WO2017025306A1 - Supply method and supply device for supplying fuel to a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine - Google Patents

Supply method and supply device for supplying fuel to a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine Download PDF

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WO2017025306A1
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valve
fuel
control valve
pressure chamber
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PCT/EP2016/067642
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Heiko ZABICH
Stefan Kulzer
Michael Mauer
Sven Müller
Markus Zankl
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Continental Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a supply method and a supply device with which a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine can be supplied with a fuel from a low-pressure line.
  • High-pressure fuel pumps in fuel injection systems of internal combustion engines are used to pressurize a fuel with a high pressure, the pressure is for example in gasoline internal combustion engines in the range of 100 bar to 600 bar and diesel engines in the range of 1500 bar to 3000 bar.
  • the higher the pressure that can be generated in the respective fuel the lower are emissions that occur during combustion of the fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine, which is particularly advantageous against the background that a reduction of emissions is increasingly desired.
  • high-pressure fuel pumps are used, which have a so-called flow control valve that can variably control in a high-pressure chamber of the high-pressure fuel pump with pressure to be ⁇ impacting fuel quantity.
  • a magnetic anchor bounce could be minimized.
  • the object of the invention is therefore to find alternative ways by which a noise created by the operation of a quantity control valve can be reduced.
  • This object is achieved with a supply method for supplying a high-pressure space of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine with fuel according to claim 1.
  • a supply device with which in particular the supply method is carried out, is the subject of the independent claim.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • a switchable flow control valve for supplying the high-pressure chamber with a variable quantity of fuel from the low pressure line and at the same time a mechanical ⁇ African pressure control device is provided for supplying the high-pressure chamber with a constant fuel pressure. Then, an operating state of the internal combustion engine is detected, where ⁇ in the internal combustion engine in a first operating state has a lower speed than in a second Be ⁇ drive state. In the first operating state of the internal combustion engine ⁇ the flow control valve is shut off and in the second operating state of the internal combustion engine, the Men ⁇ genregelventil is turned on.
  • the flow control valve is only operated when the internal combustion engine is in a Moszu ⁇ stand in which a higher noise level by dere noise is expected as the operation of the flow control valve. If such noise is less present, the flow control valve is not operated, so that no stimulation of the pump housing takes place by bumping and bouncing within the flow control valve.
  • the pressure ⁇ control takes place in the period in which the quantity control valve is switched off, due to the mechanical pressure control device. This means that the pressure control of the fuel within the high-pressure chamber is carried out with two mechanisms.
  • the mechanical pressure control device can not provide a variable fuel pressure and thus under constant temperature conditions no variable amount of fuel for the high-pressure chamber, but can ensure that the pump principle remains possible in principle and at least ensures that a constant pressure in the high-pressure chamber is adjusted and regulated ,
  • a limit function deposited which defines when a shutdown or switching on the flow control valve is necessary so that can be changed between a mechanical constant pressure control and a variable pressure control.
  • an idling operation of the internal combustion engine is defined as the first operating condition.
  • the flow control valve is therefore during idle operation of the internal combustion engine - possibly even at elevated
  • the system pressure during idle ⁇ barrel is mechanically by the mechanical Druckregelein- direction.
  • the mechanical pressure control device does not allow variable system pressure during Leerlaufbe ⁇ drive the internal combustion engine, but a constant pressure. If the speed of the internal combustion engine will now increase, there is the possibility that flow control valve, for example by being energized or driven in order pressure control over the flow control valve to re ⁇ ALISE again.
  • the noise-causing or stimulating flow control valve is therefore switched off during the idling operation of the internal combustion ⁇ engine, for example, not energized, so there is no more noise emission.
  • the mechanical pressure control device is used to ensure the suction stroke of the high-pressure fuel pump and to close the high-pressure chamber at a certain time of the pumping stroke.
  • a solenoid valve for introducing fuel from the low-pressure line is preferably provided in the high-pressure chamber. It is particularly preferred if it is at the solenoid valve to a normally open Magnetven ⁇ til is. Thereby providing the solenoid valve no embedding ⁇ tr foundedung against the inflow of fuel in the high pressure chamber, controlled by the mechanical pressure control device is.
  • a pressure limiting valve for discharging fuel from the high-pressure chamber into the low-pressure line is advantageously provided when a constant predetermined opening pressure in the high-pressure chamber is exceeded. If at least one pressure limiting valve is provided which shuts off fuel from the high-pressure space in the high-pressure space in the case of an undesired build-up of excess pressure, a constant fuel pressure can be set at least in the high-pressure space so that at least one high-pressure injection can take place when the internal combustion engine is in idling mode. There- when it is advantageous if the opening pressure of Druckbe ⁇ grenzungsventils is set so that for example it ⁇ ford variable exhaust emissions can still be observed.
  • a safety valve is also provided within a high-pressure region of the fuel injection system, which also forms a pressure relief valve ⁇ forms.
  • This safety valve is intended to keep the system pressure of the fuel injection system below a maximum allowable pressure above which the risk of damaging components of the high-pressure-carrying parts of the fuel injection system could occur.
  • This safety valve is likewise designed as Druckbegrenzungsven- til, but has a function other than the printing ⁇ relief valve in the mechanical pressure control device. The pressure relief valve in the mechanical pressure control device and should therefore not be confused with this safety valve.
  • a supply device for supplying a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for a Brennkraftmaschi ⁇ ne with fuel from a low pressure line is designed in particular to perform the above-describedetcsverfah- ren.
  • the supply device has a switchable flow control valve for supplying the Hochdruckrau ⁇ mes with a variable quantity of fuel from the low pressure line and a mechanical pressure control device for supplying the high-pressure chamber to fuel pressure at a constant force.
  • the supply device comprises a detection device for detecting an operating state, in particular a rotational speed, of the internal combustion engine.
  • Control device is designed to dispense the quantity control valve in a first operating state of the internal combustion engine. switch and turn on in a second operating state of the internal combustion ⁇ machine.
  • the quantity control valve is advantageously configured as a normally more open solenoid valve, and is formed in particular as a ⁇ inlet valve for admitting a about a position of
  • the mechanical pressure control device advantageously comprises a pressure limiting valve, which is designed to discharge fuel from the high-pressure chamber when a constant, predetermined opening pressure in the high-pressure chamber is exceeded.
  • the pressure limiting valve is designed to control the discharged fuel in the low pressure line.
  • the mechanical pressure control device comprises a mechanical suction valve as an inlet valve for introducing fuel into the high pressure space.
  • Constant pressure or system pressure in the high-pressure chamber is then regulated by closing the suction valve by the pressure-limiting valve.
  • the pressure relief valve is arranged hydraulically in series with the flow control valve. Is that the case Pressure limiting valve disposed between the high-pressure chamber and the flow control valve, advantageously no pressure pulsations arise at the flow control valve by the pressure changes in the fuel, which is compressed in the high-pressure chamber. There is also the advantage that the flow control valve is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve ⁇ .
  • the suction valve is hydraulically parallel to the pressure relief valve or to the flow control valve angeord ⁇ net.
  • the flow control valve is advantageously acted upon from the suction side only with the opening pressure of the suction valve when it is held in the open position.
  • the pressure relief valve may also be arranged hydraulically parallel to the flow control valve. This also pressure pulsations can be avoided at the flow control valve and the flow control ⁇ valve is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve.
  • the high-pressure chamber has two chambers each with an outlet valve for discharging a fuel pressurized in the high-pressure chamber from the high-pressure chamber into a common high-pressure line.
  • This allows one of the high-pressure fuel pump nachgeordne ⁇ th Rail a different fuel pressure can be supplied, namely, from the two different compartments of the high-pressure chamber, which in the common high-pressure line Mün ⁇ .
  • the flow control valve is hydraulically connected hydraulically to a first chamber of the high-pressure chamber and the mechanical ⁇ specific pressure control means having a second chamber of the high-pressure chamber preferably.
  • Such an arrangement can be realized for example by a stepped pump piston and a correspondingly stepped high-pressure chamber.
  • the exhaust valves are designed as montscherven ⁇ tile with different opening pressures.
  • a throttle for ring réelle Ver ⁇ a vibration formation within the respective valve is advantageously hydraulically before and / or after the pressure limiting valve and / or the suction valve arranged. This is particularly advantageous if these mechanical valves could get into vibration due to high currents.
  • a noise reduction during pump operation can be achieved via the advantageously used throttle.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel pump with a flow control valve and a mechanical pressure control device for supplying a high-pressure chamber with fuel.
  • Fig. 2 is a detail view of the flow control valve
  • FIG. 3 is a flowchart schematically showing steps performed in a supply method for supplying the high-pressure space of the high-pressure fuel pump of FIG. 1 with fuel;
  • FIG. 4 is a graph showing a reduction in noise achievable by the supply method of FIG. 3 compared to conventional high-pressure fuel pumps;
  • FIG. 5 shows a first embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3;
  • FIG. 6 shows a second embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3
  • FIG. 7 shows a third embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3
  • FIG. 8 shows a fourth embodiment of a supply device that can perform the supply method according to FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional illustration of a high-pressure fuel pump 10 which has a high-pressure chamber 12 in which a pump piston 14 is arranged such that it can periodically increase and reduce a volume of the high-pressure chamber 12 by means of a translatory movement.
  • the high pressure chamber 12 is hydraulically connected to a low pressure line 16 and to a high pressure line 18. From the low pressure line 16, a fuel is supplied to the high-pressure chamber 12, so that it can be pressurized in the high pressure chamber 12, and then discharged from the high-pressure chamber 12 in the high-pressure line 18, for example, then fed to one of the high-pressure fuel pump 10 downstream rail.
  • a supply device 20 is provided in the flow direction of the fuel, with the help of the high pressure chamber 12 fuel can be supplied.
  • the supply device 20 has a quantity control valve 22, which comprises a closing element 24, via which a fuel quantity in the high-pressure space 12 and thus also a fuel pressure building up in the high-pressure space 12 can be kept variable.
  • the supply ⁇ device 20 comprises a mechanical pressure regulating device 26. This comprises in the present embodiment, a pressure relief valve 28 and a suction valve 30, however, the suction valve 30 can also optionally be omitted.
  • both the pressure relief valve 28 and the suction valve 30 are designed as check valves, wherein in each case a constant opening pressure of two valves 28, 30 is set via the respective spring 32 of the check valves.
  • a damper 34 is arranged for noise minimization, in particular of vibration vibrations in the low-pressure line 16, which, however, can also optionally be omitted.
  • a control device 36 is provided with which a position of the closing element 24 of the flow control valve 22 can be controlled.
  • the control device 36 is designed to ensure that the flow control valve 22 is not only applied in individual positions with certain amounts of electricity, but also can remain completely de-energized, that is turned off.
  • the flow control valve 22 is advantageously designed as normally open flow control valve 22 so that it remains in the de-energized state in a ⁇ fengnagnagna and thus does not block a flow of fuel from the low pressure line 16 into the high-pressure chamber 12 inside.
