EP0910737A1 - Fördereinrichtung für brennstoff - Google Patents
Fördereinrichtung für brennstoffInfo
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- EP0910737A1 EP0910737A1 EP98903992A EP98903992A EP0910737A1 EP 0910737 A1 EP0910737 A1 EP 0910737A1 EP 98903992 A EP98903992 A EP 98903992A EP 98903992 A EP98903992 A EP 98903992A EP 0910737 A1 EP0910737 A1 EP 0910737A1
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- combustion engine
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- F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
- F02M2037/085—Electric circuits therefor
- F02M2037/087—Controlling fuel pressure valve
Definitions
- the invention relates to a conveyor according to the preamble of the main claim.
- Delivery devices for fuel are already known, in which the fuel is pumped into a fuel storage device, as a result of which the injection system of the internal combustion engine of a motor vehicle can also be supplied from this fuel storage device.
- the fuel which is kept under pressure by the fuel accumulator and stored in the fuel accumulator undesirably leaks through the leaky injection valves.
- the fuel line will be damaged in an accident of the motor vehicle and then the fuel stored in the fuel store will leak at this damaged point.
- the locking device advantageously has an actuating rod connected to the movable wall, into which an electromagnetically actuated locking pin engages when the internal combustion engine is switched off or in the event of an accident and thus prevents a force acting on the movable wall in the direction of the fuel.
- shut-off valve for the fuel line, which shuts off the fuel line to the fuel accumulator after the internal combustion engine has been switched off or after an accident, so that the pressure caused by the fuel accumulator downstream of the shut-off valve is no longer effective or no fuel can flow out of the fuel accumulator.
- the shut-off valve can advantageously be actuated electromagnetically. To avoid that when the shut-off valve is closed the between the shut-off valve and the Injector trapped fuel after the internal combustion engine has been shut down as a result of the after-heating phase by the internal combustion engine, it is advantageous to arrange a pressure relief valve that opens towards the fuel accumulator in a bypass line to the shut-off valve and that can be integrated in the shut-off valve.
- FIG. 1 shows a schematic illustration of a delivery device for fuel to an internal combustion engine with a fuel accumulator
- FIG. 2 shows a partial section of a fuel accumulator according to FIG. 1 on a modified scale
- FIG. 3 shows a blocking device in a fuel line.
- 1 denotes a fuel tank into which a so-called tank installation unit 2 is inserted, which is supplied with fuel from the fuel tank 1 via a compensation opening 3 in the wall of the tank installation unit. There is one in the tank installation unit 2
- Fuel umpe 4 arranged, which is driven for example by an electric motor and delivers fuel into a fuel line 5 to the outside of the fuel tank 1.
- the fuel line 5 opens into a so-called fuel distributor 8, from which the fuel in
- Injection valves 9 arrives, which are inserted into the fuel distributor and four of which are shown, for example.
- the injection valves 9 are with their injection-side ends in a single intake pipe of a cylinder of a mixture-compression-ignition Internal combustion engine 10 used and spray fuel in the immediate vicinity of the intake valves of the individual cylinders.
- the fuel chamber 15 can also be connected directly to the fuel line 5 in a manner not shown, so that the fuel flowing to the fuel distributor 8 is passed completely through the fuel chamber 15.
- the fuel chamber 15 is separated from a counter chamber 18 by a movable wall 17, which, as is also shown in FIG. 2, is formed, for example, by a membrane.
- a piston which is tightly guided in the fuel accumulator 16 can also serve as the movable wall 17.
- the fuel accumulator 16 is designed as a pressure accumulator, whereby in the exemplary embodiment shown
- a compression spring 21 is provided, which is located in the counter chamber 18 and rests with its one end on a spring plate 22 engaging the movable wall 17 and with its other end on a partition wall 23 penetrating the counter chamber 18.
- the pressure force on the movable wall 17 can also be generated in a manner not shown, pneumatically or hydraulically in the counter chamber 18 or by the action of a magnetic or electromagnetic force on the movable wall 17.
