EP2467591B1 - Fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine - Google Patents

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EP2467591B1
EP2467591B1 EP10740608.4A EP10740608A EP2467591B1 EP 2467591 B1 EP2467591 B1 EP 2467591B1 EP 10740608 A EP10740608 A EP 10740608A EP 2467591 B1 EP2467591 B1 EP 2467591B1
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Sylvain Besancon
Stefan Kieferle
Paulo Jorge Ferreira Goncalves
Cord Fitschen
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Definitions

  • Another mechanical or electrical actuator 52 which is located in front of or behind at least one throttle 42, can be used to the

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Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Eine solche Kraftstofffördereinrichtung ist durch die EP 1195 514 A2 bekannt. Diese Kraftstofffördereinrichtung weist eine elektrisch angetriebene Förderpumpe auf, durch die Kraftstoff zur Saugseite einer Hochdruckpumpe gefördert wird. Durch die Hochdruckpumpe wird Kraftstoff in einen Hochdruckbereich gefördert, aus dem zumindest mittelbar wenigstens ein Injektor der Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit Kraftstoff versorgt wird. Es ist eine elektrische Steuereinrichtung vorgesehen, die über eine Sensoreinrichtung ein Signal für den im Hochdruckbereich herrschenden Druck erhält. Durch die elektrische Steuereinrichtung wird der elektrische Antrieb der Förderpumpe variabel angesteuert, so dass die Fördermenge der Förderpumpe variabel ist. Zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe führt eine Bypassverbindung zu einem Niederdruckbereich ab, der hier ein Antriebsbereich der Hochdruckpumpe ist. Zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe ist eine Drosselstelle angeordnet. In der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe ist eine Sensoreinrichtung angeordnet, durch die der elektrischen Steuereinrichtung ein Signal für den dort herrschenden Druck zugeführt wird. Durch die elektrische Steuereinrichtung wird der elektrische Antrieb der Förderpumpe derart angesteuert, dass sich in der Verbindung zwischen der Förderpumpe und der Saugseite der Hochdruckpumpe ein vorgegebener Druck einstellt. In Abhängigkeit von dem auf der Saugseite der Hochdruckpumpe herrschenden Druck ist die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge veränderlich. Infolge der auf der Saugseite der Hochdruckpumpe angeordneten Drosselstelle ergibt sich jedoch eine nichtlineare Förderkennlinie der Hochdruckpumpe abhängig von dem auf der Saugseite herrschenden Druck. Hierdurch ist eine Regelung der von der Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoffmenge erschwert. Bei der bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist außerdem eine mit der elektrischen Steuereinrichtung verbundene Sensoreinrichtung vorgesehen, durch die der Druck im Hochdruckbereich erfasst wird. Im Hochdruckbereich ist ein elektrisch betätigtes Druckregelventil angeordnet, das durch die elektrische Steuereinrichtung derart angesteuert wird, dass sich im Hochdruckbereich ein vorgegebener Druck einstellt. Insgesamt ist die Kraftstoffeinspritzeinrichtung daher aufwendig aufgebaut und die Regelung des im Hochdruckbereich herrschenden Drucks ist aufwendig, da hierzu mit der Förderpumpe und dem Druckregelventil zwei separate Steller vorhanden sind.Such a fuel delivery device is through the EP 1195 514 A2 known. This fuel delivery device has an electrically driven delivery pump through which fuel is conveyed to the suction side of a high-pressure pump. The high-pressure pump delivers fuel into a high-pressure region, from which at least indirectly at least one injector of the fuel injection device is supplied with fuel. An electrical control device is provided which receives a signal for the pressure prevailing in the high-pressure region via a sensor device. By the electrical control device, the electric drive of the feed pump is variably controlled, so that the delivery rate of the feed pump is variable. Between the feed pump and the suction side of the high-pressure pump, a bypass connection leads to a low-pressure region, which here is a drive region of the high-pressure pump. Between the feed pump and the suction side of the high-pressure pump, a throttle point is arranged. In the connection between the feed pump and the suction side of the high pressure pump, a sensor device is arranged, through which the electrical control device, a signal for the pressure prevailing there is supplied. By the electric control device, the electric drive of the feed pump is controlled such that adjusts a predetermined pressure in the connection between the feed pump and the suction side of the high-pressure pump. Depending on the pressure prevailing on the suction side of the high-pressure pump, the amount of fuel delivered by the high-pressure pump is variable. Due to the throttle point arranged on the suction side of the high-pressure pump, however, a non-linear delivery characteristic of the high-pressure pump results from the pressure prevailing on the suction side. This makes it difficult to control the amount of fuel delivered by the high-pressure pump. In the known fuel injection device also connected to the electrical control device sensor means is provided, through which the pressure in the high pressure region is detected. In the high pressure area, an electrically operated pressure control valve is arranged, which is controlled by the electric control device such that adjusts a predetermined pressure in the high pressure region. Overall, the fuel injection device is therefore complicated and the control of the pressure prevailing in the high-pressure region is expensive, since this is the pump and the pressure control valve two separate actuator available.

Weitere gattungsgemäße Kraftstofffördereinrichtungen sind in der EP 1 298 306 A2 und DE 198 18 421 A1 offenbart.Other generic fuel delivery devices are in the EP 1 298 306 A2 and DE 198 18 421 A1 disclosed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass diese einfach aufgebaut ist und auch einen einfachen Aufbau der Kraftstoffeinspritzeinrichtung ermöglicht. Die Förderpumpe wird dabei direkt zur Einstellung eines vorgegebenen Drucks im Hochdruckbereich angesteuert, so dass kein weiterer Steller erforderlich ist.The fuel delivery device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that it is simple in construction and also allows a simple structure of the fuel injection device. The feed pump is controlled directly to set a predetermined pressure in the high pressure area, so that no other controller is required.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung angegeben. Da es unter Umständen schwierig ist die Fördermenge der Förderpumpe bis auf Null zu reduzieren ist es vorteilhaft wenn die Durchflussbegrenzungseinrichtung wie im Anspruch 2 angegeben dimensioniert ist, da dann die Förderpumpe kontinuierlich betrieben werden kann. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist sichergestellt, dass die Fördermenge der Hochdruckpumpe bis auf Null reduziert werden kann auch wenn die Förderpumpe Kraftstoff fördert. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine besonders einfache Regelung der Fördermenge der Hochdruckpumpe.In the dependent claims advantageous refinements and developments of the fuel delivery device according to the invention are given. Since it is sometimes difficult to reduce the delivery rate of the feed pump to zero, it is advantageous if the flow restrictor is dimensioned as specified in claim 2, since then the feed pump can be operated continuously. The embodiment according to claim 3 ensures that the flow rate of the high pressure pump can be reduced to zero even if the feed pump promotes fuel. The embodiment according to claim 5 allows a particularly simple control of the flow rate of the high-pressure pump.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Parallelschaltung zweier Durchflussbegrenzungseinheiten in der Bypassverbindung, da durch die Kombination eine breitere Variation der Durchflussmenge abhängig vom Druck in der Bypassverbindung möglich ist. Dieser Vorteil kann durch ein zusätzliches Stellglied, welches die Durchflussbegrenzungseinrichtung abhängig vom Druck oder von der Temperatur im Zulauf der Durchflussbegrenzungseinrichtung oder im Zulauf der Hochdruckpumpe ab- oder zugeschaltet, verstärkt werden.Another advantage results from the parallel connection of two flow restricting units in the bypass connection, since the combination of a wider variation of the flow rate is possible depending on the pressure in the bypass connection. This advantage can be enhanced by an additional actuator, which the flow limiting device depending on the pressure or by the temperature in the inlet of the flow restrictor or in the inlet of the high-pressure pump off or switched on.