  • a detection device 38 which detects an operating state of the internal combustion engine. This may be, for example, a speed of the internal combustion engine, which is lower in an idling operation of the internal combustion engine than in other operating conditions.
  • the flow control valve 22 is shown in Fig. 2 in greater detail.
  • the flow control valve 22 is designed as a solenoid valve 40 and therefore has a pole piece 42, an armature 44 and a coil 46.
  • the armature 44 is connected to the Sch concentratedele ⁇ ment 24 and thus moves in its own BEWE ⁇ supply the closure member 24 along its longitudinal axis. Since the solenoid valve 40 is a normally open valve, the armature 44 and thus also the closing element 24 are arranged in the de-energized state so that the solenoid valve 40 is in an open position. In this case, the armature 44 is not applied to the pole piece 42.
  • FIG. 3 A corresponding supply method with which the high-pressure chamber 12 is supplied with fuel is shown schematically in FIG. 3 by means of a flow chart.
  • the operating states of first be defined, in de ⁇ NEN a low noise or a high Ge Hurschku ⁇ lisse generated by the internal combustion engine and these operating states as the first operating state (low noise ⁇ scenery) or second operating mode (high background noise) are defined. This can be dependent on a speed of the internal combustion engine.
  • a limit for the operating state is defined.
  • the operating state of the internal combustion engine is then detected, for example by the speed of the internal combustion engine is detected.
  • a next step it is then decided whether the operating state falls below the limit value. If this is the case, it is the first operating state with a low noise and the flow control valve 22 is turned off. However, if the operating state above the defi ⁇ ned limit value is the second Radiozu ⁇ stand with a high noise, so that the flow control valve 22 is turned on.
  • Fig. 4 shows a schematic diagram, in which a sound pressure level ⁇ dB (A) is plotted in arbitrary units against frequency band in Hz.
  • the vertical bars mark a region in which a reduction in the noise caused by the flow control valve 22 is desired.
  • the upper curves a and b are from
  • High-pressure fuel pump 10 has been generated, in which the flow control valve 22 has been controlled as usual only as a function of the requested fuel quantity or the requested fuel ⁇ pressure.
  • the curve c shows the sound pressure level, which prevails when the flow control valve 22 as described above, not driven at all. In the relevant frequency range, in which the internal combustion engine is idling, so a significantly lower noise can be generated.
  • volume control valve 22 is fully ⁇ on during the idling operation and, optionally, also at elevated idling, so there is no suggestion of the housing 50 through the volume control valve 22 more.
  • this continues to be a sufficient amount of pressurized fuel for
  • the flow control valve 22 here does not block the flow of fuel from the low pressure line 16 into the high-pressure chamber 12, it is advantageous if it is designed as a normally open solenoid valve 40.
  • Control device 36 is a limit function deposited, which defines from when a connection or disconnection of the flow control valve 22 is necessary, so that can be changed between mechanical con ⁇ constant pressure control and variable pressure control.
  • the mechanically controlled constant pressure can be adjusted as required, for example via a spring force of the spring 32nd
  • the pressure relief valve 28 leaves in the open state of the flow control valve 22 fuel from the high pressure chamber 12 into the low pressure line 16 from when its predetermined opening pressure in the high-pressure chamber 12 has been exceeded.
  • a constant fuel pressure can be adjusted.
  • the mechanical pressure control in the high-pressure chamber 12 can therefore be realized by the pressure limiting valve 28 alone.
  • the suction valve 30 is provided, which allows a controlled controlled intake of fuel from the low-pressure line 16 into the high-pressure chamber 12. Therefore, two mechanisms are used for pressure control: In the pressure control by volume control valve 22, a variable pressure control take place, but with the compromise that an increased noise atmosphere prevails, in particular by the clatter of the armature 44, wherein the Ge ⁇ housing 50 serves as a speaker and the noise is amplified.
  • Fig. 5 to Fig. 8 show four different imaginable from ⁇ guide shapes, such as the flow control valve 22 and the mechanical see pressure control device 26 may be disposed in the high-pressure fuel pump 10.
  • a first embodiment there is shown, in which the flow control valve 22 is arranged in series with the Druckbegren ⁇ relief valve 28 wherein the pressure control Sven ⁇ til 28 hydraulically between the high pressure chamber 12 and the flow control valve 22 is arranged.
  • This has the advantage that at the flow control valve 22 no pressure pulsations arise, and the flow control valve 22 is not permanently loaded with the ⁇ ff ⁇ pressure of the pressure relief valve 28.
  • the suction valve 30 is hydraulically arranged in parallel with both the flow control valve 22 and the pressure relief valve 28.
  • the suction valve 30 is hydraulically connected in parallel only to the pressure relief valve 28.
  • the pressure relief valve 28 is arranged as shown in Fig. 5 in series with the flow control valve 22 and hydraulically between the flow control valve 22 and the high-pressure chamber 12.
  • Fig. 7 shows a third possible embodiment in which the pressure relief valve 28 is arranged hydraulically pa ⁇ rallel to the suction valve 30 and in series with the flow control ⁇ valve 22, but not between the flow control valve 22 and the high-pressure chamber 12, but in this embodiment, the flow control valve 22 is arranged hydraulically between the pressure relief valve 28 and the high-pressure chamber 12.
  • Fig. 8 shows a fourth embodiment of an arrangement in which no suction valve 30 is present, and the pressure relief valve 28 is arranged hydraulically parallel to the flow control valve 22.
  • the high pressure chamber 12 formed with a first chamber 54 and a second chamber 56, which are reali ⁇ Siert via a stepped bore 58.
  • the pump piston 14 is also carried out stepped, so that by the movement of Pumpenkol- bens 14, the two chambers 54, 56 are separated during the pumping cycle of ⁇ today.
  • the flow control valve 22 is hydraulically connected to the first chamber 54 and the pressure relief valve 28 to the second chamber 56.
  • Each chamber 54, 56 is associated with its own exhaust valve 60, wherein the exhaust valves 60 open together in a common Hochdrucklei ⁇ device 18.
  • the two exhaust valves 60 have beneficial ⁇ way different opening pressures.
  • the mechanism described above makes it possible to reduce the spacious a ⁇ a specific high-pressure fuel pump 10, for example at idle and in a raised idle strong because only mechanical valves, the pumping function si ⁇ cherstellen. In this case, no electrical valves are active, whereby electromechanical noise or corresponding accelerations are avoided. Since the ge Hurschverursa--reaching and stimulating flow control valve turned 22 during idle ⁇ run, that is not energized, is a noise can be avoided.
  • the mechanical pressure control device 26 is now used to control the suction cycle. ensure, wherein the flow control valve 22 is normally open, and to close at a certain time of the pump cycle. For example, the pressure limiting valve 28 with connection to the high-pressure chamber 12 mechanically regulates the preset system pressure in this case.

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Abstract

The invention relates to a supply method for supplying fuel to a high-pressure chamber (12) of a high-pressure fuel pump (10), comprising a switchable quantity control valve (22) for supplying the high pressure chamber (12) with a variable quantity of fuel and comprising a mechanical pressure control device (26) for supplying the high pressure chamber (12) with a constant fuel pressure, wherein an operational state is detected and, depending upon the operational state, the quantity control valve (22) is switched off or switched on. The invention further relates to a corresponding supply device (20).

Description

Beschreibung description
Versorgungsverfahren und Versorgungsvorrichtung zum Versorgen eines Hochdruckraumes einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff A supply method and supply device for supplying a high-pressure space of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine with fuel
Die Erfindung betrifft ein Versorgungsverfahren sowie eine Versorgungsvorrichtung, mit denen ein Hochdruckraum einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine mit ei- nem Kraftstoff aus einer Niederdruckleitung versorgt werden kann . The invention relates to a supply method and a supply device with which a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine can be supplied with a fuel from a low-pressure line.
Kraftstoffhochdruckpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen werden dazu verwendet, einen Kraftstoff mit einem hohen Druck zu beaufschlagen, wobei der Druck beispielsweise bei Benzin-Brennkraftmaschinen im Bereich von 100 bar bis 600 bar und bei Diesel-Brennkraftmaschinen im Bereich von 1500 bar bis 3000 bar liegt. Je höher der Druck, der in dem jeweiligen Kraftstoff erzeugt werden kann, desto geringer sind Emissionen, die während der Verbrennung des Kraftstoffes in einer Brennkammer der Brennkraftmaschine entstehen, was insbesondere vor dem Hintergrund vorteilhaft ist, dass eine Verringerung von Emissionen immer stärker gewünscht wird. Insbesondere bei Direkteinspritzsystemen bzw. in Common-Rail- Systemen werden Kraftstoffhochdruckpumpen verwendet, die ein sogenanntes Mengenregelventil aufweisen, welches die in einem Hochdruckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe mit Druck zu be¬ aufschlagende Kraftstoffmenge variabel steuern kann. Solche Mengenregelventile verursachen beim Schließen und Öffnen zumeist eine mechanische Anregung, beispielsweise eines Gehäu¬ ses der Kraftstoffhochdruckpumpe, wodurch die gesamte Kraft¬ stoffhochdruckpumpe angeregt wird ähnlich eines kleinen Sto¬ ßes bzw. eines Hammerschlages, und dadurch in Schwingung ge- rät. Die dabei entstehende Anregung verursacht Schallwellen und somit eine Geräuschentwicklung. Diese Geräuschentwicklung und eine daraus folgende Geräuschemission kommt besonders bei einem stehenden Fahrzeug im Leerlauf bzw. bei langsamer Fahrt zum Tragen. Die Geräuschkulisse wird häufig als sehr störend empfunden, sodass es Bemühungen gibt, die Geräuschkulisse zu minimieren. Insbesondere bei schnellerer Fahrt und höherer Drehzahl der Brennkraftmaschine ist die durch das Mengenre- gelventil entstehende Geräuschkulisse wieder zu vernachlässi¬ gen, da andere Nebengeräusche dominieren. High-pressure fuel pumps in fuel injection systems of internal combustion engines are used to pressurize a fuel with a high pressure, the pressure is for example in gasoline internal combustion engines in the range of 100 bar to 600 bar and diesel engines in the range of 1500 bar to 3000 bar. The higher the pressure that can be generated in the respective fuel, the lower are emissions that occur during combustion of the fuel in a combustion chamber of the internal combustion engine, which is particularly advantageous against the background that a reduction of emissions is increasingly desired. In particular with direct injection, or in common-rail systems, high-pressure fuel pumps are used, which have a so-called flow control valve that can variably control in a high-pressure chamber of the high-pressure fuel pump with pressure to be ¬ impacting fuel quantity. Whereby all of the force ¬ high pressure fuel pump is excited similar to a small Sto ¬ SLI or a hammer blow such an amount of control valves cause closing and opening mostly a mechanical excitation, such as a Gehäu ¬ ses the high-pressure fuel pump, and thereby overall advises in oscillation. The resulting excitation causes sound waves and thus a noise. This noise development and a consequent noise emission is especially at a stationary vehicle at idle or at slow speed to carry. The background noise is often perceived as very disturbing, so there are efforts to minimize the noise. Especially at a faster ride and higher speed of the internal combustion engine, the gelventil produced by the Mengenre- noise is too vernachlässi ¬ gen again because other noise dominate.