- Fuel storage device 16 is also arranged a control device 26 which has a contact 27 which can be actuated by the movement of the movable wall 17.
- the contact 27 is, for example, on an actuating rod 28 connected to the spring plate 22 and penetrating the partition 23 connected and causes either an adjustment of the supply voltage for the fuel pump 4 via a variable resistor 31 or an on-off control as a function of the amount of fuel in the fuel accumulator 16.
- Such a control can be found, for example, in German patent application 196 25 754, the disclosure content of which also applies here should.
- the system pressure of the fuel injection system in the fuel line 5 up to the injection valves 9 is determined directly by the pressure caused by the fuel accumulator 16.
- the instantaneous pressure in the fuel accumulator 16 is therefore equal to the pressure prevailing in the fuel line 5; further pressure control elements are not required.
- the fuel pump 4 is controlled by an electronic one
- Control unit 32 which receives signals of the variable resistor 31 via electrical lines and controls the fuel umpe 4.
- a blocking device 33 is provided, which in these cases enables the fuel pressure downstream of the fuel store 16 to be reduced.
- the locking device 33 is designed such that it locks the movable wall 17 of the fuel accumulator 16 after the internal combustion engine 10 has been switched off.
- the actuating rod 28 is designed as a rack and carries
- Locking teeth 36 Furthermore, the locking device 33 has an electromagnet 37, which is mounted on the fuel accumulator and projects into the counter chamber 18 and by means of which a locking pin 38 aligned with the locking teeth 36 can be actuated.
- the locking pin 38 is out of engagement with the, for example, sawtooth-shaped locking teeth 36, so that the actuating rod 28 can freely follow the movement of the movable wall 17 and the force of the compression spring 21 acts unhindered on the movable wall 17.
- the electromagnet 37 of the locking device 33 is controlled by the electronic control unit 32 such that the Locking pin 38 is moved in the direction of the locking teeth 36 and engages in one of the locking teeth 36.
- a shut-off valve is provided in the fuel line 5 as a locking device 33, which is actuated electromagnetically by the electronic control device 32 and is open during normal operation of the internal combustion engine, while after the internal combustion engine has been switched off or after an accident, the blocking device 33 designed as a shut-off valve is closed and thus the connection from the fuel accumulator 16 to the injection valves 9 or to the section of the fuel line 5 downstream of the blocking device 33 is interrupted.
- an bypass line 41 to the shut-off valve 33 is provided, in which an overpressure valve 42 opening towards the fuel accumulator 16 is arranged.
- the pressure relief valve 42 is integrated in the shut-off valve 33 to form a unit shown in broken lines in FIG. 3.
Abstract
Bei Fördereinrichtungen für Brennstoff zu einer Brennkraftmaschine, die einen Brennstoffspeicher aufweisen, besteht nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder bei einem Unfall die Gefahr, daß der unter Druck im Brennstoffspeicher vorhandene Brennstoff aus der Fördereinrichtung austritt. Es ist deshalb vorgesehen, an dem Brennstoffspeicher (16) eine Sperrvorrichtung (33) vorzusehen, die nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder nach einem Unfall mittels eines elektromagnetisch betätigten Sperrstiftes (38) in eine mit Rastzähnen versehene Betätigungsstange (28) eingreift und so die Krafteinwirkung einer Druckfeder (21) auf die bewegliche Wand (17) des Brennstoffspeichers (16) unterbindet, wodurch sich der Druck in der Brennstoffleitung (5) bereits nach dem Austreten geringer Brennstoffmengen vollständig abbaut. Die Fördereinrichtung ist für gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschinen geeignet.