Vorteilhaft ist, dass der Querschnitt der Drossel durch ein Stellglied abhängig vom Druck oder von der Temperatur im Zulauf der Durchflussbegrenzungseinrichtung verändert werden kann, da die Drossel nicht an eine feste Durchflusskennlinie gebunden ist, sondern dass die Durchflusskennlinie der Drossel durch Variation des Querschnittes je nach Betriebssituation der Kraftstofffördereinrichtung angepasst werden kann.It is advantageous that the cross section of the throttle can be changed by an actuator depending on the pressure or the temperature in the inlet of the flow restrictor, since the throttle is not bound to a fixed flow characteristic, but that the flow characteristic of the throttle by varying the cross section depending on the operating situation the fuel delivery device can be adjusted.

Besonders vorteilhaft ist ein großer Querschnitt der Drossel bei tiefen Temperaturen oder niedrigen Druck im Zulauf der Drossel, und ein reduzierter Querschnitt bei steigender Temperatur oder steigenden Druck, da durch diese Maßnahmen bei Volllast der Hochdruckpumpe ein geringerer Rückfluss durch die Bypassverbindung stattfindet, so dass die Förderpumpe energieeffizienter betrieben werden kann.Particularly advantageous is a large cross-section of the throttle at low temperatures or low pressure in the inlet of the throttle, and a reduced cross-section with increasing temperature or increasing pressure, as by these measures at full load of the high-pressure pump, a lower reflux takes place through the bypass connection, so that the feed pump can be operated more energy efficient.

Einen weiteren Vorteil bietet die Benutzung eines Wachselementes, da mit einem einfachen Bauteil die Umsetzung der temperaturabhängigen Regelung des Querschnittes realisiert wird. Vorteilhaft ist der Einsatz einer Wirbeldrossel, da ohne zusätzliches Stellglied eine druckabhängige Regelung der Durchflussmenge umgesetzt werden kann.Another advantage is the use of a wax element, since the implementation of the temperature-dependent control of the cross section is realized with a simple component. The use of a vortex throttle is advantageous since a pressure-dependent regulation of the flow rate can be implemented without an additional actuator.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

  • Figur 1 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,
  • Figur 2 eine Kennlinie einer Förderpumpe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung,
  • Figur 3 eine Kennlinie einer Bypassverbindung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung,
  • Figur 4 eine Kennlinie einer Hochdruckpumpe der Kraftstoffeinspritzeinrichtung,
  • Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung,
  • Figur 6a) ein schematische Darstellung einer Wirbeldrossel und Figur 6b) eine Kennlinie einer Wirbeldrossel und
  • Figur 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine in schematischer Darstellung.
An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it
  • FIG. 1 a fuel injection device of an internal combustion engine in a schematic representation,
  • FIG. 2 a characteristic of a feed pump of the fuel injection device,
  • FIG. 3 a characteristic of a bypass connection of the fuel injection device,
  • FIG. 4 a characteristic of a high-pressure pump of the fuel injection device,
  • FIG. 5 a further embodiment of a fuel injection device of an internal combustion engine in a schematic representation,
  • FIG. 6a ) A schematic representation of a vortex throttle and FIG. 6b ) a characteristic of a vortex choke and
  • FIG. 7 a further embodiment of a fuel injection device of an internal combustion engine in a schematic representation.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt, die eine Kraftstofffördereinrichtung aufweist. Die Kraftstofffördereinrichtung weist eine Förderpumpe 10 auf, die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 12 ansaugt. Die Förderpumpe 10 weist einen elektrischen Antrieb 14 auf, der mit veränderlicher Leistung und damit variabler Drehzahl betrieben werden kann, so dass die Fördermenge und der erzeugte Förderdruck variabel ist. Durch die Förderpumpe 10 wird Kraftstoff zur Saugseite wenigstens einer Hochdruckpumpe 16 gefördert, die ebenfalls Bestandteil der Kraftstofffördereinrichtung ist. Durch die wenigstens eine Hochdruckpumpe 16 wird Kraftstoff in einen Hochdruckbereich 18 der Kraftstoffeinspritzeinrichtung gefördert, der beispielsweise einen Hochdruckspeicher umfasst. Aus dem Hochdruckbereich 18 werden ein oder mehrere Injektoren 20 mit Kraftstoff versorgt, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Injektor 20 zugeordnet ist.In FIG. 1 a fuel injection device of an internal combustion engine is shown having a fuel delivery device. The fuel delivery device has a feed pump 10, which draws fuel from a reservoir 12. The feed pump 10 has an electric drive 14 which can be operated with variable power and thus variable speed, so that the flow rate and the generated discharge pressure is variable. By the feed pump 10, fuel is conveyed to the suction side of at least one high pressure pump 16, which is also part of the fuel delivery device. By means of the at least one high-pressure pump 16, fuel is conveyed into a high-pressure region 18 of the fuel injection device, which comprises, for example, a high-pressure accumulator. One or more injectors 20 are supplied with fuel from the high-pressure region 18, wherein an injector 20 is assigned to each cylinder of the internal combustion engine.