Bisher wurden beispielsweise die folgen Maßnahmen ergriffen, um die Geräuschkulisse des Mengenregelventils zu minimieren: So far, for example, the following measures have been taken to minimize the noise of the flow control valve:
Es wurde ein Bestromungsprofil des Mengenregelventils ange- passt, um so ein weiches Öffnen und Schließen eines Schlie߬ elementes des Mengenregelventils zu realisieren. Über zusätzlich eingebaute Drosseln und beispielsweise zu¬ sätzliche Ventile an einem Anker des Mengenregelventils konn¬ te eine Dämpfung erreicht werden. It was a Bestromungsprofil of the flow control valve adaptable during so as to realize a soft open and close a closing element ¬ the flow control valve. About additionally built-in throttles and, for example, to ¬ additional valves on an armature of the flow control valve konn ¬ te damping can be achieved.
Zusätzlich konnte beispielsweise ein magnetisches Ankerprel- len minimiert werden. In addition, for example, a magnetic anchor bounce could be minimized.
Weiter ist es bekannt, das gesamte Pumpendesign anzupassen, indem beispielsweise die Masse erhöht, die Steifigkeit des Materials verändert, die abstrahlenden Oberflächen optimiert, Resonanzbereiche angepasst und das innere Dämpfungsvolumen erhöht werden. It is also known to adapt the overall pump design, for example by increasing the mass, changing the stiffness of the material, optimizing the radiating surfaces, adjusting resonance ranges and increasing the internal damping volume.
Es ist auch bekannt, eine verminderte Anregung des Pumpenge¬ häuses durch eine Wegreduzierung eines Ankers am Mengenregel- ventil zu erzielen, da dadurch eine geringere Stoßenergie er¬ zeugt wird. It is also known to achieve a reduced excitation of the pump housing ¬ häuses by a travel reduction of an armature at the valve Mengenregel-, as this is a lower impact energy it ¬ testifies.
Weiter ist es auch bekannt, Abdeckungen der gesamten Kraftstoffhochdruckpumpe vorzusehen, um die Geräuschemission zu vermindern. Further, it is also known to provide covers of the entire high-pressure fuel pump in order to reduce the noise emission.
Sämtliche bekannten Maßnahmen sind mit einem hohen Aufwand und damit einhergehend auch mit hohen Kosten verbunden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, alternative Möglichkeiten zu finden, mit denen eine durch den Betrieb eines Mengenre- gelventils entstehende Geräuschkulisse verringert werden kann . All known measures are associated with a high cost and associated with high costs. The object of the invention is therefore to find alternative ways by which a noise created by the operation of a quantity control valve can be reduced.
Diese Aufgabe wird mit einem Versorgungsverfahren zum Versorgen eines Hochdruckraums einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine mit Kraftstoff gemäß dem Anspruch 1 gelöst . This object is achieved with a supply method for supplying a high-pressure space of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine with fuel according to claim 1.
Eine Versorgungsvorrichtung, mit der insbesondere das Versorgungsverfahren durchgeführt wird, ist Gegenstand des neben¬ geordneten Anspruches. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. A supply device, with which in particular the supply method is carried out, is the subject of the independent claim. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei einem Versorgungsverfahren zum Versorgen eines Hochdruckraumes einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftma- schine mit Kraftstoff aus einer Niederdruckleitung werden die folgen Schritte durchgeführt: In a supply method for supplying a high-pressure space of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine with fuel from a low-pressure line, the following steps are carried out:
Zunächst wird ein schaltbares Mengenregelventil zum Versorgen des Hochdruckraumes mit einer variierbaren Kraftstoffmenge aus der Niederdruckleitung und gleichzeitig auch eine mecha¬ nische Druckregeleinrichtung zum Versorgen des Hochdruckraums mit einem konstanten Kraftstoffdruck bereitgestellt. Dann wird ein Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst, wo¬ bei die Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand eine niedrigere Drehzahl aufweist als in einem zweiten Be¬ triebszustand. In dem ersten Betriebszustand der Brennkraft¬ maschine wird das Mengenregelventil abgeschaltet und in dem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird das Men¬ genregelventil eingeschaltet. First, a switchable flow control valve for supplying the high-pressure chamber with a variable quantity of fuel from the low pressure line and at the same time a mechanical ¬ African pressure control device is provided for supplying the high-pressure chamber with a constant fuel pressure. Then, an operating state of the internal combustion engine is detected, where ¬ in the internal combustion engine in a first operating state has a lower speed than in a second Be ¬ drive state. In the first operating state of the internal combustion engine ¬ the flow control valve is shut off and in the second operating state of the internal combustion engine, the Men ¬ genregelventil is turned on.
Das bedeutet, dass das Mengenregelventil nur dann betrieben wird, wenn sich die Brennkraftmaschine in einem Betriebszu¬ stand befindet, in dem eine höhere Geräuschkulisse durch an- dere Nebengeräusche als den Betrieb des Mengenregelventils zu erwarten ist. Sind solche Nebengeräusche weniger vorhanden, wird das Mengenregelventil nicht betrieben, sodass auch keine Anregung des Pumpengehäuses durch Stöße und Prellen innerhalb des Mengenregelventils stattfindet. Damit jedoch der Hoch¬ druckraum der Kraftstoffhochdruckpumpe und somit auch das ge¬ samte Kraftstoffeinspritzsystem weiterhin mit Kraftstoff und somit mit Hochdruck versorgt werden kann, erfolgt die Druck¬ regelung in der Zeitspanne, in der das Mengenregelventil ab- geschaltet ist, durch die mechanische Druckregeleinrichtung. Das bedeutet, die Druckregelung des Kraftstoffes innerhalb des Hochdruckraumes erfolgt mit zwei Mechanismen. Bei der Druckregelung mittels Mengenregelventil kann dabei eine vari¬ able Druckregelung stattfinden, da das Mengenregelventil zwi- sehen mehreren Offenstellungen schaltbar ist. Die mechanische Druckregeleinrichtung kann zwar keinen variierbaren Kraftstoffdruck und damit unter konstanten Temperaturbedingungen auch keine variierbare Kraftstoffmenge für den Hochdruckraum zur Verfügung stellen, kann jedoch dafür sorgen, dass das Pumpprinzip prinzipiell möglich bleibt und sorgt zumindest dafür, dass ein Konstantdruck in dem Hochdruckraum eingestellt und geregelt wird. This means that the flow control valve is only operated when the internal combustion engine is in a Betriebszu ¬ stand in which a higher noise level by dere noise is expected as the operation of the flow control valve. If such noise is less present, the flow control valve is not operated, so that no stimulation of the pump housing takes place by bumping and bouncing within the flow control valve. However, for the high ¬ pressure chamber of the high-pressure fuel pump and thus the ge ¬ entire fuel injection system further and thus can be supplied with high pressure fuel, the pressure ¬ control takes place in the period in which the quantity control valve is switched off, due to the mechanical pressure control device. This means that the pressure control of the fuel within the high-pressure chamber is carried out with two mechanisms. In the pressure control means of flow control valve while a vari ¬ able pressure control can take place because the flow control valve is switchable be- see several open positions. Although the mechanical pressure control device can not provide a variable fuel pressure and thus under constant temperature conditions no variable amount of fuel for the high-pressure chamber, but can ensure that the pump principle remains possible in principle and at least ensures that a constant pressure in the high-pressure chamber is adjusted and regulated ,
Vorzugsweise wird, beispielsweise in einer Steuereinrichtung der Brennkraftmaschine, eine Grenzfunktion hinterlegt, die definiert, ab wann ein Abschalten bzw. Einschalten des Mengenregelventils nötig ist, damit zwischen einer mechanischen konstanten Druckregelung und einer variablen Druckregelung gewechselt werden kann. Preferably, for example, in a control device of the internal combustion engine, a limit function deposited, which defines when a shutdown or switching on the flow control valve is necessary so that can be changed between a mechanical constant pressure control and a variable pressure control.
Vorzugsweise wird ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine als der erste Betriebszustand definiert. Preferably, an idling operation of the internal combustion engine is defined as the first operating condition.
Das Mengenregelventil wird daher während des Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine - gegebenenfalls auch bei erhöhtemThe flow control valve is therefore during idle operation of the internal combustion engine - possibly even at elevated
Leerlauf - komplett ausgeschaltet, sodass keine Anregung des Pumpengehäuses stattfindet. Der Systemdruck während des Leer¬ laufes wird mechanisch durch die mechanische Druckregelein- richtung geregelt. Die mechanische Druckregeleinrichtung ermöglicht keinen variablen Systemdruck während des Leerlaufbe¬ triebes der Brennkraftmaschine, sondern einen Konstantdruck. Wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine nun erhöht, hat man die Möglichkeit, das Mengenregelventil wieder einzuschalten, beispielsweise indem es bestromt wird bzw. angesteuert wird, um damit eine Druckregelung über das Mengenregelventil zu re¬ alisieren . Das Geräusch verursachende bzw. anregende Mengenregelventil wird daher während des Leerlaufbetriebes der Brennkraftma¬ schine ausgeschaltet, beispielsweise nicht bestromt, sodass es keine Geräuschemission mehr gibt. In diesem Fall wird die mechanische Druckregeleinrichtung verwendet, um den Saugtakt der Kraftstoffhochdruckpumpe zu gewährleisten und zu einem bestimmten Zeitpunkt des Pumptaktes den Hochdruckraum zu schließen . Idling - completely switched off, so that no excitation of the pump housing takes place. The system pressure during idle ¬ barrel is mechanically by the mechanical Druckregelein- direction. The mechanical pressure control device does not allow variable system pressure during Leerlaufbe ¬ drive the internal combustion engine, but a constant pressure. If the speed of the internal combustion engine will now increase, there is the possibility that flow control valve, for example by being energized or driven in order pressure control over the flow control valve to re ¬ ALISE again. The noise-causing or stimulating flow control valve is therefore switched off during the idling operation of the internal combustion ¬ engine, for example, not energized, so there is no more noise emission. In this case, the mechanical pressure control device is used to ensure the suction stroke of the high-pressure fuel pump and to close the high-pressure chamber at a certain time of the pumping stroke.
Als Mengenregelventil wird vorzugsweise ein Magnetventil zum Einlassen von Kraftstoff aus der Niederleitung in den Hochdruckraum bereitgestellt. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei dem Magnetventil um ein stromlos offenes Magnetven¬ til handelt. Dadurch stellt das Magnetventil keine Beein¬ trächtigung gegen den Zufluss von Kraftstoff in den Hoch- druckraum, geregelt durch die mechanische Druckregeleinrichtung, dar. As a flow control valve, a solenoid valve for introducing fuel from the low-pressure line is preferably provided in the high-pressure chamber. It is particularly preferred if it is at the solenoid valve to a normally open Magnetven ¬ til is. Thereby providing the solenoid valve no embedding ¬ trächtigung against the inflow of fuel in the high pressure chamber, controlled by the mechanical pressure control device is.
