Browse Prior Art Database

Vorrichtung zur Regelung des einer Hochdruckkraftstoffpumpe zugeführten Kraftstoffvolumenstroms und zur Bereitstellung eines Spülstroms für die Schmierung und Kühlung der Hochdruckpumpe

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018564D
Original Publication Date: 2002-Sep-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 4 page(s) / 2M

Publishing Venue

Siemens

Related People

Dr. Hinrich Krüger: AUTHOR [+2]

Abstract

Bei Common Rail Einspritzsystemen (siehe Abbil- dung 1) fördert eine Hochdruckpumpe (Abb. 1, Punkt 1) den Kraftstoff in einen Druckspeicher (Abb. 1, Punkt 2). Die elektrisch angesteuerten Einspritz- ventile (Abb. 1, Punkt 3) entnehmen die benötigte Einspritzmenge dem Druckspeicher. Zur Regelung des Druckes im Druckspeicher wird die Hochdruck- pumpe so ausgelegt, dass sie mehr Kraftstoff fördern kann, als eingespritzt wird. Mit Hilfe eines elektrisch angesteuerten Druckregelventils (Abb. 1, Punkt 4) wird der überschüssig geförderte Kraftstoff abge- steuert und in den Tank (Abb. 1, Punkt 5) zurückge- führt. Dieses Verfahren birgt Probleme derart, dass der überschüssig geförderte Kraftstoff zu einer unnötig hohen Leistungsaufnahme der Hochdruckpumpe und zudem zu einer Aufheizung des Tankinhaltes führt, da der Kraftstoff sich beim Ansteuern um ca. 70°C / 1.000 bar Druckdifferenz aufheizt. Dies macht einen Wärmeübertrager notwendig, der die zu Beginn der Hochdruckpumpe zugeführten Leistung am Ende dem abgesteuerten Kraftstoff wieder entzieht, bevor dieser in den Tank zurückgeführt wird. Außerdem ist durch den hohen Leistungsdurchsatz und der dabei auftretenden Verluste eine Kühlung der Hochdruck- pumpe notwendig.

This text was extracted from an ASCII text file.
This is the abbreviated version, containing approximately 47% of the total text.

Verkehr

Vorrichtung zur Regelung des einerHochdruckkraftstoffpumpe zuge-führten Kraftstoffvolumenstromsund zur Bereitstellung eines Spül-stroms für die Schmierung undKühlung der Hochdruckpumpe

Idee: Dr. Hinrich Krüger, Regensburg;

Martin Werner, Regensburg

Bei� Common� Rail� Einspritzsystemen� (siehe Abbil-dung� 1)� fördert� eine Hochdruckpumpe (Abb. 1,Punkt 1) den Kraftstoff in einen Druckspeicher (Abb.1, Punkt 2). Die elektrisch angesteuerten Einspritz-ventile (Abb. 1, Punkt 3) entnehmen die benötigteEinspritzmenge� dem� Druckspeicher.� Zur Regelungdes Druckes im Druckspeicher wird die Hochdruck-pumpe so ausgelegt, dass sie mehr Kraftstoff fördernkann, als eingespritzt wird. Mit Hilfe eines elektrischangesteuerten� Druckregelventils� (Abb.� 1,� Punkt� 4)wird� der� überschüssig� geförderte� Kraftstoff� abge-steuert und in den Tank (Abb. 1, Punkt 5) zurückge-führt.

Dieses� Verfahren� birgt� Probleme� derart, dass derüberschüssig geförderte Kraftstoff zu einer unnötighohen Leistungsaufnahme der Hochdruckpumpe undzudem zu einer Aufheizung des Tankinhaltes führt,da der Kraftstoff sich beim Ansteuern um ca. 70°C /1.000 bar Druckdifferenz aufheizt. Dies macht einenWärmeübertrager notwendig, der die zu Beginn derHochdruckpumpe� zugeführten� Leistung� am Endedem abgesteuerten Kraftstoff wieder entzieht, bevordieser in den Tank zurückgeführt wird. Außerdem istdurch den hohen Leistungsdurchsatz und der dabeiauftretenden Verluste eine Kühlung der Hochdruck-pumpe notwendig.

Bislang existieren Lösungsansätze zu diesen Proble-men, die� den� der� Hochdruckpumpe� zugeführtenVolumenstrom regeln (Saugdrosselung) und gleich-zeitig einen Kraftstoff zur Spülung der Hochdruck-pumpe zur Verfügung stellen. Zum einen findet eineVolumenstromregelung und Spülung mit einer Vor-förderpumpe, einem Vordruckregelventil, einemVolumenstromregelventil� und� einer� Drossel statt,zum anderen wird der Volumenstrom mit einer gere-gelten Vorförderpumpe geregelt.

Durch ein zusätzliches Differenzdruckventil (Abb. 2,Punkt� 40)� nach� der� Vorförderpumpe� und� vor denEinlassventilen� der� Hochdruckpumpe� können� beidem� letzteren� Ansatz� die beschriebenen Problemegelöst werden.

Wird dieses Ventil beispielsweise auf einen Diffe-renzdruck� von� 1� bar� ausgelegt,� so� bleibt� auch beiNullförderung der Hochdruckpumpe im Bereich vonder� Vorförderpumpe� bis� zum� Differenzdruckventilnoch ein Überdruck von 1 bar erhalten, der zur Ab-zweigung des Spülstromes für die Hochdruckpumpegenutzt werden kann. Wird die Förderung der Hoch-druckpumpe auf Volllast erhöht, so steigt der Über-druck im Bereich von der Vorförderpumpe bis zumDifferenzdruckventil auf 2 bar. Der Spülstrom steigt

dann nach Bernoulli um den Faktor 2� an. DieseSchwankung des Spülstromes bei Laständerung derHochdruckpumpe ist durchaus sinnvoll, da bei höhe-rer� bzw.� geringerer� Last� auch mehr bzw. wenigerLeistung in� der� Hochdruckpumpe� umgesetzt� wird.Wird das zusätzliche Dif...