Die Förderpumpe 10 kann beispielsweise als Strömungspumpe, Zahnradpumpe, Innenzahnradpumpe, Flügelzellenpumpe oder Rollenzellenpumpe aufgebildet sein. Die Förderpumpe 10 kann an der Hochdruckpumpe 16 angeordnet, in diese integriert sein oder entfernt von der Hochdruckpumpe 16 angeordnet sein, beispielsweise im Vorratsbehälter 12 oder in einer hydraulischen Leitung zwischen dem Vorratsbehälter 12 und der Hochdruckpumpe 16. Die Hochdruckpumpe 16 weist wenigstens ein Pumpenelement 22 auf, das wiederum einen in einer Zylinderbohrung 24 dicht geführten Pumpenkolben 26 aufweist, der in einer Hubbewegung angetrieben wird. Die Hochdruckpumpe 16 kann eine eigene Antriebswelle 17 aufweisen, durch die über einen Nocken oder Exzenter die Hubbewegung des Pumpenkolbens 26 bewirkt wird. Die Antriebswelle 17 der Hochdruckpumpe 16 wird mechanisch, beispielsweise über ein Getriebe oder einen Riementrieb von der Brennkraftmaschine angetrieben, so dass die Drehzahl der Hochdruckpumpe 16 proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Hochdruckpumpe 16 keine eigene Antriebswelle aufweist und die Hubbewegung des Pumpenkolbens 26 durch einen Exzenter oder Nocken einer Welle der Brennkraftmaschine bewirkt wird, beispielsweise der Nocken- oder Kurbelwelle der Brennkraftmaschine. Dabei können auch mehrere Hochdruckpumpen 16 vorgesehen sein, die jeweils ein Pumpenelement 22 aufweisen, dessen Pumpenkolben 26 durch die Welle der Brennkraftmaschine bewegt wird. Durch den Pumpenkolben 26 jedes Pumpenelements 22 wird in dessen Zylinderbohrung 24 ein Pumpenarbeitsraum 28 begrenzt, der beim Saughub des Pumpenkolbens 26 mit Kraftstoff befüllt wird und aus dem beim Förderhub des Pumpenkolbens 26 Kraftstoff in den Hochdruckbereich 18 verdrängt wird. Jedes Pumpenelement 22 weist ein Einlassventil 30 in Form eines federbelasteten Rückschlagventils auf, das beim Saughub des Pumpenkolbens 26 öffnet, so dass von der Förderpumpe 10 geförderter Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 28 gelangt. Jedes Pumpenelement 22 weist außerdem ein Auslassventil 32 in Form eines federbelasteten Rückschlagventils auf, das beim Förderhub des Pumpenkolbens 26 öffnet, so dass Kraftstoff in den Hochdruckbereich 18 verdrängt werden kann.The feed pump 10 may be formed, for example, as a flow pump, gear pump, internal gear pump, vane pump or roller-cell pump. The feed pump 10 can be arranged on the high-pressure pump 16, integrated into it or arranged remotely from the high-pressure pump 16. For example, in the reservoir 12 or in a hydraulic line between the reservoir 12 and the high-pressure pump 16. The high-pressure pump 16 has at least one pump element 22 which in turn has a tightly guided in a cylinder bore 24 pump piston 26 which is driven in a lifting movement. The high pressure pump 16 may have its own drive shaft 17 through which the lifting movement of the pump piston 26 is effected via a cam or eccentric. The drive shaft 17 of the high pressure pump 16 is mechanically driven, for example via a transmission or a belt drive from the internal combustion engine, so that the speed of the high pressure pump 16 is proportional to the speed of the internal combustion engine. Alternatively, it can also be provided that the high-pressure pump 16 does not have its own drive shaft and the lifting movement of the pump piston 26 is effected by an eccentric or cam of a shaft of the internal combustion engine, for example the camshaft or crankshaft of the internal combustion engine. In this case, several high-pressure pumps 16 may be provided, each having a pump element 22, the pump piston 26 is moved by the shaft of the internal combustion engine. By the pump piston 26 of each pump element 22, a pump working chamber 28 is limited in the cylinder bore 24, which is filled with fuel during the suction stroke of the pump piston 26 and 26 from the fuel pump in the high pressure region 18 is displaced during the delivery stroke of the pump piston. Each pump element 22 has an inlet valve 30 in the form of a spring-loaded check valve, which opens during the suction stroke of the pump piston 26, so that fuel delivered by the feed pump 10 reaches the pump work chamber 28. Each pump element 22 also has an outlet valve 32 in the form of a spring-loaded check valve which opens during the delivery stroke of the pump piston 26, so that fuel can be displaced into the high-pressure region 18.

Die Förderpumpe 10 kann entfernt von der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 angeordnet sein, beispielsweise auch im Vorratsbehälter 12. Die Förderpumpe 10 ist dabei über eine hydraulische Leitung 36 mit der Saugseite der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 verbunden. In der Leitung 36 kann ein Kraftstofffilter 38 angeordnet sein, um zu verhindern, dass Schmutzpartikel in die Hochdruckpumpe 16 und in den Hochdruckbereich 18 gelangen. Von der Leitung 36 zweigt stromabwärts nach dem Kraftstofffilter 38 eine Bypassverbindung 40 ab, die zu einem Niederdruckbereich führt. In der Bypassverbindung 40 ist eine Durchflussbegrenzungseinrichtung in Form einer Drosselstelle 42 vorgesehen, durch die die über die Bypassverbindung 40 abströmende Kraftstoffmenge der von der Förderpumpe 10 geförderten Kraftstoffmenge begrenzt wird. In der Bypassverbindung 40 kann zusätzlich zur Durchflussbegrenzungseinrichtung 42 auch noch ein Überdruckventil angeordnet sein, das die Bypassverbindung 40 erst bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks öffnet. Der Niederdruckbereich, in den die Bypassverbindung 40 mündet, kann beispielsweise ein Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 16 mit deren Antriebswelle 17 sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Hochdruckpumpe 16 eine eigene Antriebswelle 17 aufweist und eine Schmierung und/oder Kühlung des Antriebsbereichs durch Kraftstoff erfolgt. Die Drosselstelle 42 kann in der Bypassverbindung 40 beispielsweise im Bereich des Eintritts in den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 16 angeordnet sein. Alternativ kann der Niederdruckbereich, in den die Bypassverbindung 40 mündet, auch ein Rücklauf zum Vorratsbehälter 12 sein. Dies kann insbesondere vorgesehen sein, wenn die wenigstens eine Hochdruckpumpe 16 keine eigene Antriebswelle aufweist und eine Schmierung des Antriebsbereichs der Hochdruckpumpe 16 durch Schmieröl der Brennkraftmaschine erfolgt.The feed pump 10 can be arranged remotely from the at least one high-pressure pump 16, for example also in the storage container 12. The feed pump 10 is connected via a hydraulic line 36 to the suction side of the at least one high-pressure pump 16. In the conduit 36, a fuel filter 38 may be arranged to prevent dirt particles from entering the high-pressure pump 16 and the high-pressure region 18. From the line 36 branches downstream of the fuel filter 38 from a bypass connection 40 from which a low pressure area leads. In the bypass connection 40, a flow-limiting device in the form of a throttle point 42 is provided, by means of which the amount of fuel flowing off via the bypass connection 40 of the quantity of fuel delivered by the delivery pump 10 is limited. In the bypass connection 40, in addition to the flow-limiting device 42, a pressure relief valve can also be arranged which opens the bypass connection 40 only when a predetermined pressure is exceeded. The low-pressure region into which the bypass connection 40 opens can, for example, be a drive region of the high-pressure pump 16 with its drive shaft 17. This is particularly advantageous if the high-pressure pump 16 has its own drive shaft 17 and lubrication and / or cooling of the drive region takes place by means of fuel. The throttle point 42 may be arranged in the bypass connection 40, for example, in the region of entry into the drive region of the high-pressure pump 16. Alternatively, the low-pressure region, into which the bypass connection 40 opens, may also be a return to the reservoir 12. This can be provided, in particular, if the at least one high-pressure pump 16 does not have its own drive shaft and lubrication of the drive region of the high-pressure pump 16 is effected by lubricating oil of the internal combustion engine.