Als mechanische Druckregeleinrichtung wird vorteilhaft ein Druckbegrenzungsventil zum Auslassen von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum in die Niederdruckleitung bei Überschreiten eines konstanten vorbestimmten Öffnungsdruckes in dem Hochdruckraum bereitgestellt. Wenn wenigstens ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, das bei einem nicht gewünschten Aufbau von Überdruck in dem Hochdruckraum Kraftstoff aus dem Hochdruckraum absteuert, kann zumindest in dem Hochdruckraum ein konstanter Kraftstoffdruck eingestellt werden, sodass zumindest eine Hochdruckeinspritzung stattfinden kann, wenn sich die Brennkraftmaschine im Leerlaufbetrieb befindet. Da- bei ist es vorteilhaft, wenn der Öffnungsdruck des Druckbe¬ grenzungsventils so eingestellt wird, dass beispielsweise er¬ forderliche Abgaswerte weiterhin eingehalten werden können. Zusätzlich zu dem Druckbegrenzungsventil in der mechanischen Druckregeleinrichtung ist innerhalb eines Hochdruckbereiches des Kraftstoffeinspritzsystems noch ein Sicherheitsventil vorgesehen, das ebenfalls als Druckbegrenzungsventil ausge¬ bildet ist. Dieses Sicherheitsventil ist dazu vorgesehen, den Systemdruck des Kraftstoffeinspritzsystems unterhalb eines maximal zulässigen Druckes zu halten, oberhalb dessen die Ge¬ fahr einer Beschädigung von Bauteilen der hochdruckführenden Teile des Kraftstoffeinspritzsystems auftreten könnte. Dieses Sicherheitsventil ist zwar ebenfalls als Druckbegrenzungsven- til ausgebildet, hat aber eine andere Funktion als das Druck¬ begrenzungsventil in der mechanischen Druckregeleinrichtung. Das Druckbegrenzungsventil in der mechanischen Druckregeleinrichtung und soll daher nicht mit diesem Sicherheitsventil verwechselt werden. As a mechanical pressure control device, a pressure limiting valve for discharging fuel from the high-pressure chamber into the low-pressure line is advantageously provided when a constant predetermined opening pressure in the high-pressure chamber is exceeded. If at least one pressure limiting valve is provided which shuts off fuel from the high-pressure space in the high-pressure space in the case of an undesired build-up of excess pressure, a constant fuel pressure can be set at least in the high-pressure space so that at least one high-pressure injection can take place when the internal combustion engine is in idling mode. There- when it is advantageous if the opening pressure of Druckbe ¬ grenzungsventils is set so that for example it ¬ ford variable exhaust emissions can still be observed. In addition to the pressure relief valve in the mechanical pressure control device, a safety valve is also provided within a high-pressure region of the fuel injection system, which also forms a pressure relief valve ¬ forms. This safety valve is intended to keep the system pressure of the fuel injection system below a maximum allowable pressure above which the risk of damaging components of the high-pressure-carrying parts of the fuel injection system could occur. This safety valve is likewise designed as Druckbegrenzungsven- til, but has a function other than the printing ¬ relief valve in the mechanical pressure control device. The pressure relief valve in the mechanical pressure control device and should therefore not be confused with this safety valve.
Eine Versorgungsvorrichtung zum Versorgen eines Hochdruckraumes einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschi¬ ne mit Kraftstoff aus einer Niederdruckleitung ist insbesondere ausgebildet, um das oben beschriebene Versorgungsverfah- ren durchzuführen. Die Versorgungseinrichtung weist ein schaltbares Mengenregelventil zum Versorgen des Hochdruckrau¬ mes mit einer variierbaren Kraftstoffmenge aus der Niederdruckleitung und eine mechanische Druckregeleinrichtung zum Versorgen des Hochdruckraumes mit einem konstanten Kraft- stoffdruck auf. Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung zumA supply device for supplying a high-pressure chamber of a high-pressure fuel pump for a Brennkraftmaschi ¬ ne with fuel from a low pressure line is designed in particular to perform the above-described Versorgungsverfah- ren. The supply device has a switchable flow control valve for supplying the Hochdruckrau ¬ mes with a variable quantity of fuel from the low pressure line and a mechanical pressure control device for supplying the high-pressure chamber to fuel pressure at a constant force. In addition, a control device for
Steuern des Mengenregelventils , insbesondere zum Steuern ei¬ ner Position eines Schließelementes des Mengenregelventils, vorgesehen. Weiterhin umfasst die Versorgungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Betriebszustandes, insbesondere einer Drehzahl, der Brennkraftmaschine. DieControlling the flow control valve, in particular for controlling egg ¬ ner position of a closing element of the flow control valve provided. Furthermore, the supply device comprises a detection device for detecting an operating state, in particular a rotational speed, of the internal combustion engine. The
Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, das Mengenregelventil in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine abzu- schalten und in einem zweiten Betriebszustand der Brennkraft¬ maschine einzuschalten. Control device is designed to dispense the quantity control valve in a first operating state of the internal combustion engine. switch and turn on in a second operating state of the internal combustion ¬ machine.
Vorteilhaft ist das Mengenregelventil als ein stromlos offe- nes Magnetventil ausgebildet und ist insbesondere als Ein¬ lassventil zum Einlassen einer über eine Position eines The quantity control valve is advantageously configured as a normally more open solenoid valve, and is formed in particular as a ¬ inlet valve for admitting a about a position of
Schließelementes variierbaren Kraftstoffmenge in den Hoch¬ druckraum ausgebildet. Wird der Kraftstoffdruck in dem Hochdruckraum lediglich über die mechanische Druckregeleinrich- tung eingestellt, da das schaltbare Mengenregelventil ausge¬ schaltet ist, ist es, wenn es als offenes Magnetventil ausge¬ bildet ist, einem Kraftstoffström in den Hochdruckraum hinein daher vorteilhaft nicht im Weg. Die mechanische Druckregeleinrichtung umfasst vorteilhaft ein Druckbegrenzungsventil, das dazu ausgebildet ist, Kraftstoff aus dem Hochdruckraum abzulassen, wenn ein konstanter, vorbestimmter Öffnungsdruck im dem Hochdruckraum überschritten wird. Besonders bevorzugt ist das Druckbegrenzungsventil dazu ausgebildet, den abgelassenen Kraftstoff in die Niederdruckleitung abzusteuern. Dadurch kann, wenn das Mengenregelventil ausgeschaltet ist, zumindest ein konstanter Kraftstoffdruck in dem Hochdruckraum eingestellt werden. Vorzugsweise umfasst die mechanische Druckregeleinrichtung ein mechanisches Saugventil als Einlassventil zum Einlassen von Kraftstoff in den Hochdruckraum. Ein solches mechanisches Einlassventil hat den Vorteil, dass es einerseits den Closing element variable amount of fuel in the high ¬ pressure chamber formed. If the fuel pressure in the high pressure chamber set tung only via the mechanical Druckregeleinrich- since the switchable flow control valve is ¬ switched on it when it is ¬ forms as an open solenoid valve, a flow of fuel in the high pressure chamber in therefore advantageous not in the way. The mechanical pressure control device advantageously comprises a pressure limiting valve, which is designed to discharge fuel from the high-pressure chamber when a constant, predetermined opening pressure in the high-pressure chamber is exceeded. Particularly preferably, the pressure limiting valve is designed to control the discharged fuel in the low pressure line. Thereby, when the flow control valve is turned off, at least a constant fuel pressure in the high pressure space can be adjusted. Preferably, the mechanical pressure control device comprises a mechanical suction valve as an inlet valve for introducing fuel into the high pressure space. Such a mechanical inlet valve has the advantage that on the one hand the
Saugtakt der Kraftstoffhochdruckpumpe gewährleisten kann, wenn das Mengenregelventil stromlos geöffnet ist, und sich anderseits zu einem bestimmten Zeitpunkt des Pumptaktes nach Beginn des Pumptaktes schließen kann. Der vorbestimmte Can ensure suction cycle of the high-pressure fuel pump when the flow control valve is normally open, and on the other hand can close at a certain time of the pumping stroke after the beginning of the pumping cycle. The predetermined one
Konstantdruck bzw. Systemdruck in dem Hochdruckraum wird dann nach Schließen des Saugventils durch das Druckbegrenzungsven- til geregelt. Constant pressure or system pressure in the high-pressure chamber is then regulated by closing the suction valve by the pressure-limiting valve.
Vorteilhaft ist das Druckbegrenzungsventil hydraulisch in Reihe zu dem Mengenregelventil angeordnet. Ist dabei das Druckbegrenzungsventil zwischen dem Hochdruckraum und dem Mengenregelventil angeordnet, entstehen vorteilhaft keine Druckpulsationen am Mengenregelventil durch die Druckänderungen in dem Kraftstoff, der in dem Hochdruckraum verdichtet wird. Weiter besteht der Vorteil, dass das Mengenregelventil nicht dauerhaft mit dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungs¬ ventils belastet ist. Advantageously, the pressure relief valve is arranged hydraulically in series with the flow control valve. Is that the case Pressure limiting valve disposed between the high-pressure chamber and the flow control valve, advantageously no pressure pulsations arise at the flow control valve by the pressure changes in the fuel, which is compressed in the high-pressure chamber. There is also the advantage that the flow control valve is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve ¬ .
Vorzugsweise ist das Saugventil hydraulisch parallel zu dem Druckbegrenzungsventil bzw. zu dem Mengenregelventil angeord¬ net. Dadurch wird das Mengenregelventil vorteilhaft von der Saugseite her lediglich mit dem Öffnungsdruck des Saugventils beaufschlagt, wenn es in der Offenposition gehalten ist. Preferably, the suction valve is hydraulically parallel to the pressure relief valve or to the flow control valve angeord ¬ net. Thereby, the flow control valve is advantageously acted upon from the suction side only with the opening pressure of the suction valve when it is held in the open position.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das Druckbegrenzungsventil auch hydraulisch parallel zu dem Mengenregelventil angeordnet sein. Auch dadurch können Druckpulsationen am Mengenregelventil vermieden werden und ist das Mengenregel¬ ventil nicht dauerhaft mit dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils belastet. In an alternative embodiment, the pressure relief valve may also be arranged hydraulically parallel to the flow control valve. This also pressure pulsations can be avoided at the flow control valve and the flow control ¬ valve is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hochdruckraum zwei Kammern mit jeweils einem Auslassventil zum Auslassen eines in dem Hochdruckraum druckbeaufschlagten Kraftstoffes aus dem Hochdruckraum in eine gemeinsame Hochdruckleitung aufweist. Dadurch kann einem der Kraftstoffhochdruckpumpe nachgeordne¬ ten Rail ein unterschiedlicher Kraftstoffdruck zugeführt werden, nämlich aus den beiden unterschiedlichen Kammern des Hochdruckraumes, die in die gemeinsame Hochdruckleitung mün¬ den. Vorzugsweise ist dabei das Mengenregelventil hydraulisch mit einer ersten Kammer des Hochdruckraumes und die mechani¬ sche Druckregeleinrichtung hydraulisch mit einer zweiten Kammer des Hochdruckraumes verbunden. Eine solche Anordnung kann beispielsweise durch einen gestuften Pumpenkolben und einen entsprechend gestuften Hochdruckraum realisiert werden. It is particularly advantageous if the high-pressure chamber has two chambers each with an outlet valve for discharging a fuel pressurized in the high-pressure chamber from the high-pressure chamber into a common high-pressure line. This allows one of the high-pressure fuel pump nachgeordne ¬ th Rail a different fuel pressure can be supplied, namely, from the two different compartments of the high-pressure chamber, which in the common high-pressure line Mün ¬. The flow control valve is hydraulically connected hydraulically to a first chamber of the high-pressure chamber and the mechanical ¬ specific pressure control means having a second chamber of the high-pressure chamber preferably. Such an arrangement can be realized for example by a stepped pump piston and a correspondingly stepped high-pressure chamber.
