Titel

Kraftstofffördereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie Kraftstoffein- spritzsystem

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer solchen Kraftstofffördereinrichtung.

Stand der Technik

Aus der DE 10 2008 061 473 A1 geht ein Einspritzsystem mit wenigstens einer Kraftstoffpumpe, beispielsweise einer Vorförderpumpe und/oder einer Hochdruckpumpe hervor. Die Kraftstoffpumpe ist über wenigstens ein Wellenlager mit einer abgangseitigen Spülleitung verbunden. Um den Spülöldurchfluss durch das Wellenlager zu begrenzen, wird die Anordnung einer Drossel im Bereich der Kraftstoffpumpe oder der abgangseitigen Spülleitung vorgeschlagen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass bei unterschiedlichem Lagerspiel, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Alterung des Wellenlagers, immer genügend Kraftstoff zur Verfügung steht, um das Einspritzsystem mit Kraftstoff zu versorgen. Die Drossel kann dem Wellenlager in Flussrichtung vor- oder nachgeschaltet sein. Bevorzugt ist die Drossel als dünne Platte oder Scheibe ausgebildet, in welcher eine kleine Bohrung als Spülöldurchfluss ausgebildet ist. Die Platte oder Scheibe wird quer zur Flussrichtung des Kraftstoffs eingebaut, so dass sich vor der Bohrung ein entsprechender Kraftstoffdruck aufbauen kann.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstofffördereinrichtung für ein Kraftstoffeinspritzsystem anzugeben, welche eine größere Betriebsicherheit gewährleistet. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftstofffördereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Darüber hinaus wird ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer solchen Kraftstofffördereinrichtung beansprucht.

Offenbarung der Erfindung

Die vorgeschlagene Kraftstofffördereinrichtung umfasst eine Vorförderpumpe, mittels welcher eine aus einem Kraftstoffvorratsbehälter angesaugte Kraftstoffmenge über eine Kraftstoffleitung einem Triebwerksraum einer Hochdruckpumpe zuführbar ist. Ferner umfasst die Kraftstofffördereinrichtung eine Rücklaufleitung. Im Triebwerksraum der Hochdruckpumpe ist eine Pumpenwelle aufgenommen, die über wenigstens ein Wellenlager drehbar gelagert ist. Über das wenigstens eine Wellenlager ist die Rücklaufleitung mit dem Triebwerksraum der Hochdruckpumpe hydraulisch verbunden. Erfindungsgemäß ist in der Rücklaufleitung stromabwärts des wenigstens einen Wellenlagers ein Ventil vorgesehen, mittels dessen in Abhängigkeit von den jeweiligen Druckrandbedingungen eine über das wenigstens eine Wellenlager aus dem Triebwerksraum abströmende und der Schmierung und/oder Kühlung der Hochdruckpumpe dienende Kraftstoffmenge steuerbar ist. Die Druckrandbedingungen werden vorliegend insbesondere durch den im Triebwerksraum der Hochdruckpumpe herrschenden Zulaufdruck und/oder den in der Rücklaufleitung herrschenden Rücklaufdruck bestimmt. Das Ventil ist demnach druckgesteuert und zwar in der Weise, dass es bei Stillstand der Hochdruckpumpe (kein Zulaufdruck) eine Schaltstellung einnimmt, in welcher der Durchfluss auf ein Minimum begrenzt wird, so dass ein Leerlaufen des Triebwerkraums der Hochdruckpumpe verhindert oder zumindest erschwert wird. Im Normalbetrieb der Hochdruckpumpe nimmt das Ventil dagegen eine Schaltstellung ein, in welcher der Durchfluss derart erhöht wird, dass eine ausreichen- de Schmierung und/oder Kühlung der Hochdruckpumpe sichergestellt ist. Das

Ventil kann demzufolge wenigstens zwei Schaltstellungen einnehmen und auf diese Weise die Durchflussmenge steuern. Damit ist gegenüber einem Konzept, das den Einsatz einer Drossel zur Durchflussbegrenzung vorsieht, nicht nur eine größere Flexibilität im Hinblick auf die Einstellung der Schmier- und/oder Kühl- mengen, sondern auch eine größere Betriebssicherheit gegeben. Bevorzugt ist zur Steuerung des Ventils wenigstens eine Steuerleitung vorgesehen, über welche das Ventil mit dem im Triebwerksraum und/oder in der Rücklaufleitung herrschenden Druck beaufschlagbar ist. Weiterhin bevorzugt ist eine erste Steuerleitung mit dem Triebwerksraum und eine zweite Steuerleitung mit der Rücklaufleitung verbunden, so dass die Steuerung des Ventils über die