Im Hochdruckbereich 18 ist eine Sensoreinrichtung 44 vorgesehen, durch die der im Hochdruckbereich 18 herrschende Druck erfasst wird. Die Sensoreinrichtung 44 ist mit einer elektrischen Steuereinrichtung 46 verbunden, der somit ein Signal für den im Hochdruckbereich 18 herrschenden Druck zugeführt wird. Durch die elektrische Steuereinrichtung 46 wird der elektrische Antrieb 14 der Förderpumpe 10 mit veränderlicher Leistung und damit variabler Drehzahl angesteuert, derart, dass sich im Hochdruckbereich 18 ein vorgegebener Druck einstellt. Der im Hochdruckbereich 18 erforderliche Druck kann abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine unterschiedlich hoch sein. Durch die elektrische Steuereinrichtung 46 wird auch die Kraftstoffeinspritzung durch die Injektoren 20 gesteuert, beispielsweise hinsichtlich Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge.In the high-pressure region 18, a sensor device 44 is provided, by which the pressure prevailing in the high-pressure region 18 is detected. The sensor device 44 is connected to an electrical control device 46, which is thus supplied with a signal for the pressure prevailing in the high-pressure region 18. By the electric control device 46 of the electric drive 14 of the feed pump 10 is driven with variable power and thus variable speed, such that adjusts a predetermined pressure in the high pressure region 18. The pressure required in the high-pressure region 18 can vary depending on operating parameters of the internal combustion engine. By the electric control device 46 and the fuel injection is controlled by the injectors 20, for example, in terms of injection timing and injection quantity.

In Figur 2 ist eine Kennlinie für die Fördercharakteristik der Förderpumpe 10 dargestellt. Dabei ist in Figur 2 der Förderstrom, das bedeutet Fördermenge pro Zeiteinheit, der Förderpumpe 10 über dem Förderdruck der Förderpumpe 10 aufgetragen. Die Kennlinie weist einen zumindest annähernd linearen Verlauf auf, das heißt, dass der Förderstrom und damit die Fördermenge der Förderpumpe 10 linear mit dem Förderdruck zunimmt. Dies bedeutet, dass mit zunehmender Ansteuerungsleistung und damit Drehzahl des elektrischen Antriebs 14 der Förderpumpe 10 die von dieser geförderte Förderstrom bzw. Kraftstoffmenge und der von dieser auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 erzeugte Förderdruck zumindest annähernd linear zunimmt. Um einen stabilen Betrieb der Förderpumpe 10 zu gewährleisten ist es meistens erforderlich, dass diese mit einer bestimmten Mindestansteuerungsleistung und damit Mindestdrehzahl betrieben wird, so dass Förderstrom bzw. Fördermenge sowie der Förderdruck nicht auf Null zurückgefahren werden können. Vorzugsweise wird die Förderpumpe 10 daher mit einer bestimmten Mindestleistung angesteuert und mit einer Mindestdrehzahl betrieben, wobei sich eine Mindestfördermenge bzw. ein Mindestförderstrom Q0 sowie ein Mindestförderdruck p0 einstellen. Der Mindestförderdruck p0 kann beispielsweise etwa 2 bar absolut oder größer sein. Mindestförderdruck p0 und Mindestfördermenge bzw. Mindestförderstrom werden vorzugsweise möglichst gering gewählt, um die Belastung der Förderpumpe 10 und den Energiebedarf gering zu halten.In FIG. 2 a characteristic curve for the delivery characteristics of the feed pump 10 is shown. It is in FIG. 2 the flow rate, that means flow rate per unit time, the feed pump 10 is applied above the delivery pressure of the feed pump 10. The characteristic has an at least approximately linear course, that is, the flow rate and thus the delivery rate of the feed pump 10 increases linearly with the delivery pressure. This means that with increasing drive power and thus rotational speed of the electric drive 14 of the feed pump 10, the conveying flow or fuel quantity and the delivery pressure generated by this on the suction side of the high-pressure pump 16 increases at least approximately linearly. In order to ensure a stable operation of the feed pump 10, it is usually necessary that this is operated with a certain minimum drive power and thus minimum speed, so that the flow rate or flow and the discharge pressure can not be reduced to zero. Preferably, the feed pump 10 is therefore driven with a certain minimum power and operated at a minimum speed, with a minimum flow rate or a minimum flow rate Q0 and set a minimum delivery pressure p0. The minimum delivery pressure p0 may be, for example, about 2 bar absolute or greater. Minimum delivery pressure p0 and minimum delivery rate or minimum delivery rate are preferably chosen as low as possible in order to keep the load on the delivery pump 10 and the energy requirement low.

In Figur 3 ist eine Kennlinie für die Durchflusscharakteristik der Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 dargestellt. Dabei ist in Figur 3 der Durchflussstrom, das bedeutet Durchflussmenge pro Zeiteinheit, durch die Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 über dem Förderdruck der Förderpumpe 10, also dem auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 herrschenden Druck, aufgetragen. Die Kennlinie weist einen degressiven Verlauf auf, das heißt, dass die Steigerung des Durchflussstroms bzw. der Durchflussrmenge durch die Bypassverbindung 40 mit zunehmendem Förderdruck der Förderpumpe 10 geringer wird. Dies bedeutet, dass mit zunehmendem von der Förderpumpe auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 erzeugtem Förderdruck der Durchflussstrom bzw. die Durchflussmenge durch die Bypassverbindung weniger stark zunimmt.In FIG. 3 a characteristic curve for the flow characteristic of the bypass connection 40 with the throttle point 42 is shown. It is in FIG. 3 the flow rate, that is flow rate per unit time, through the bypass connection 40 with the throttle point 42 above the delivery pressure of the feed pump 10, so the pressure prevailing on the suction side of the high-pressure pump 16 pressure applied. The characteristic curve has a degressive profile, that is to say that the increase in the flow rate or the flow rate through the bypass connection 40 decreases as the delivery pressure of the delivery pump 10 increases. This means that with increasing from the feed pump on the suction side of the high-pressure pump 16 generated delivery pressure of the flow or the flow rate through the bypass connection increases less.