Vorzugsweise sind die Auslassventile dabei als Rückschlagven¬ tile mit unterschiedlichen Öffnungsdrücken ausgebildet. Vorteilhaft ist hydraulisch vor und/oder nach dem Druckbegrenzungsventil und/oder dem Saugventil eine Drossel zur Ver¬ ringerung einer Schwingungsbildung innerhalb des jeweiligen Ventils angeordnet. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn diese mechanischen Ventile aufgrund hoher Strömungen in Schwingung geraten könnten. Über die vorteilhaft verwendete Drossel kann zusätzlich eine Geräuschreduktion während des Pumpenbetriebes erzielt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt : Preferably, the exhaust valves are designed as Rückschlagven ¬ tile with different opening pressures. A throttle for ringerung Ver ¬ a vibration formation within the respective valve is advantageously hydraulically before and / or after the pressure limiting valve and / or the suction valve arranged. This is particularly advantageous if these mechanical valves could get into vibration due to high currents. In addition, a noise reduction during pump operation can be achieved via the advantageously used throttle. Advantageous embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer Kraftstoffhoch- druckpumpe mit einem Mengenregelventil und einer mechanischen Druckregeleinrichtung zum Versorgen eines Hochdruckraumes mit Kraftstoff; 1 is a longitudinal sectional view of a high-pressure fuel pump with a flow control valve and a mechanical pressure control device for supplying a high-pressure chamber with fuel.
Fig. 2 eine Detailansicht auf das Mengenregelventil aus Fig. 2 is a detail view of the flow control valve
Fig. 1;  Fig. 1;
Fig. 3 ein Flussdiagramm, das schematisch Schritte zeigt, die in einem Versorgungsverfahren zum Versorgen des Hochdruckraumes der Kraftstoffhochdruckpumpe aus Fig. 1 mit Kraftstoff durchgeführt werden; 3 is a flowchart schematically showing steps performed in a supply method for supplying the high-pressure space of the high-pressure fuel pump of FIG. 1 with fuel;
Fig. 4 eine Grafik, die eine durch das Versorgungsverfahren aus Fig. 3 erzielbare Geräuschreduktion im Vergleich zu üblichen Kraftstoffhochdruckpumpen dar- stellt; 4 is a graph showing a reduction in noise achievable by the supply method of FIG. 3 compared to conventional high-pressure fuel pumps;
Fig. 5 eine erste Ausführungsform einer Versorgungsvorrichtung, die das Versorgungsverfahren gemäß Fig. 3 ausführen kann; FIG. 5 shows a first embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3; FIG.
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer Versorgungsvorrichtung, die das Versorgungsverfahren gemäß Fig. 3 ausführen kann; Fig. 7 eine dritte Ausführungsform einer Versorgungsvorrichtung, die das Versorgungsverfahren gemäß Fig. 3 ausführen kann; und FIG. 6 shows a second embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3; FIG. FIG. 7 shows a third embodiment of a supply device which can carry out the supply method according to FIG. 3; FIG. and
Fig. 8 eine vierte Ausführungsform einer Versorgungsvorrichtung, die das Versorgungsverfahren gemäß Fig. 3 ausführen kann. FIG. 8 shows a fourth embodiment of a supply device that can perform the supply method according to FIG. 3.
Fig. 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer Kraftstoff- hochdruckpumpe 10, die einen Hochdruckraum 12 aufweist, in dem ein Pumpenkolben 14 so angeordnet ist, dass er durch eine translatorische Bewegung ein Volumen des Hochdruckraumes 12 periodisch vergrößern und verkleinern kann. Der Hochdruckraum 12 ist hydraulisch mit einer Niederdruckleitung 16 und mit einer Hochdruckleitung 18 verbunden. Von der Niederdruckleitung 16 wird dem Hochdruckraum 12 ein Kraftstoff zugeführt, sodass dieser in dem Hochdruckraum 12 mit Druck beaufschlagt werden kann, und dann aus dem Hochdruckraum 12 in die Hochdruckleitung 18 ausgelassen, um dann beispielsweise einem der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 nachgelagerten Rail zugeführt zu werden . 1 shows a longitudinal sectional illustration of a high-pressure fuel pump 10 which has a high-pressure chamber 12 in which a pump piston 14 is arranged such that it can periodically increase and reduce a volume of the high-pressure chamber 12 by means of a translatory movement. The high pressure chamber 12 is hydraulically connected to a low pressure line 16 and to a high pressure line 18. From the low pressure line 16, a fuel is supplied to the high-pressure chamber 12, so that it can be pressurized in the high pressure chamber 12, and then discharged from the high-pressure chamber 12 in the high-pressure line 18, for example, then fed to one of the high-pressure fuel pump 10 downstream rail.
Um den Hochdruckraum 12 mit dem Kraftstoff aus der Niederdruckleitung 16 zu versorgen, ist in Strömungsrichtung des Kraftstoffes eine Versorgungsvorrichtung 20 vorgesehen, mit deren Hilfe dem Hochdruckraum 12 Kraftstoff zugeführt werden kann. Die Versorgungsvorrichtung 20 weist ein Mengenregelven- til 22 auf, das ein Schließelement 24 umfasst, über das eine Kraftstoffmenge in dem Hochdruckraum 12 und somit auch ein sich in dem Hochdruckraum 12 aufbauender Kraftstoffdruck variabel gehalten werden kann. Weiter umfasst die Versorgungs¬ vorrichtung 20 eine mechanische Druckregeleinrichtung 26. Diese weist in der vorliegenden Ausführungsform ein Druckbegrenzungsventil 28 und ein Saugventil 30 auf, das Saugventil 30 kann jedoch auch optional weggelassen werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl das Druckbegrenzungsventil 28 als auch das Saugventil 30 als Rückschlagventile ausgebildet, wobei jeweils ein konstanter Öffnungsdruck der beiden Ventile 28, 30 über die jeweilige Feder 32 der Rückschlagventile eingestellt ist. In order to supply the high pressure chamber 12 with the fuel from the low pressure line 16, a supply device 20 is provided in the flow direction of the fuel, with the help of the high pressure chamber 12 fuel can be supplied. The supply device 20 has a quantity control valve 22, which comprises a closing element 24, via which a fuel quantity in the high-pressure space 12 and thus also a fuel pressure building up in the high-pressure space 12 can be kept variable. Further, the supply ¬ device 20 comprises a mechanical pressure regulating device 26. This comprises in the present embodiment, a pressure relief valve 28 and a suction valve 30, however, the suction valve 30 can also optionally be omitted. In the present embodiment, both the pressure relief valve 28 and the suction valve 30 are designed as check valves, wherein in each case a constant opening pressure of two valves 28, 30 is set via the respective spring 32 of the check valves.
An der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ist zur Geräuschminimie- rung insbesondere von Schwingungsvibrationen in der Niederdruckleitung 16 ein Dämpfer 34 angeordnet, der jedoch auch optional weggelassen werden kann. On the high-pressure fuel pump 10, a damper 34 is arranged for noise minimization, in particular of vibration vibrations in the low-pressure line 16, which, however, can also optionally be omitted.
Zusätzlich ist eine Steuereinrichtung 36 vorgesehen, mit der eine Position des Schließelementes 24 des Mengenregelventils 22 gesteuert werden kann. Die Steuereinrichtung 36 ist dabei dazu ausgebildet, dafür zu sorgen, dass das Mengenregelventil 22 nicht nur in einzelnen Positionen mit bestimmten Strommengen beaufschlagt wird, sondern auch vollständig unbestromt verbleiben kann, d.h. abgeschaltet ist. Das Mengenregelventil 22 ist vorteilhaft als stromlos offenes Mengenregelventil 22 ausgebildet, sodass es im unbestromten Zustand in einer Of¬ fenstellung verbleibt und somit einen Fluss des Kraftstoffes von der Niederdruckleitung 16 in den Hochdruckraum 12 hinein nicht blockiert. In addition, a control device 36 is provided with which a position of the closing element 24 of the flow control valve 22 can be controlled. The control device 36 is designed to ensure that the flow control valve 22 is not only applied in individual positions with certain amounts of electricity, but also can remain completely de-energized, that is turned off. The flow control valve 22 is advantageously designed as normally open flow control valve 22 so that it remains in the de-energized state in a ¬ fenstellung and thus does not block a flow of fuel from the low pressure line 16 into the high-pressure chamber 12 inside.
Zusätzlich ist eine Erfassungseinrichtung 38 vorgesehen, die einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst. Dies kann beispielsweise eine Drehzahl der Brennkraftmaschine sein, die in einem Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine niedriger ist als in sonstigen Betriebszuständen . In addition, a detection device 38 is provided, which detects an operating state of the internal combustion engine. This may be, for example, a speed of the internal combustion engine, which is lower in an idling operation of the internal combustion engine than in other operating conditions.
Das Mengenregelventil 22 ist in Fig. 2 in größerem Detail dargestellt. Das Mengenregelventil 22 ist als Magnetventil 40 ausgebildet und weist daher ein Polstück 42, einen Anker 44 und eine Spule 46 auf. Der Anker 44 ist mit dem Schließele¬ ment 24 verbunden und bewegt somit bei seiner eigenen Bewe¬ gung das Schließelement 24 entlang dessen Längsachse. Da es sich bei dem Magnetventil 40 um ein stromlos offenes Ventil handelt, sind der Anker 44 und somit auch das Schließelement 24 im stromlosen Zustand so angeordnet, dass das Magnetventil 40 sich in einer offenen Position befindet. Dabei liegt der Anker 44 nicht an dem Polstück 42 an. Wird nun das Magnetven- til 40 und somit auch die Spule 46 bestromt, bewegt sich der Anker 44 auf das Polstück 42 zu, sodass diese beiden Elemente aneinanderschlagen . Wird das Magnetventil 40 dann wieder entströmt, bewegt sich der Anker 44 zusammen mit dem Schließ- element 24 wieder von dem Polstück 42 weg, was auf der dem Polstück 42 gegenüberliegenden Seite zu einem Anschlagen des Schließelementes 24 auf einer Scheibe 48 führt. Sowohl der Stoß durch den Ankeranzug beim Bestromen als auch durch das Prellen des Schließelementes 24 beim Entströmen führt zu An- regungen eines umgebenden Gehäuses 50 und somit zu einer starken Geräuschentwicklung. The flow control valve 22 is shown in Fig. 2 in greater detail. The flow control valve 22 is designed as a solenoid valve 40 and therefore has a pole piece 42, an armature 44 and a coil 46. The armature 44 is connected to the Schließele ¬ ment 24 and thus moves in its own BEWE ¬ supply the closure member 24 along its longitudinal axis. Since the solenoid valve 40 is a normally open valve, the armature 44 and thus also the closing element 24 are arranged in the de-energized state so that the solenoid valve 40 is in an open position. In this case, the armature 44 is not applied to the pole piece 42. Will the magnetic valve energized, and thus also the coil 46, the armature 44 moves toward the pole piece 42, so that these two elements abut. If the solenoid valve 40 then flows out again, the armature 44 moves together with the closing element 24 away from the pole piece 42, which leads on the pole piece 42 opposite side to a striking of the closing element 24 on a disc 48. Both the impact of the anchor suit during energization and the bouncing of the closing element 24 during the escape lead to excitations of a surrounding housing 50 and thus to a strong noise development.