Description
Fördereinrichtung für Brennstoff
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Fördereinrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind bereits Fördereinrichtungen für Brennstoff bekannt, bei denen der Brennstoff in einen BrennstoffSpeicher gepumpt wird, wodurch das Einspritzsystem der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges auch aus diesem BrennstoffSpeicher versorgt werden kann. Dabei besteht die Gefahr, daß beim Abstellen der Brennkraftmaschine infolge undichter Einspritzventile der durch den BrennstoffSpeicher unter Druck gehaltene und in dem BrennstoffSpeicher gespeicherte Brennstoff in unerwünschter Weise durch die undichten Einspritzventile ausleckt. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges die Brennstoffleitung beschädigt wird und danach der im BrennstoffSpeicher bevorratete Brennstoff an dieser Schadstelle austritt.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Fördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise
verhindert wird, daß nach dem Abstellen der
Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall Brennstoff aus dem BrennstoffSpeicher in unkontrollierter Weise austritt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Fördereinrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall eine eine
Druckkraft auf den Brennstoff ausübende bewegliche Wand des BrennstoffSpeichers mittels der Sperrvorrichtung zu arretieren, wodurch bereits nach dem Austreten einer sehr kleinen Menge Brennstoff aus dem Brennstoffeinspritzsystem der Druck des Brennstoffes im Brennstoffeinspritzsystem so weit verringert ist, daß Brennstoff nur noch infolge der Schwerkraft nachfließt. Die Sperrvorrichtung weist dabei vorteilhafterweise eine mit der beweglichen Wand verbundene Betätigungsstange auf, in die beim Abstellen der Brennkraftmaschine oder bei einem Unfall ein elektromagnetisch betätigter Sperrstift arretierend eingreift und somit eine auf die bewegliche Wand in Richtung des Brennstoffes wirkende Kraft unterbindet.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, als Sperrvorrichtung stromabwärts des BrennstoffSpeichers in der
Brennstoffleitung ein Absperrventil anzuordnen, das nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall die Brennstoffleitung zum BrennstoffSpeicher absperrt, so daß der von dem BrennstoffSpeicher bewirkte Druck stromabwärts des Absperrventils nicht mehr wirksam wird bzw. aus dem BrennstoffSpeicher kein Brennstoff nachfließen kann. Das Absperrventil ist vorteilhafterweise elektromagnetisch betätigbar. Um zu vermeiden, daß bei geschlossenem Absperrventil der zwischen dem Absperrventil und den
Einspritzventilen eingeschlossene Brennstoff nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine infolge der Nachheizphase durch die Brennkraftmaschine zu Schäden führt, ist es vorteilhaft, in einer Bypassleitung zum Absperrventil ein zum BrennstoffSpeicher hin öffnendes Überdruckventil anzuordnen, das im Absperrventil integriert sein kann.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung einer Fördereinrichtung für Brennstoff zu einer Brennkraftmaschine mit einem BrennstoffSpeicher, Figur 2 einen Teilausschnitt eines BrennstoffSpeichers nach Figur 1 in geändertem Maßstab, Figur 3 eine Sperrvorrichtung in einer Brennstoffleitung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In der Figur 1 ist mit 1 ein Brennstofftank bezeichnet, in den eine sogenannte Tankeinbaueinheit 2 eingesetzt ist, die über eine Ausgleichsöffnung 3 in der Wandung der Tankeinbaueinheit aus dem Brennstofftank 1 mit Brennstoff versorgt wird. In der Tankeinbaueinheit 2 ist eine
Brennstoff umpe 4 angeordnet, die beispielsweise durch einen Elektromotor angetrieben wird und Brennstoff in eine Brennstoffleitung 5 nach außerhalb des Brennstofftanks 1 liefert. Die Brennstoffleitung 5 mündet in einen sogenannten Brennstoffverteiler 8, von dem aus der Brennstoff in
Einspritzventile 9 gelangt, die in den BrennstoffVerteiler eingesetzt sind und von denen beispielsweise vier dargestellt sind. Die Einspritzventile 9 sind mit ihren einspritzseitigen Enden in jeweils ein Einzelsaugrohr eines Zylinders einer gemischverdichtenden fremdgezündeten
Brennkraftmaschine 10 eingesetzt und spritzen Brennstoff in unmittelbarer Nähe der Einlaßventile der einzelnen Zylinder ab.