Der Öffnungsdruck des oder der Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16 ist so hoch, dass diese bei dem Mindestförderdruck p0 auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 zumindest im Wesentlichen geschlossen sind. Somit fördert die Hochdruckpumpe 16 bei dem von der Förderpumpe 10 erzeugten Mindestförderdruck p0 auf deren Saugseite zumindest im Wesentlichen keinen Kraftstoff in den Hochdruckbereich 18. Der gesamte Mindestförderstrom Q0 der Förderpumpe 10 strömt somit durch die Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 in den Niederdruckbereich ab. Die Drosselstelle 42 in der Bypassverbindung 40 ist so dimensioniert, dass der gesamte Mindestförderstrom Q0 der Förderpumpe 10 durch diese abströmen kann ohne dass der Druck auf der Saugseite der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 über den Mindestförderdruck p0 ansteigt und das oder die Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16 öffnen würden. Ein weiteres Auslegungskriterium der Drosselstelle 42 kann es sein eine ausreichende Schmier- und/oder Kühlmenge für den Antriebsbereich der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 sicherzustellen. Erst wenn der Förderdruck auf der Saugseite der wenigstens einen Höchdruckpumpe 16 über den Mindestförderdruck p0 und den Öffnungsdruck des oder der Einlassventile 30 ansteigt öffnen diese und es erfolgt eine Kraftstoffförderung durch die Hochdruckpumpe 16 in den Hochdruckbereich 18. Der Öffnungsdruck des oder der Einlassventile 30 der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 kann beispielsweise etwa 2 bar absolut oder größer betragen.The opening pressure of the intake valve or valves 30 of the high-pressure pump 16 is so high that they are at least substantially closed at the minimum delivery pressure p0 on the intake side of the high-pressure pump 16. Thus, the high-pressure pump 16 promotes at least substantially no fuel in the high-pressure region 18 at the minimum delivery pressure p0 generated by the delivery pump 10 on the suction side thereof. The total minimum delivery flow Q0 of the delivery pump 10 thus flows through the bypass connection 40 with the throttle body 42 in the low pressure region. The throttle point 42 in the bypass connection 40 is dimensioned so that the entire minimum flow Q0 of the feed pump 10 can flow through it without the pressure on the suction side of the at least one high-pressure pump 16 above the minimum delivery pressure p0 increases and or the inlet valves 30 of the high-pressure pump 16 open would. Another design criterion of the throttle point 42 may be to ensure a sufficient amount of lubricant and / or cooling for the drive range of the at least one high-pressure pump 16. Only when the delivery pressure on the suction side of the at least one high-pressure pump 16 above the minimum delivery pressure p0 and the opening pressure of the intake valve or 30 increases and they open a fuel through the high-pressure pump 16 in the high pressure region 18. The opening pressure of the inlet valves 30 or at least For example, a high pressure pump 16 may be about 2 bar absolute or greater.

In Figur 4 ist eine Kennlinie für die Fördercharakteristik der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 dargestellt. Dabei ist in Figur 4 der Förderstrom, das bedeutet Fördermenge pro Zeiteinheit, der Hochdruckpumpe 16 über dem Förderdruck der Förderpumpe 10, also dem auf der Saugseite des Hochdruckpumpe 16 herrschenden Druck, aufgetragen. Wie bereits vorstehend erläutert erfolgt eine Kraftstoffförderung durch die Hochdruckpumpe 16 erst wenn der Druck auf deren Saugseite höher ist als der Mindestförderdruck p0, der beispielsweise etwa 2 bar absolut betragen kann. Die Kennlinie weist ab dem Mindestförderdruck p0 einen stetig monotonen Verlauf, vorzugsweise einen zumindest annähernd linearen Verlauf auf, das heißt, dass der Förderstrom und damit die Fördermenge der Hochdruckpumpe 16 zumindest annähernd linear mit dem von der Förderpumpe 10 erzeugten Förderdruck, also dem auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 herrschenden Druck, zunimmt. Das oder die Einlassventile 30 der wenigstens einen Hochdruckpumpe besitzt eine Auslegung, die über steigenden Druck auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 oberhalb des Öffnungsdrucks eine stetig zunehmende Füllung des Pumpenarbeitsraums 28 des oder der Pumpenelemente 22 der Hochdruckpumpe 16 gewährleistet. Die Zunahme des von den Einlassventilen 30 freigegebenen Strömungsquerschnitts in Abhängigkeit des Drucks auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 ist dabei so zu wählen, dass die maximale Fördermengenanforderung der Hochdruckpumpe 16 bei üblichen maximalen Förderdrücken gebräuchlicher Förderpumpen erreicht wird, die beispielsweise bis etwa 5 bar absolut betragen können. Durch eine Variation der elektrischen Ansteuerung des Antriebs 14 der Förderpumpe 10 mittels der elektrischen Steuereinrichtung 46 wird eine exakt einstellbare Fördermenge der Hochdruckpumpe 16 in den Hochdruckbereich 18 über den gesamten erforderlichen Fördermengenbereich ermöglicht. Die resultierende Fördermengenvariation der Hochdruckpumpe 16 ist über der elektrischen Ansteuervariation des elektrischen Antriebs 14 der Förderpumpe 10 mittels der elektrischen Steuereinrichtung 46 im Verhalten stetig und monoton und damit als Stellgröße für eine Regelung des im Hochdruckbereich 18 herrschenden Drucks geeignet.In FIG. 4 a characteristic curve for the delivery characteristic of the at least one high-pressure pump 16 is shown. It is in FIG. 4 the flow rate, that is flow rate per unit time, the high pressure pump 16 above the delivery pressure of the feed pump 10, so the pressure prevailing on the suction side of the high-pressure pump 16 pressure applied. As already explained above, fuel delivery by the high-pressure pump 16 takes place only when the pressure on the suction side thereof is higher than the minimum delivery pressure p0, which may be, for example, about 2 bar absolute. The characteristic has from the minimum delivery pressure p0 a steady monotonous course, preferably an at least approximately linear course, that is, that the flow rate and thus the flow rate of the high-pressure pump 16 at least approximately linearly with the delivery pressure generated by the feed pump 10, ie on the suction side the high pressure pump 16 prevailing pressure increases. The one or more intake valves 30 of the at least one high-pressure pump has a design which ensures, via increasing pressure on the suction side of the high-pressure pump 16 above the opening pressure, a steadily increasing filling of the pump working space 28 of the pump element or elements 22 of the high-pressure pump 16. The increase of the released from the inlet valves 30 flow cross-section as a function of the pressure on the suction side of the high pressure pump 16 is to be chosen so that the maximum Flow rate requirement of the high-pressure pump 16 is reached at usual maximum delivery pressures of conventional feed pumps, which may be, for example, to about 5 bar absolute. By varying the electrical control of the drive 14 of the feed pump 10 by means of the electric control device 46, a precisely adjustable flow rate of the high pressure pump 16 in the high pressure region 18 over the entire required flow rate range is made possible. The resulting flow rate variation of the high-pressure pump 16 is continuously and monotonically and thus suitable as a manipulated variable for regulating the pressure prevailing in the high-pressure region 18 via the electrical control variation of the electric drive 14 of the feed pump 10 by means of the electrical control device 46.