Druckdifferenz zwischen dem im Triebwerksraum und dem in der Rücklaufleitung herrschenden Druck erfolgt. Bei einer großen Druckdifferenz, welche beispielsweise auf ein enges Lagerspiel des Wellenlagers zurückzuführen ist, öffnet das Ventil, um den Durchfluss zu erhöhen. Bei einer kleinen Druckdifferenz, welche wiederum auf ein entsprechend großes Lagerspiel zurückgeführt werden kann, schließt das Ventil, um den Durchfluss zu begrenzen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Ventil zwischen zwei Schaltstellungen einen variablen Durchflusswiderstand darstellt. Auf diese Weise ist nicht nur ein minimaler und ein maximaler Durchfluss realisierbar, sondern die Durchflussmenge variabel steuerbar. Dadurch wird die Flexibilität des Konzepts weiter erhöht.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Ventil in Richtung einer Schaltstel- lung von der Federkraft einer Feder beaufschlagt ist. Vorzugsweise wirkt die Federkraft der Feder in Schließrichtung des Ventils. Das heißt, dass zum Öffnen des Ventils die Federkraft der Feder überwunden werden muss. Über die Federkraft der Feder ist demnach das Öffnungsverhalten des Ventils einstellbar. Vorteilhafterweise ist die Vorförderpumpe als regelbare Elektrokraftstoffpumpe ausgelegt. Über die Elektrokraftstoffpumpe ist der Zulaufdruck regelbar, so dass dieser angehoben werden kann, um beispielsweise ein Öffnen des Ventils zu erzwingen, was bei großer Belastung eine zusätzliche Wärmeabfuhr ermöglicht. Alternativ kann die Vorförderpumpe aber auch eine mechanische Vorförderpumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe, oder eine nicht regelbare elektrisch angetriebene Vorförderpumpe sein.

Des Weiteren wird ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Nie- derdruckkreislauf vorgeschlagen. Das Kraftstoffeinspritzsystem weist eine hohe

Betriebssicherheit auf, da der Niederdruckkreislauf eine optimale Schmierung und/oder Kühlung der Hochdruckpumpe in allen Betriebszuständen gewährleistet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Niederdruckkreislauf in einer schematischen Darstellung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Der schematischen Darstellung der einzigen Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftstofffördereinrichtung zu entnehmen. Diese umfasst eine regelbare Elektrokraftstoffpumpe als Vorförderpumpe 2, mittels welcher eine Kraftstoffmenge aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 1 über eine Kraftstoffleitung 3 einem Triebwerksraum 4 und einem Hochdruckbereich (nicht dargestellt) einer Hochdruckpumpe 5 zuführbar ist. Der Triebwerksraum 4 dient der Aufnahme einer Pumpenwelle 6, welche vorliegend als Nockenwelle ausgebildet ist und über wenigstens ein im Gehäuse (nicht dargestellt) der Hochdruckpumpe 5 ausgebildetes Wellenlager 7 drehbar gelagert ist. Über das Wellenlager 7 ist der Triebwerksraum 4 der Hochdruckpumpe 5 mit einer Rücklaufleitung 8 verbunden, welche eine über das Wellenlager 7 abströmende Schmierund/oder Kühlmenge zurück in den Kraftstoffvorratsbehälter 1 führt. Das Wellenlager 7 selbst stellt aufgrund des Lagerspaltes hydraulisch eine Drosselstelle dar und ist dementsprechend mit einem Drosselsymbol gekennzeichnet. Zur Steuerung der Schmier- und/oder Kühlmenge ist dem Wellenlager 7 ein druckgesteuertes Ventil 9 nachgeschaltet, das über Steuerleitungen 10, 1 1 einerseits mit dem im Triebwerksraum 4 und andererseits mit dem in der Rücklaufleitung 8 herrschenden Druck beaufschlagbar ist. Ferner wir das Ventil 9 von der Federkraft einer Feder 12 beaufschlagt, wobei die Federkraft in Schließrichtung des Ventils 9 wirkt. Über das Ventil 9 ist ein variabler Durchflusswiderstand darstellbar, indem das Ventil 9 bzw. ein bewegliches Ventilelement (nicht dargestellt) des Ventils 9 zwischen zwei Schaltstellungen, welche einen minimalen Durchfluss (Schließstellung) und einen maximalen Durchfluss (Offenstellung) ermöglichen, in der Weise hin und her bewegbar ist, dass es Zwischenstellungen einzunehmen vermag. In der Figur ist das Ventil 9 in Schließstellung gezeigt, in der das Ventil 9 von der Federkraft der Feder 12 gehalten wird. Steigt der Zulaufdruck im Triebwerksraum 4 der Hochdruckpumpe 5 an, so dass die Federkraft der Feder 12 überwunden wird, öffnet das Ventil 9.

Weist die Hochdruckpumpe 5 ein weiteres Wellenlager 7 auf (nicht dargestellt), ist dieses wahlweise über eine Verbindungsleitung (nicht dargestellt) an die

Rücklaufleitung 8 angebunden, welche stromaufwärts des Ventils 9 in die Rücklaufleitung 8 mündet. Auf diese Weise kann die Lagerdurchflussmenge beider Wellenlager 7 über ein Ventil 9 gesteuert werden.