of the first end face (43) of the stepped piston (39) and the annular space (41) is formed by a duct (59) in the housing (35) or in the stepped piston (39) or by a groove in the stepped piston (39).
Pressure-limiting valve according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the compression spring (53) is supported, at one end, at least indirectly against the housing (35) and, at the other end, at least indirectly against the stepped piston (39).
Pressure-limiting valve according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a leakage discharge (57) is present in the housing (35) of the pressure-limiting valve (33).
Pressure-limiting valve according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the sealing seat (45) has a sealing edge cooperating with the first end face (43) of the stepped piston (39).
Pressure-limiting valve according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the first end face (43) of the stepped piston (39) is of frustoconical design, and in that the sealing seat (45) is likewise of frustoconical design.
Injection system for an internal combustion engine, the injection system having a high-pressure fuel pump (1), a lower-pressure pump (21) for the conveyance of fuel out of a fuel tank (17) to a suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), a connecting line (23) which connects a conveying side (25) of the lower-pressure pump (21) to the suction side (3) of the high-pressure pump (1), and a hydraulically controlled pressure relief device arranged on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), characterized in that the pressure relief device is a pressure-limiting valve (33) according to one of Claims 1 to 7.
Injection system according to Claim 8, characterized in that the annular space (41) is loaded with the pressure on the conveying side (25) of the lower-pressure pump (21), and in that the inner face (47) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is loaded with the pressure on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), and in that the annular face (49) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to a fuel return (55).
Injection system according to Claim 8, characterized in that the annular space (41) is loaded with the pressure on the conveying side (25) of the lower-pressure pump (21), and in that the inner face (47) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is loaded with the pressure on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), and in that the annular face (49) of the first end face (43) of the stepped piston (39) is connected hydraulically to the annular space (41).
Injection system according to one of Claims 8 to 10, characterized in that a control line (31) branches off from the connecting line (23) on the conveying side (25) of the lower-pressure pump (21), and in that the control line (23) issues into the annular space (41) of the pressure-limited valve (33).
Injection system according to one of Claims 8 to 11, characterized in that a compensating line (51) branches off from the connecting line (23) on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1), and in that the compensating line (51) loads the inner face (47) of the first end face (43) of the stepped piston (39) with the pressure prevailing on the suction side (3) of the high-pressure fuel pump (1).
Injection system according to one of Claims 8 to 12, characterized in that a first throttle (61) is provided in the pressure-compensating line (51).
Injection system according to one of Claims 8 to 13, characterized in that a second throttle (63) is provided in the control line (31).