Die Leitung 36, über die die Förderpumpe 10 mit der Saugseite der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 verbunden ist, weist vorzugsweise eine hohe hydraulische Steifigkeit auf. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Regelung des Drucks im Hochdruckbereich 18 mittels variabler Ansteuerung des Antriebs 14 der Förderpumpe 10 nicht durch Elastizitäten der Leitung 36 beeinflusst wird. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, den Abschnitt 36a der Leitung 36 zwischen der Förderpumpe 10 und dem Kraftstofffilter 38 mit großer hydraulischer Steifigkeit auszuführen und den Abschnitt 36b der Leitung 36 zwischen dem Kraftstofffilter 38 und der Saugseite der wenigstens einen Hochdruckpumpe 16 mit geringerer hydraulischer Steifigkeit auszuführen. Hierdurch kann die Ausbreitung von durch die wenigstens eine Hochdruckpumpe 16 erzeugten Druckschwankungen gedämpft werden.The conduit 36, via which the feed pump 10 is connected to the suction side of the at least one high-pressure pump 16, preferably has a high hydraulic rigidity. This ensures that the regulation of the pressure in the high-pressure region 18 by means of variable activation of the drive 14 of the feed pump 10 is not influenced by elasticities of the line 36. Under certain circumstances, it may be advantageous to design the portion 36a of the conduit 36 between the feed pump 10 and the fuel filter 38 with great hydraulic rigidity and to perform the portion 36b of the conduit 36 between the fuel filter 38 and the suction side of the at least one high pressure pump 16 with lower hydraulic rigidity , As a result, the propagation of pressure fluctuations generated by the at least one high-pressure pump 16 can be damped.

Die Auslegung und Abstimmung der Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16, der Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 und der Förderpumpe 10 erfolgt nach folgenden Kriterien. Der Öffnungsdruck der Einlassventile 30 erfordert ein Mindestdruckniveau auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 um folgendes sicherzustellen. Bei einem definierten Mindestdruck p0 auf der Saugseite (relativem Überdruck zur Umgebung), der gleichzeitig dem minimalen Förderdruck der Förderpumpe 10 entspricht, muss sich die Fördermenge der Hochdruckpumpe 16 auf ein gefordertes Mindestmaß reduzieren lassen, vorzugsweise auch vollständig abstellen lassen, für eine sogenannte Nullförderung. Bei diesem definierten Mindestdruck p0 (verbleibender relativer Überdruck) resultiert eine von der Auslegung der Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 abhängige Mindestfördermenge der Förderpumpe 10, die bei Bedarf wie vorstehend erläutert als Schmier- und/oder Kühlmenge für den Antriebsbereich der Hochdruckpumpe 16 verwendet werden kann.The design and tuning of the intake valves 30 of the high-pressure pump 16, the bypass connection 40 with the throttle point 42 and the feed pump 10 takes place according to the following criteria. The opening pressure of the intake valves 30 requires a minimum pressure level on the suction side of the high-pressure pump 16 to ensure the following. At a defined minimum pressure p0 on the suction side (relative overpressure to the environment), which also corresponds to the minimum delivery pressure of the feed pump 10, the flow rate of the high-pressure pump 16 must be reduced to a required minimum, preferably also completely off, for a so-called zero promotion. At this defined minimum pressure p0 (remaining relative overpressure), one of the design results the bypass connection 40 with the throttle body 42 dependent minimum delivery of the feed pump 10, which can be used as needed as described above as lubrication and / or cooling amount for the drive range of the high pressure pump 16.

Der Mindestdruck p0 auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 ist über die Höhe des Öffnungsdrucks der Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16 so hoch zu wählen, dass die Kraftstofffördereinrichtung einerseits ausreichend robust ist, beispielsweise gegenüber Toleranzen von Leitungsdruckabfällen und gegenüber Umgebungsdruckschwankungen, und andererseits keine unnötig hohen Förderleistungsanforderungen an die Förderpumpe 10 resultieren. Als Beispiel kann der Öffnungsdruck der Einlassventile im Bereich von etwa 2 bar absolut gewählt werden, so dass ein Förderdruckbereich der Förderpumpe 10 von größer etwa 1 bar relativ resultiert. Die Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16 sind so ausgelegt, dass diese mit steigendem Druck auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 oberhalb des Öffnungsdrucks eine stetig zunehmende Füllung der Hochdruckpumpe 16 gewährleisten. Die Zunahme des freigegebenen Strömungsquerschnitts der Einlassventile 30 über der Druckdifferenz, zwischen dem Druck auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 und dem Druck im Pumpenarbeitsraum 28, ist dabei so ausgelegt, dass die maximale Fördermengenanforderung der Hochdruckpumpe 16 bei üblichen Förderdrücken von gebräuchlichen kostengünstigen Förderpumpen 10 mit elektrischem Antrieb 14 erreicht wird. Der maximale Förderdruck kann dabei etwa 4 bar relativ bzw. 5 bar absolut betragen.The minimum pressure p0 on the suction side of the high-pressure pump 16 is to be selected so high over the height of the opening pressure of the inlet valves 30 of the high-pressure pump 16 that the fuel conveyor is sufficiently robust on the one hand, for example against tolerances of line pressure drops and ambient pressure fluctuations, and, on the other hand, no unnecessarily high pumping performance requirements the feed pump 10 result. As an example, the opening pressure of the intake valves may be selected to be in the range of about 2 bar absolute, so that a delivery pressure range of the delivery pump 10 results relatively greater than about 1 bar. The inlet valves 30 of the high pressure pump 16 are designed so that they ensure a steadily increasing filling of the high pressure pump 16 with increasing pressure on the suction side of the high pressure pump 16 above the opening pressure. The increase of the approved flow cross section of the inlet valves 30 above the pressure difference, between the pressure on the suction side of the high pressure pump 16 and the pressure in the pump chamber 28, is designed so that the maximum flow rate requirement of the high pressure pump 16 at conventional delivery pressures of conventional low-cost feed pumps 10 with electric Drive 14 is reached. The maximum delivery pressure can be about 4 bar relative or 5 bar absolute.

Durch die Bypassverbindung 40 mit der Drosselstelle 42 wird eine große Fördermengenvariation der Hochdruckpumpe 16 über eine begrenzte Variation des von der Förderpumpe 10 erzeugten Drucks auf der Saugseite der Hochdruckpumpe 16 erreicht. Die Variation der durch die Bypassverbindung 40 abströmenden Kraftstoffmenge wird durch die Drosselstelle 42 bestimmt und ist begrenzt. Die Auslegung der Drosselstelle 42 in der Bypassverbindung 40 erfolgt derart, dass die durch die Bypassverbindung 40 abströmende Kraftstoffmenge einerseits möglichst gering ist, andererseits jedoch groß genug ist, um eine ausreichende Schmierung und/oder Kühlung des Antriebsbereichs der Hochdruckpumpe 16 sicherzustellen und auch die eventuell erforderliche Mindestfördermenge der Förderpumpe 10 nicht unterschritten wird.By the bypass connection 40 with the throttle body 42, a large flow rate variation of the high pressure pump 16 is achieved via a limited variation of the pressure generated by the feed pump 10 on the suction side of the high pressure pump 16. The variation of the amount of fuel flowing through the bypass connection 40 is determined by the throttle point 42 and is limited. The design of the throttle body 42 in the bypass connection 40 is such that the amount of fuel flowing through the bypass connection 40 on the one hand as small as possible, on the other hand, however, is large enough to ensure adequate lubrication and / or cooling of the drive range of the high-pressure pump 16 and the possibly required Minimum delivery of the pump 10 is not exceeded.