Diese Geräuschentwicklung ist insbesondere dann besonders störend, wenn weitere umgebende Nebengeräusche der Brenn- kraftmaschine eher gering sind. Dies ist beispielsweise bei einem Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine der Fall, kann aber beispielsweise auch bei langsamer Fahrt zum Tragen kommen . Daher wird nun vorgeschlagen, das Mengenregelventil 22 in solchen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, in denen die Brennkraftmaschine selbst nur eine geringe Geräuschkulis¬ se erzeugt, vollständig auszuschalten, und nur dann zuzu¬ schalten, wenn die Nebengeräuschkulisse der Brennkraftmaschi- ne so hoch ist, dass die durch das Mengenregelventil 22 er¬ zeugten Geräusche nicht mehr auffallen. This noise development is particularly troublesome in particular if further ambient background noises of the internal combustion engine are rather low. This is the case, for example, during an idling operation of the internal combustion engine, but can also come into play, for example, when driving slowly. Therefore, it is now proposed that the quantity control valve 22 completely switch off in such operating states of the internal combustion engine in which the internal combustion engine itself produces only a small Geräuschkulis ¬ se, and only zu ¬ switch when the background noise of the engine is so high that the through the flow control valve 22 he no longer noticed ¬ noises.
Ein entsprechendes Versorgungsverfahren, mit dem der Hochdruckraum 12 mit Kraftstoff versorgt wird, ist in Fig. 3 an- hand eines Flussdiagramms schematisch dargestellt. A corresponding supply method with which the high-pressure chamber 12 is supplied with fuel is shown schematically in FIG. 3 by means of a flow chart.
Dabei werden zunächst die Betriebszustände definiert, in de¬ nen eine geringe Geräuschkulisse bzw. eine hohe Geräuschku¬ lisse durch die Brennkraftmaschine erzeugt wird und diese Be- triebszustände als erster Betriebszustand (niedrige Geräusch¬ kulisse) bzw. zweiter Betriebszustand (hohe Geräuschkulisse) definiert. Dies kann abhängig von einer Drehzahl der Brennkraftmaschine sein. Um den Übergang von dem ersten Betriebs- zustand zu dem zweiten Betriebszustand zu bestimmen, wird ein Grenzwert für den Betriebszustand definiert. Here, the operating states of first be defined, in de ¬ NEN a low noise or a high Geräuschku ¬ lisse generated by the internal combustion engine and these operating states as the first operating state (low noise ¬ scenery) or second operating mode (high background noise) are defined. This can be dependent on a speed of the internal combustion engine. To make the transition from the first operational state to determine the second operating state, a limit for the operating state is defined.
In einem zweiten Schritt wird dann der Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfasst, beispielsweise indem die Drehzahl der Brennkraftmaschine erfasst wird. In a second step, the operating state of the internal combustion engine is then detected, for example by the speed of the internal combustion engine is detected.
In einem nächsten Schritt wird dann entschieden, ob der Betriebszustand den Grenzwert unterschreitet. Ist dies der Fall, handelt es sich um den ersten Betriebszustand mit einer niedrigen Geräuschkulisse und das Mengenregelventil 22 wird abgeschaltet. Liegt jedoch der Betriebszustand über dem defi¬ nierten Grenzwert handelt es sich um den zweiten Betriebszu¬ stand mit einer hohen Geräuschkulisse, sodass das Mengenre- gelventil 22 eingeschaltet wird. In a next step, it is then decided whether the operating state falls below the limit value. If this is the case, it is the first operating state with a low noise and the flow control valve 22 is turned off. However, if the operating state above the defi ¬ ned limit value is the second Betriebszu ¬ stand with a high noise, so that the flow control valve 22 is turned on.
Fig. 4 zeigt eine schematische Grafik, in der ein Schall¬ druckpegel dB (A) in beliebigen Einheiten gegen ein Frequenzband in Hz aufgetragen ist. Die senkrechten Balken markieren dabei einen Bereich, in dem eine Verringerung der Geräuschentwicklung, die durch das Mengenregelventil 22 verursacht wird, gewünscht ist. Die oberen Kurven a und b sind von Fig. 4 shows a schematic diagram, in which a sound pressure level ¬ dB (A) is plotted in arbitrary units against frequency band in Hz. The vertical bars mark a region in which a reduction in the noise caused by the flow control valve 22 is desired. The upper curves a and b are from
Kraftstoffhochdruckpumpen 10 erzeugt worden, in denen das Mengenregelventil 22 wie üblich nur in Abhängigkeit der ange- forderten Kraftstoffmenge bzw. des angeforderten Kraftstoff¬ druckes gesteuert worden ist. Dagegen zeigt die Kurve c den Schalldruckpegel, der vorherrscht, wenn das Mengenregelventil 22 wie zuvor beschrieben, gar nicht angesteuert wird. In dem betreffenden Frequenzbereich, in dem sich die Brennkraftma- schine im Leerlauf befindet, kann so eine deutlich geringere Geräuschentwicklung erzeugt werden. High-pressure fuel pump 10 has been generated, in which the flow control valve 22 has been controlled as usual only as a function of the requested fuel quantity or the requested fuel ¬ pressure. In contrast, the curve c shows the sound pressure level, which prevails when the flow control valve 22 as described above, not driven at all. In the relevant frequency range, in which the internal combustion engine is idling, so a significantly lower noise can be generated.
Das Problem der Geräuschemission wird daher derart gelöst, dass das Mengenregelventil 22 während des Leerlaufbetriebes und gegebenenfalls auch bei erhöhtem Leerlauf komplett ausge¬ schaltet wird, sodass es keine Anregung des Gehäuses 50 durch das Mengenregelventil 22 mehr gibt. Damit jedoch weiterhin eine ausreichende Menge an druckbeaufschlagtem Kraftstoff zur Verfügung steht, erfolgt die Druckregelung durch die mechanische Druckregeleinrichtung 26. Damit das Mengenregelventil 22 hier den Kraftstofffluss von der Niederdruckleitung 16 in den Hochdruckraum 12 nicht blockiert, ist es von Vorteil, wenn es als stromlos offenes Magnetventil 40 ausgebildet ist. DerThe problem of noise emission is thus solved such that the volume control valve 22 is fully ¬ on during the idling operation and, optionally, also at elevated idling, so there is no suggestion of the housing 50 through the volume control valve 22 more. However, this continues to be a sufficient amount of pressurized fuel for In order for the flow control valve 22 here does not block the flow of fuel from the low pressure line 16 into the high-pressure chamber 12, it is advantageous if it is designed as a normally open solenoid valve 40. Of the
Systemdruck während des Leerlaufbetriebes wird beispielsweise mechanisch durch ein Druckbegrenzungsventil 28 geregelt (vgl. Fig. 1). Dieses Druckbegrenzungsventil 28 ermöglicht jedoch keinen variablen Systemdruck wie das Mengenregelventil 22, sondern einen Konstantdruck während des Leerlaufbetriebes , da der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 28 mechanisch eingestellt ist. Wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine nun erhöht, hat man die Möglichkeit, das Mengenregelventil 22 wieder zu bestromen bzw. anzusteuern und damit die Druckrege- lung über das Mengenregelventil 22 zu realisieren. In derSystem pressure during idle operation, for example, mechanically controlled by a pressure relief valve 28 (see Fig. 1). However, this pressure relief valve 28 does not allow a variable system pressure as the flow control valve 22, but a constant pressure during idling operation, since the opening pressure of the pressure relief valve 28 is mechanically adjusted. If the speed of the internal combustion engine is now increased, it is possible to re-energize or control the quantity control valve 22 and thus to realize the pressure regulation via the volume control valve 22. In the
Steuereinrichtung 36 ist eine Grenzfunktion hinterlegt, die definiert, ab wann ein Zuschalten bzw. Abschalten des Mengen- regelventils 22 nötig ist, sodass zwischen mechanischer kon¬ stanter Druckregelung und variabler Druckregelung gewechselt werden kann. Der mechanisch geregelte Konstantdruck kann je nach Anforderung eingestellt werden, beispielsweise über eine Federkraft der Feder 32. Control device 36 is a limit function deposited, which defines from when a connection or disconnection of the flow control valve 22 is necessary, so that can be changed between mechanical con ¬ constant pressure control and variable pressure control. The mechanically controlled constant pressure can be adjusted as required, for example via a spring force of the spring 32nd
Das Druckbegrenzungsventil 28 lässt im offenen Zustand des Mengenregelventils 22 Kraftstoff aus dem Hochdruckraum 12 in die Niederdruckleitung 16 ab, wenn sein vorbestimmter Öffnungsdruck in dem Hochdruckraum 12 überschritten worden ist. So kann in dem Hochdruckraum 12 ein konstanter Kraftstoffdruck eingestellt werden. The pressure relief valve 28 leaves in the open state of the flow control valve 22 fuel from the high pressure chamber 12 into the low pressure line 16 from when its predetermined opening pressure in the high-pressure chamber 12 has been exceeded. Thus, in the high-pressure chamber 12, a constant fuel pressure can be adjusted.
Die mechanische Druckregelung in dem Hochdruckraum 12 kann daher durch das Druckbegrenzungsventil 28 alleine realisiert werden. Es ist jedoch von Vorteil, wenn zusätzlich noch das Saugventil 30 vorgesehen ist, das eine kontrollierte gesteu- erte Ansaugung von Kraftstoff aus der Niederdruckleitung 16 in den Hochdruckraum 12 ermöglicht. Insgesamt werden daher zwei Mechanismen zur Druckregelung verwendet: Bei der Druckregelung mittels Mengenregelventil 22 kann eine variable Druckregelung stattfinden, jedoch mit dem Kompromiss, dass eine erhöhte Geräuschatmosphäre vorherrscht, insbesondere durch das Klackern des Ankers 44, wobei das Ge¬ häuse 50 als Lautsprecher dient und das Geräusch noch verstärkt . The mechanical pressure control in the high-pressure chamber 12 can therefore be realized by the pressure limiting valve 28 alone. However, it is advantageous if, in addition, the suction valve 30 is provided, which allows a controlled controlled intake of fuel from the low-pressure line 16 into the high-pressure chamber 12. Therefore, two mechanisms are used for pressure control: In the pressure control by volume control valve 22, a variable pressure control take place, but with the compromise that an increased noise atmosphere prevails, in particular by the clatter of the armature 44, wherein the Ge ¬ housing 50 serves as a speaker and the noise is amplified.
Bei der Druckregelung mittels der mechanischen Druckregelein- richtung 26, beispielsweise im Leerlaufbetrieb der Brenn¬ kraftmaschine, wird aber das Mengenregelventil 22 ausgeschal¬ tet. Dadurch, dass das Mengenregelventil 22 stromlos geöffnet ist, stellt es keine Beeinträchtigung dar. Der Anreger für die Geräuschemission ist somit deaktiviert und die Kraft- stoffhochdruckpumpe 10 arbeitet deutlich leiser. Nun kommen die zusätzlich verbauten mechanischen Ventile wie das Druckbegrenzungsventil 28 und das Saugventil 30 zum Einsatz. Das Saugventil 30 als mechanisches Einlassventil 42 sorgt dafür, dass das Pumpprinzip möglich bleibt. Das zusätzlich verbaute mechanische Druckbegrenzungsventil 28 sorgt dafür, dass ein Konstantdruck in dem Hochdruckraum 12 eingestellt und geregelt wird, und somit eine Hochdruckeinspritzung im Leerlauf¬ betrieb stattfinden kann. Dadurch erfolgt eine Geräuschreduktion im relevanten Bereich, nämlich im Leerlaufbetrieb, und es können andere Maßnahmen zur Geräuschabschirmung vermieden werden, was mit einer deutlichen Kostenersparnis einhergeht. Die Geräuschreduktion kann mit einem deutlich geringeren technischen Aufwand als zuvor erzielt werden. Zusätzlich entsteht der Vorteil, dass durch das unbestromte Mengenregelventil 22 keine elektrische Leis¬ tung verbraucht wird. Weiter ist es möglich, die Druckpulsa¬ tionen in der Niederdruckleitung 16 gering zu halten. In besonders günstigen Fällen kann sogar der Dämpfer 34 an dem Ge- häuse 50 entfallen. In the pressure control by means of the mechanical pressure regulating device 26, for example, during idling operation of the internal combustion ¬ engine, but the flow control valve 22 is switched off ¬ tet. The fact that the flow control valve 22 is normally open, it represents no impairment. The exciter for the noise emission is thus deactivated and the high-pressure fuel pump 10 operates much quieter. Now come the additional built-mechanical valves such as the pressure relief valve 28 and the suction valve 30 are used. The suction valve 30 as a mechanical inlet valve 42 ensures that the pumping principle remains possible. The additionally installed mechanical pressure relief valve 28 ensures that a constant pressure in the high-pressure chamber 12 is set and regulated, and thus a high-pressure injection in idle ¬ operation can take place. This results in a noise reduction in the relevant area, namely in idle mode, and it can be avoided other measures for noise shielding, which is associated with a significant cost savings. The noise reduction can be achieved with a much lower technical effort than before. In addition, that no electrical Leis ¬ tung consumed by the unpowered flow control valve 22, the advantage is created. It is also possible to keep the Druckpulsa ¬ tions in the low-pressure line 16 low. In particularly favorable cases, even the damper 34 on the housing 50 can be omitted.
Fig. 5 bis Fig. 8 zeigen vier unterschiedliche denkbare Aus¬ führungsformen, wie das Mengenregelventil 22 und die mechani- sehe Druckregeleinrichtung 26 in der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 angeordnet sein können. Fig. 5 to Fig. 8 show four different imaginable from ¬ guide shapes, such as the flow control valve 22 and the mechanical see pressure control device 26 may be disposed in the high-pressure fuel pump 10.
In Fig. 5 ist dabei eine erste Ausführungsform gezeigt, bei der das Mengenregelventil 22 in Reihe zu dem Druckbegren¬ zungsventil 28 angeordnet ist, wobei das Druckbegrenzungsven¬ til 28 hydraulisch zwischen dem Hochdruckraum 12 und dem Mengenregelventil 22 angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass an dem Mengenregelventil 22 keine Druckpulsationen entstehen, und das Mengenregelventil 22 nicht dauerhaft mit dem Öff¬ nungsdruck des Druckbegrenzungsventils 28 belastet ist. In dieser Ausführungsform ist das Saugventil 30 hydraulisch parallel sowohl zu dem Mengenregelventil 22 als auch zu dem Druckbegrenzungsventil 28 angeordnet. In Fig. 5, a first embodiment, there is shown, in which the flow control valve 22 is arranged in series with the Druckbegren ¬ relief valve 28 wherein the pressure control Sven ¬ til 28 hydraulically between the high pressure chamber 12 and the flow control valve 22 is arranged. This has the advantage that at the flow control valve 22 no pressure pulsations arise, and the flow control valve 22 is not permanently loaded with the Öff ¬ pressure of the pressure relief valve 28. In this embodiment, the suction valve 30 is hydraulically arranged in parallel with both the flow control valve 22 and the pressure relief valve 28.
In einer zweiten Ausführungsform, gezeigt in Fig. 6, ist das Saugventil 30 hydraulisch nur zu dem Druckbegrenzungsventil 28 parallel geschaltet. Dabei ist das Druckbegrenzungsventil 28 wie in Fig. 5 in Reihe zu dem Mengenregelventil 22 und hydraulisch zwischen dem Mengenregelventil 22 und dem Hochdruckraum 12 angeordnet. Auch hier besteht der Vorteil darin, dass keine Druckpulsationen am Mengenregelventil 22 vorherrschen und das Mengenregelventil 22 nicht dauerhaft mit dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils belastet ist. In a second embodiment, shown in Fig. 6, the suction valve 30 is hydraulically connected in parallel only to the pressure relief valve 28. In this case, the pressure relief valve 28 is arranged as shown in Fig. 5 in series with the flow control valve 22 and hydraulically between the flow control valve 22 and the high-pressure chamber 12. Again, there is the advantage that no pressure pulsations prevail at the flow control valve 22 and the flow control valve 22 is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve.
Fig. 7 zeigt eine dritte mögliche Ausführungsform, bei der das Druckbegrenzungsventil 28 wie in Fig. 6 hydraulisch pa¬ rallel zu dem Saugventil 30 und in Reihe zu dem Mengenregel¬ ventil 22 angeordnet ist, jedoch nicht zwischen dem Mengenre- gelventil 22 und dem Hochdruckraum 12, sondern in dieser Ausführungsform ist das Mengenregelventil 22 hydraulisch zwischen dem Druckbegrenzungsventil 28 und dem Hochdruckraum 12 angeordnet . Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Anordnung, bei der kein Saugventil 30 vorhanden ist, und das Druckbegrenzungsventil 28 hydraulisch parallel zu dem Mengenregelventil 22 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der Hoch- druckraum 12 mit einer ersten Kammer 54 und einer zweiten Kammer 56 ausgebildet, die über eine Stufenbohrung 58 reali¬ siert sind. Gleichzeitig ist der Pumpenkolben 14 ebenfalls gestuft ausgeführt, so dass durch die Bewegung des Pumpenkol- bens 14 die beiden Kammern 54, 56 während des Pumpzyklus von¬ einander getrennt werden. Das Mengenregelventil 22 ist dabei mit der ersten Kammer 54 hydraulisch verbunden und das Druckbegrenzungsventil 28 mit der zweiten Kammer 56. Jeder Kammer 54, 56 ist ein eigenes Auslassventil 60 zugeordnet, wobei die Auslassventile 60 gemeinsam in eine gemeinsame Hochdrucklei¬ tung 18 münden. Die beiden Auslassventile 60 haben vorteil¬ haft unterschiedliche Öffnungsdrucke. Bewegt sich der Pumpen¬ kolben 14, wird zuerst Kraftstoff in der ersten Kammer 54 verdichtet und über das zugeordnete Auslassventil 60 in die Hochdruckleitung 18 geführt. Bei einer weiteren Bewegung des Pumpenkolbens 14 wird dann auch der Kraftstoff in der zweiten Kammer 56 verdichtet und über das dort zugeordnete Auslass¬ ventil 60 in die Hochdruckleitung 18 geführt. Übersteigt der Druck in der zweiten Kammer 56 einen vorbestimmten Öffnungs- druck des Druckbegrenzungsventiles 28, öffnet dieses und steuert den Kraftstoff in die Niederdruckleitung 16 ab. Auch in dieser Anordnung besteht der Vorteil darin, dass an dem Mengenregelventil 22 keine Druckpulsationen von dem Hochdruckraum 12 her anliegen, und dass das Mengenregelventil 22 nicht dauerhaft mit dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungs¬ ventiles 28 belastet ist. Fig. 7 shows a third possible embodiment in which the pressure relief valve 28 is arranged hydraulically pa ¬ rallel to the suction valve 30 and in series with the flow control ¬ valve 22, but not between the flow control valve 22 and the high-pressure chamber 12, but in this embodiment, the flow control valve 22 is arranged hydraulically between the pressure relief valve 28 and the high-pressure chamber 12. Fig. 8 shows a fourth embodiment of an arrangement in which no suction valve 30 is present, and the pressure relief valve 28 is arranged hydraulically parallel to the flow control valve 22. In this embodiment, the high pressure chamber 12 formed with a first chamber 54 and a second chamber 56, which are reali ¬ Siert via a stepped bore 58. At the same time, the pump piston 14 is also carried out stepped, so that by the movement of Pumpenkol- bens 14, the two chambers 54, 56 are separated during the pumping cycle of ¬ today. The flow control valve 22 is hydraulically connected to the first chamber 54 and the pressure relief valve 28 to the second chamber 56. Each chamber 54, 56 is associated with its own exhaust valve 60, wherein the exhaust valves 60 open together in a common Hochdrucklei ¬ device 18. The two exhaust valves 60 have beneficial ¬ way different opening pressures. Moves the pump ¬ piston 14, fuel is first compressed in the first chamber 54 and out through the associated exhaust valve 60 in the high pressure line eighteenth In a further movement of the pump piston 14 and the fuel is then compressed in the second chamber 56 and passed through the associated there outlet valve ¬ 60 in the high-pressure line 18. If the pressure in the second chamber 56 exceeds a predetermined opening pressure of the pressure-limiting valve 28, it opens and controls the fuel into the low-pressure line 16. Also in this arrangement, the advantage is that rest against the flow control valve 22 no pressure pulsations of the high-pressure chamber 12 ago, and that the flow control valve 22 is not permanently loaded with the opening pressure of the pressure relief valve 28 ¬ .