Die Förderpumpe 10 und deren elektrischer Antrieb 14 sind derart ausgelegt, dass ein stabiler Betrieb über den gesamten Arbeitsbereich, das heißt von minimaler Fördermenge bzw. Förderstrom und Förderdruck bis zur maximalen Fördermenge bzw. Förderstrom und Förderdruck gewährleistet ist. Die minimale Fördermenge bzw. Förderstrom bei minimalem Förderdruck ist festgelegt durch den Öffnungsdruck der Einlassventile 30 der Hochdruckpumpe 16 und die daraus resultierende Kraftstoffmenge bzw. Kraftstoffstrom, der durch die Bypassverbindung 40 abströmt. Die maximale Fördermenge bzw. Förderstrom bei maximalem Förderdruck ist festgelegt durch den erforderlichen Fülldruck der Hochdruckpumpe 16 für die Nennleistung der Brennkraftmaschine zuzüglich eventueller Leitungs-und Filterdruckabfälle bei maximaler Fördermengenanforderung im Hochdruckbereich 18 zuzüglich der durch die Bypassverbindung 40 abströmenden Kraftstoffmenge.The feed pump 10 and its electric drive 14 are designed such that a stable operation over the entire working range, that is guaranteed by minimum flow rate or flow rate and delivery pressure to the maximum flow rate or flow and delivery pressure. The minimum delivery rate at minimum delivery pressure is determined by the opening pressure of the intake valves 30 of the high pressure pump 16 and the resulting amount of fuel flowing out of the bypass connection 40. The maximum delivery rate or delivery rate at maximum delivery pressure is determined by the required filling pressure of the high-pressure pump 16 for the rated output of the internal combustion engine plus possible line and filter pressure drops at maximum delivery quantity requirement in the high-pressure region 18 plus the amount of fuel flowing out through the bypass connection 40.

In Figur 5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem der Querschnitt der Drossel 42 durch ein mechanisches oder elektrisches Stellglied 44 variiert werden kann. Dieses Stellglied 44 kann den Querschnitt der Drossel 42 abhängig vom Druck oder der Temperatur in der Bypassverbindung 40 oder im Zulauf der Drossel 42 steuern. Dies ermöglicht eine Variation der Durchflussmenge des Kraftstoffes durch die Bypassverbindung 40 abhängig vom Druck oder der Temperatur des Kraftstoffes. Ist ein elektrisch gesteuertes Stellglied 44 vorgesehen, so kann dieses über eine Software in der elektrischen Steuereinrichtung 46 geregelt werden.In FIG. 5 an alternative embodiment of the invention is shown, in which the cross-section of the throttle 42 can be varied by a mechanical or electrical actuator 44. This actuator 44 may control the cross section of the throttle 42 depending on the pressure or the temperature in the bypass connection 40 or in the inlet of the throttle 42. This allows a variation in the flow rate of the fuel through the bypass connection 40 depending on the pressure or the temperature of the fuel. If an electrically controlled actuator 44 is provided, then this can be controlled by software in the electrical control device 46.

Da bei niedrigen Kraftstofftemperaturen oft ein großer Mindestförderstrom, Fördermenge pro Zeiteinheit, der Förderpumpe 10 eingestellt werden muss, ist es von Vorteil, wenn der maximale Querschnitt der Drossel 42 bei niedrigen Kraftstofftemperaturen geöffnet ist. Um zu verhindern, dass dieser hohe Kraftstoffrücklauf auch bei hohen Kraftstofffördermengen oder bei Vollförderung der Hochdruckpumpe 16 auftritt, kann der Querschnitt der Drossel 42 bei steigenden Temperaturen kontinuierlich reduziert werden.Since at low fuel temperatures often a large minimum flow rate, flow rate per unit time, the feed pump 10 must be adjusted, it is advantageous if the maximum cross section of the throttle 42 is open at low fuel temperatures. In order to prevent this high fuel return occurs even at high fuel delivery rates or full delivery of the high pressure pump 16, the cross section of the throttle 42 can be continuously reduced with increasing temperatures.

Das Stellglied 44 kann den Querschnitt der Drossel auch abhängig vom Druck im Zulauf zur Hochdruckpumpe 16 oder abhängig vom Druck in der Bypassverbindung 40 bzw. im Zulauf zur Drossel 42 variieren. Auch hier sollte bei einem niedrigen Druck der maximale Querschnitt der Drossel 42 geöffnet sein und bei steigenden Drücken reduziert werden.The actuator 44 may also be the cross section of the throttle depending on the pressure in the inlet to the high pressure pump 16 or depending on the pressure in the bypass connection 40 or in the inlet to the throttle 42 vary. Again, at a low pressure, the maximum cross section of the throttle 42 should be open and be reduced with increasing pressures.

Durch den verringerten Querschnitt der Drossel 42 wird bei Vollförderung der Hochdruckpumpe 16 eine hohe Rücklaufmenge des Kraftstoffes durch die Bypassverbindung 40 vermieden, so dass die Kraftstofffördereinrichtung energieeffizienter und kostengünstiger ausgelegt werden kann.Due to the reduced cross-section of the throttle 42, a high return flow of the fuel through the bypass connection 40 is avoided with full delivery of the high-pressure pump 16, so that the fuel delivery device can be designed more energy efficient and cost-effective.

Es können aber auch andere Arten der Steuerung des Querschnitts der Drossel 42 vorgesehen werden, wie z.B. eine Querschnittsreduzierung in Stufen oder eine Vergrößerung des Querschnittes bei steigendem Druck oder bei steigender Temperatur.However, other types of control of the cross section of the throttle 42 may be provided, such as e.g. a cross-sectional reduction in stages or an increase in the cross-section with increasing pressure or with increasing temperature.

Als mögliches Stellglied 44 zur temperaturabhängigen Steuerung der Drossel bietet sich ein Wachselement oder Bimetallelement an.As a possible actuator 44 for temperature-dependent control of the throttle offers a wax element or bimetallic element.

Figur 6a zeigt eine Wirbeldrossel durch deren Einsatz sich eine Reduzierung der Durchflussmenge durch die Bypassverbindung 40 bei steigendem Druck realisieren lässt. Bei einer Wirbeldrossel steigt der Durchfluss bei steigenden Druck geringer an als bei einer Standarddrossel. Figur 6b zeigt ein Diagramm, in dem der Förderstrom über dem anliegendem Druck für eine Standarddrossel (A) und eine Wirbeldrossel (B) dargestellt sind. FIG. 6a shows a vortex throttle through the use of which a reduction of the flow rate through the bypass connection 40 can be realized with increasing pressure. With a vortex throttle, the flow increases less with increasing pressure than with a standard throttle. FIG. 6b shows a diagram in which the flow above the applied pressure for a standard throttle (A) and a vortex throttle (B) are shown.

Des Weiteren bietet sich die Möglichkeit anstelle von einer Durchflussbegrenzungseinrichtung 42 mindestens zwei Durchflussbegrenzungseinrichtungen 42 in der Bypassverbindung 40 wie in Fig. 7 dargestellt parallel anzuordnen. Wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben, kann dabei mindestens eine Drossel 42 durch ein zusätzliches mechanisches oder elektrisches Stellglied 44 bezüglich ihres Querschnittes abhängig vom Druck oder der Temperatur variiert werden. Es sind alle bisher genannten Varianten zur Variation des Drosselquerschnittes möglich.Furthermore, instead of a flow-limiting device 42, the possibility of providing at least two flow-limiting devices 42 in the bypass connection 40, as in FIG Fig. 7 to be arranged in parallel. As described in the previous sections, at least one throttle 42 can be varied by an additional mechanical or electrical actuator 44 with respect to its cross-section depending on the pressure or the temperature. There are all previously mentioned variants for varying the throttle cross-section possible.

Ein weiteres mechanisches oder elektrisches Stellglied 52, welches sich vor oder hinter mindestens einer Drossel 42 befindet, kann dazu genutzt werden, um denAnother mechanical or electrical actuator 52, which is located in front of or behind at least one throttle 42, can be used to the

Durchfluss durch die hydraulische Leitung, in der sich die Drossel 42 befindet, zu unterbrechen. Handelt es sich um ein elektrisches Stellglied 52 wird es über die elektrische Steuereinrichtung 46 geregelt. Das Stellglied 52 kann abhängig von einer im Zulauf der Bypassverbindung 40 gemessenen Temperatur oder einem im Zulauf der Bypassverbindung 40 gemessenen Druck die hydraulische Leitung öffnen oder schließen. Vorteilhaft ist es die hydraulische Leitung bei niedrigen Drücken oder niedrigen Temperaturen zu öffnen und ansonsten zu schließen, da dadurch ein hoher Durchfluss bei niedrigen Temperaturen und niedrigen Drücken möglich ist. Bei hohen Temperaturen und hohen Drücken, die mit einer hohen Förderleistung der Hochdruckpumpe 16 korrespondieren, fließt dagegen nur eine geringe Kraftstoffmenge durch die Bypassverbindung 40.Flow through the hydraulic line in which the throttle 42 is to interrupt. If it is an electrical actuator 52, it is controlled by the electrical control device 46. The actuator 52 may open or close the hydraulic line depending on a measured in the inlet of the bypass connection 40 temperature or measured in the inlet of the bypass connection 40 pressure. It is advantageous to open the hydraulic line at low pressures or low temperatures and close otherwise, as this high flow at low temperatures and low pressures is possible. At high temperatures and high pressures, which correspond to a high flow rate of the high pressure pump 16, however, only a small amount of fuel flows through the bypass connection 40th

Claims (17)

  1. Fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine, having an electrically driven delivery pump (10) and having at least one high-pressure pump (16) with at least one pump element (22), wherein fuel is delivered to the suction side of the high-pressure pump (16) by the delivery pump (10) and fuel is delivered into a high-pressure region (18) by the high-pressure pump (16), having an electrical control device (46) to which a signal for the pressure prevailing in the high-pressure region (18) is supplied by a sensor device (44) and by means of which the electric drive (14) of the delivery pump (10) is variably controlled, wherein, from the connection (36) between the delivery pump (10) and the suction side of the at least one high-pressure pump (16), a bypass connection (40) leads away to a low-pressure region (12; 17), wherein at least one throttle point (42) is provided in the bypass connection (40), and wherein, by means of the electrical control device (46), the electric drive (14) of the delivery pump (10) is variably controlled so as to set a predefined pressure in the high-pressure region (18), characterized in that the throttle point (42) in the bypass connection (40) is dimensioned such that the minimum delivery flow rate of the delivery pump (10) required for correct operation of the delivery pump (10) can flow out through the bypass connection (40) without fuel being delivered by the at least one high-pressure pump (16).
  2. Fuel delivery device according to Claim 1, characterized in that the at least one high-pressure pump (16) has, at the suction side, a spring-loaded inlet valve (30) for each pump element (22), and in that the inlet valve (30) opens only when a pressure prevailing on the suction side of the at least one high-pressure pump (16) is higher than the pressure that prevails on the suction side of the at least one high-pressure pump (16) when the delivery pump (30) is delivering the minimum delivery flow rate.
  3. Fuel delivery device according to Claim 2, characterized in that the inlet valve (30) opens when an absolute pressure on the suction side of the at least one high-pressure pump (16) is at least approximately 2 bar or higher.
  4. Fuel delivery device according to Claim 2 or 3, characterized in that the delivery pump (10) and the inlet valve (30) are coordinated with one another such that, when the pressure on the suction side of the at least one high-pressure pump (16) is higher than the opening pressure of the inlet valve (30), a monotonously constant change in the pressure on the suction side of the at least one high-pressure pump (16) results in a monotonously constant change in the delivery flow rate of the at least one high-pressure pump (16).
  5. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the delivery pump (10) is arranged remote from the at least one high-pressure pump (16) and is connected to the suction side of the at least one high-pressure pump (16) via a line (36) with high hydraulic rigidity.
  6. Fuel delivery device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the delivery pump (10) is arranged remote from the at least one high-pressure pump (16), in that a fuel filter (38) is arranged in the connection between the delivery pump (10) and the suction side of the at least one high-pressure pump (16), in that the connection between the delivery pump (10) and the fuel filter (38) comprises a line (36a) with high hydraulic rigidity, and in that the connection between the fuel filter (38) and the suction side of the at least one high-pressure pump (16) comprises a line (36b) with low hydraulic rigidity.
  7. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass connection (40) leads to a drive region (17) of the at least one high-pressure pump (16).
  8. Fuel delivery device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the bypass connection (40) leads to a fuel storage tank (12).
  9. Fuel delivery device according to one of the preceding claims, characterized in that the bypass connection (40) has at least two throttle points (42) which are arranged parallel to one another.
  10. Fuel delivery device according to Claim 9, characterized in that an additional control element (52) deactivates or activates the throttle point (42) as a function of the pressure or of the temperature at the inlet of the throttle point (42).
  11. Fuel delivery device according to Claim 9, characterized in that the cross section of the throttle (42) is varied by a mechanical or electrical control element (44) as a function of the pressure or of the temperature at the inlet of the throttle (42) or of the high-pressure pump (16).
  12. Fuel delivery device according to Claim 10, characterized in that a smaller cross section of the throttle (42) is open at high temperature than at relatively low temperature.
  13. Fuel delivery device according to Claim 11, characterized in that the cross section of the throttle (42) decreases continuously with rising temperature.
  14. Fuel delivery device according to Claim 10, characterized in that a smaller cross section of the throttle (42) is open at high pressure than at low pressure.
  15. Fuel delivery device according to Claim 13, characterized in that the cross section of the throttle (42) decreases continuously with rising temperature.
  16. Fuel delivery device according to Claims 10 to 12, characterized in that a wax element controls the cross section of the throttle (42).
  17. Fuel delivery device according to Claims 1 to 7, characterized in that at least one throttle point (42) is a vortex throttle (50).
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