Der oben beschriebene Mechanismus ermöglicht es, die Geräu¬ sche einer Kraftstoffhochdruckpumpe 10 beispielsweise im Leerlauf und in einem erhöhten Leerlauf stark zu reduzieren, da ausschließlich mechanische Ventile die Pumpfunktion si¬ cherstellen. Dabei sind keine elektrischen Ventile aktiv, wodurch elektromechanische Geräusche oder auch entsprechende Beschleunigungen vermieden werden. Da das geräuschverursa- chende und anregende Mengenregelventil 22 während des Leer¬ laufes ausgeschaltet, d. h. nicht bestromt, ist, kann eine Geräuschemission vermieden werden. Die mechanische Druckregeleinrichtung 26 wird nun verwendet, um den Saugtakt zu ge- währleisten, wobei das Mengenregelventil 22 stromlos geöffnet ist, und um zu einem bestimmten Zeitpunkt des Pumpentaktes zu schließen. Beispielsweise regelt das Druckbegrenzungsventil 28 mit Verbindung zu dem Hochdruckraum 12 den voreingestell- ten Systemdruck in diesem Fall mechanisch. The mechanism described above makes it possible to reduce the spacious a ¬ a specific high-pressure fuel pump 10, for example at idle and in a raised idle strong because only mechanical valves, the pumping function si ¬ cherstellen. In this case, no electrical valves are active, whereby electromechanical noise or corresponding accelerations are avoided. Since the geräuschverursa--reaching and stimulating flow control valve turned 22 during idle ¬ run, that is not energized, is a noise can be avoided. The mechanical pressure control device 26 is now used to control the suction cycle. ensure, wherein the flow control valve 22 is normally open, and to close at a certain time of the pump cycle. For example, the pressure limiting valve 28 with connection to the high-pressure chamber 12 mechanically regulates the preset system pressure in this case.

Claims

Patentansprüche claims
1. Versorgungsverfahren zum Versorgen eines Hochdruckraumes (12) einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) für eine Brenn- kraftmaschine mit Kraftstoff aus einer Niederdruckleitung (16) , aufweisend die Schritte: 1. A supply method for supplying a high-pressure chamber (12) of a high-pressure fuel pump (10) for an internal combustion engine with fuel from a low-pressure line (16), comprising the steps:
a) Bereitstellen eines schaltbaren Mengenregelventils (22) zum Versorgen des Hochdruckraumes (12) mit einer variierbaren Kraftstoffmenge aus der Niederdruckleitung (16); a) providing a switchable quantity control valve (22) for supplying the high pressure space (12) with a variable amount of fuel from the low pressure line (16);
b) Bereitstellen einer mechanischen Druckregeleinrichtung (26) zum Versorgen des Hochdruckraumes (12) mit einem kon¬ stanten Kraftstoffdruck; b) providing a mechanical pressure control device (26) for supplying the high-pressure chamber (12) with a kon ¬ constants fuel pressure;
c) Erfassen eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine in einem ersten Betriebszustand eine niedrigere Drehzahl aufweist als in einem zweiten Be¬ triebszustand; c) detecting an operating condition of the internal combustion engine, the internal combustion engine in a first operating condition has a lower speed than in a second Be ¬ operating state;
d) Abschalten des Mengenregelventils (22) in dem ersten Be¬ triebszustand; d) switching off the flow control valve (22) in the first Be ¬ operating state;
e) Einschalten des Mengenregelventils (22) in dem zweiten Betriebszustand. e) switching on the quantity control valve (22) in the second operating state.
2. Versorgungsverfahren nach Anspruch 1, 2. Supply method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Leerlaufbetrieb der Brenn¬ kraftmaschine als der erste Betriebszustand definiert wird. characterized in that an idling operation of the internal combustion ¬ engine is defined as the first operating state.
3. Versorgungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Mengenregelventil (22) ein Magnetventil (40) zum Einlassen von Kraftstoff aus der Nie¬ derdruckleitung (16) in den Hochdruckraum (12), insbesondere ein stromlos offenes Magnetventil (40), bereitgestellt wird und/oder dass als mechanische Druckregeleinrichtung (26) ein Druckbegrenzungsventil (28) zum Auslassen von Kraftstoff aus dem Hochdruckraum (12) in die Niederdruckleitung (16) bei Überschreiten eines konstanten, vorbestimmten Öffnungsdruckes in dem Hochdruckraum (12) bereitgestellt wird. 3. Supply method according to one of claims 1 or 2, characterized in that as a flow control valve (22) a solenoid valve (40) for introducing fuel from the Never ¬ derdruckleitung (16) in the high-pressure chamber (12), in particular a normally open solenoid valve ( 40), and / or that as a mechanical pressure control device (26) a pressure relief valve (28) for discharging fuel from the high-pressure chamber (12) in the low-pressure line (16) is provided at a constant, predetermined opening pressure in the high-pressure chamber (12) is exceeded becomes.
4. Versorgungsvorrichtung zum Versorgen eines Hochdruckraumes (12) einer Kraftstoffhochdruckpumpe (10) für eine Brenn- kraftmaschine mit Kraftstoff aus einer Niederdruckleitung (16), insbesondere ausgebildet zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend: 4. Supply device for supplying a high-pressure chamber (12) of a high-pressure fuel pump (10) for a combustion chamber Engine with fuel from a low pressure line (16), in particular designed for carrying out the method according to one of claims 1 to 3, comprising:
ein schaltbares Mengenregelventil (22) zum Versorgen des Hochdruckraumes (12) mit einer variierbaren Kraftstoffmenge aus der Niederdruckleitung (16);  a switchable quantity control valve (22) for supplying the high pressure space (12) with a variable amount of fuel from the low pressure line (16);
eine mechanische Druckregeleinrichtung (26) zum Versorgen des Hochdruckraumes (12) mit einem konstanten Kraftstoff¬ druck; a mechanical pressure control device (26) for supplying the high-pressure chamber (12) with a constant fuel pressure ¬ ;
- eine Steuereinrichtung (36) zum Steuern des Mengenregelven- tils (22), insbesondere zum Steuern einer Position eines Schließelementes (24) des Mengenregelventils (22); - A control device (36) for controlling the Mengenregelven- tils (22), in particular for controlling a position of a closing element (24) of the flow control valve (22);
- eine Erfassungseinrichtung (38) zum Erfassen eines Betriebszustandes, insbesondere einer Drehzahl, der Brennkraft- maschine; - A detection device (38) for detecting an operating condition, in particular a speed, the internal combustion engine;
wobei die Steuereinrichtung (36) dazu ausgebildet ist, das Mengenregelventil (22) in einem ersten Betriebszustand der Brennkraftmaschine abzuschalten und in einem zweiten Betriebszustand der Brennkraftmaschine einzuschalten. wherein the control device (36) is designed to switch off the quantity control valve (22) in a first operating state of the internal combustion engine and to switch it on in a second operating state of the internal combustion engine.
5. Versorgungsvorrichtung nach Anspruch 4, 5. Supply device according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass das Mengenregelventil (22) als stromlos offenes Magnetventil (40) ausgebildet ist, das ins¬ besondere als Einlassventil (52) zum Einlassen einer über ei- ne Position eines Schließelementes (24) variierbaren Kraft¬ stoffmenge in den Hochdruckraum (12) ausgebildet ist und/oder dass die mechanische Druckregeleinrichtung (26) ein Druckbe¬ grenzungsventil (28) umfasst, das dazu ausgebildet ist, Kraftstoff aus dem Hochdruckraum (12) abzulassen, wenn ein konstanter, vorbestimmter Öffnungsdruck in dem Hochdruckraum (12) überschritten wird, wobei das Druckbegrenzungsventil (28) insbesondere dazu ausgebildet ist, den abgelassenen Kraftstoff in die Niederdruckleitung (16) abzusteuern. characterized in that the flow control valve (22) is designed as a normally open solenoid valve (40) which in ¬ particular as an inlet valve (52) for admitting a via a position of a closing element (24) variable amount of fuel ¬ substance in the high-pressure chamber (12 ) is formed and / or that the mechanical pressure control device (26) comprises a Druckbe ¬ delimitation valve (28) which is adapted to discharge fuel from the high-pressure chamber (12) when a constant, predetermined opening pressure in the high-pressure chamber (12) is exceeded wherein the pressure limiting valve (28) is in particular designed to control the discharged fuel into the low pressure line (16).
6. Versorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, 6. Supply device according to one of claims 4 or 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Druckregelein¬ richtung (26) ein mechanisches Saugventil (30) als Einlass- ventil (52) zum Einlassen von Kraftstoff in den Hochdruckraum (12) umfasst. characterized in that the mechanical Druckregelein ¬ direction (26) a mechanical suction valve (30) as an inlet Valve (52) for introducing fuel into the high-pressure chamber (12).
7. Versorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, 7. Supply device according to one of claims 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) hydraulisch in Reihe zu dem Mengenregelventil (22) angeordnet ist, wobei das Saugventil (30) insbesondere hydraulisch pa¬ rallel zu dem Druckbegrenzungsventil (28) und/oder zu dem Mengenregelventil (22) angeordnet ist. characterized in that the pressure relief valve (28) is arranged hydraulically in series with the flow control valve (22), wherein the suction valve (30) is arranged in particular hydraulically pa ¬ rallel to the pressure relief valve (28) and / or to the flow control valve (22).
8. Versorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (28) hydraulisch parallel zu dem Mengenregelventil (22) angeordnet ist, wobei der Hochdruckraum (12) insbesondere zwei Kammern (54, 56) mit jeweils einem Auslassventil (60) zum Auslassen eines in dem Hochdruckraum (12) druckbeaufschlagten Kraftstoffes aus dem Hochdruckraum (12) in eine gemeinsame Hochdruckleitung (18) aufweist, wobei das Mengenregelventil (22) hydraulisch mit einer ersten Kammer (54) des Hochdruckraumes (12) und die mechanische Druckregeleinrichtung (26) hydrau¬ lisch mit einer zweiten Kammer (56) des Hochdruckraumes (12) verbunden ist. 8. Supply device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the pressure limiting valve (28) is arranged hydraulically parallel to the flow control valve (22), wherein the high-pressure chamber (12) in particular two chambers (54, 56) each with an outlet valve ( 60) for discharging a in the high-pressure chamber (12) pressurized fuel from the high-pressure chamber (12) in a common high-pressure line (18), wherein the flow control valve (22) hydraulically with a first chamber (54) of the high-pressure chamber (12) and the mechanical Pressure control device (26) hy ¬ cally connected to a second chamber (56) of the high-pressure chamber (12).
9. Versorgungsvorrichtung nach Anspruch 8, 9. Supply device according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassventile (60) als Rückschlagventile mit unterschiedlichen Öffnungsdrucken ausgebildet sind. characterized in that the outlet valves (60) are designed as check valves with different opening pressures.
10. Versorgungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass hydraulisch vor und/oder nach dem Druckbegrenzungsventil (28) und/oder dem Saugventil (30) eine Drossel zur Verringerung einer Schwingungsbildung innerhalb des jeweiligen Ventils (28, 30) angeordnet ist. 10. Supply device according to one of claims 5 to 9, characterized in that arranged hydraulically before and / or after the pressure limiting valve (28) and / or the suction valve (30), a throttle for reducing vibration formation within the respective valve (28, 30) is.
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