Von der Brennstoffleitung 5 zweigt außerhalb des
Brennstofftanks 1 an einem Abzweigpunkt 11 eine Zweigleitung 12 ab, die mit einer Brennstoffkammer 15 eines BrennstoffSpeichers 16 verbunden ist. Anstelle der Zweigleitung 12 kann die Brennstoffkammer 15 in nicht dargestellter Weise auch direkt mit der Brennstoffleitung 5 verbunden sein, so daß der zum Brennstoffverteiler 8 strömende Brennstoff vollständig durch die Brennstoffkammer 15 geleitet wird. Innerhalb des BrennstoffSpeichers 16 wird die Brennstoffkammer 15 durch eine bewegliche Wand 17, die, wie auch in Figur 2 dargestellt ist, beispielsweise durch eine Membran gebildet ist, von einer Gegenkammer 18 getrennt. Als bewegliche Wand 17 kann auch ein im BrennstoffSpeicher 16 dicht geführter Kolben dienen. Der BrennstoffSpeicher 16 ist als Druckspeicher ausgebildet, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur
Erzeugung der Druckkraft eine Druckfeder 21 vorgesehen ist, die sich in der Gegenkammer 18 befindet und mit ihrem einen Ende an einem an der beweglichen Wand 17 angreifenden Federteller 22 anliegt und mit ihrem anderen Ende an einer die Gegenkammer 18 durchdringenden Trennwand 23. Anstelle der Druckfeder 21 kann die Druckkraft auf die bewegliche Wand 17 in nicht dargestellter Weise auch in der Gegenkammer 18 pneumatisch oder hydraulisch erzeugt werden oder durch Einwirkung einer magnetischen oder elektromagnetischen Kraft auf die bewegliche Wand 17. In der Gegenkammer 18 des
BrennstoffSpeichers 16 ist ebenfalls eine Steuervorrichtung 26 angeordnet, die einen durch die Bewegung der beweglichen Wand 17 betätigbaren Kontakt 27 aufweist. Der Kontakt 27 ist beispielsweise an einer mit dem Federteller 22 verbundenen, die Trennwand 23 durchdringenden Betätigungsstange 28
verbunden und bewirkt entweder eine Verstellung der VersorgungsSpannung für die Brennstoffpumpe 4 über einen Stellwiderstand 31 oder eine Ein-Aus-Steuerung in Abhängigkeit von der Brennstoffüllmenge im BrennstoffSpeicher 16. Eine derartige Steuerung ist beispielsweise der deutschen Patentanmeldung 196 25 754 entnehmbar, deren Offenbarungsgehalt hier ebenfalls gelten soll. Der Systemdruck der Brennstoffeinspritzanlage in der Brennstoffleitung 5 bis zu den Einspritzventilen 9 wird dabei direkt von dem durch den BrennstoffSpeicher 16 bewirkten Druck bestimmt. Der momentane Druck im BrennstoffSpeicher 16 ist also gleich dem in der Brennstoffleitung 5 herrschenden Druck, weitere Druckregelelemente sind nicht erforderlich. Die Regelung der Brennstoffpumpe 4 erfolgt durch ein elektronisches
Steuergerät 32, das über elektrische Leitungen Signale des Stellwiderstandes 31 aufnimmt und die Brennstoff umpe 4 ansteuert .
Nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 besteht die Gefahr, daß in unerwünschter Weise infolge von undichten Einspritzventilen 9 der in der Brennstoffkammer 15 vorhandene Brennstoff des BrennstoffSpeichers 16 infolge der Druckkraft auf die bewegliche Wand 17 vollständig durch die Einspritzventile 9 in die Brennkraftmaschine 10 ausleckt. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges die Brennstoffleitung 5 beschädigt wird und trotz Abstellen der Brennstoffpumpe 4 Brennstoff aus der beschädigten Brennstoffleitung 5 in den Motorraum austritt, da der in der Brennstoffkammer 15 des BrennstoffSpeichers 16 vorhandene Brennstoff infolge der auf die bewegliche Wand 17 wirkenden Druckkraft in die Brennstoffleitung 5 ausgeschoben wird. Hierdurch besteht die Gefahr eines Brandes oder einer Explosion. Um nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 oder im Falle eines Unfalles sicherzustellen, daß kein
Brennstoff aus dem BrennstoffSpeicher 16 in die Brennstoffleitung 5 nachgeschoben wird, ist eine Sperrvorrichtung 33 vorgesehen, die in diesen Fällen eine Verringerung des Brennstoffdruckes stromabwärts des BrennstoffSpeichers 16 ermöglicht. Hierfür ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 die Sperrvorrichtung 33 derart ausgebildet, daß sie nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine 10 die bewegliche Wand 17 des BrennstoffSpeichers 16 arretiert. Hierfür ist die Betätigungsstange 28 als Zahnstange ausgebildet und trägt
Rastzähne 36. Weiterhin weist die Sperrvorrichtung 33 einen am BrennstoffSpeicher gelagerten und in die Gegenkammer 18 ragenden Elektromagneten 37 auf, durch den ein auf die Rastzähne 36 ausgerichteter Sperrstift 38 betätigbar ist. Bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 10 befindet sich der Sperrstift 38 außer Eingriff mit den beispielsweise sägezahnartig ausgebildeten Rastzähnen 36, so daß die Betätigungsstange 28 ungehindert der Bewegung der beweglichen Wand 17 folgen kann und die Kraft der Druckfeder 21 ungehindert auf die bewegliche Wand 17 einwirkt. Nach dem /Abstellen der Brennkraftmaschine 10 oder bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges, den ein sogenannter Crash-Sensor, wie er auch zur Auslösung des Airbags Verwendung findet, signalisiert, wird der Elektromagnet 37 der Sperrvorrichtung 33 derart durch das elektronische Steuergerät 32 angesteuert, daß der Sperrstift 38 in Richtung der Rastzähne 36 verschoben wird und an einem der Rastzähne 36 einrastet. Dadurch wird die Wirkung der Druckfeder auf die bewegliche Wand 17 unterbunden, und aufgrund der Inkompressibilität des Brennstoffes genügt der Austritt einer minimalen
Brennstoffmenge aus der Brennstoffleitung 5, um den darin herrschenden Brennstoffdruck vollständig auf Atmosphärendruck abzubauen, wodurch ein weiteres Ausströmen von Brennstoff aus dem BrennstoffSpeicher 16 vermieden wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist lediglich ein Ausschnitt der Fördereinrichtung gemäß Figur 1 dargestellt, wobei die gleichwirkenden und gleichbleibenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Dabei ist in Figur 3 am BrennstoffSpeicher 16 keine
Sperrvorrichtung vorgesehen, sondern stromabwärts des BrennstoffSpeichers 16 bzw. des Abzweigpunktes 11 ist in der Brennstoffleitung 5 als Sperrvorrichtung 33 ein Absperrventil vorgesehen, das elektromagnetisch betätigt durch die elektronische Steuereinrichtung 32 angesteuert wird und im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine geöffnet ist, während nach dem Abstellen der Brennkraf maschine oder nach einem Unfall die als Absperrventil ausgebildete Sperrvorrichtung 33 geschlossen und somit die Verbindung vom BrennstoffSpeicher 16 zu den Einspritzventilen 9 bzw. zu dem Abschnitt der Brennstoffleitung 5 stromabwärts der Sperrvorrichtung 33 unterbrochen wird. Um zu verhindern, daß nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine in der Nachheizphase durch Wärmeausdehnung des Brennstoffes infolge der nun ungekühlt den Motorraum erhitzenden
Brennkraftmaschine ein Bersten von kraftstofführenden Bauteilen erfolgt, ist eine Bypassleitung 41 zum Absperrventil 33 vorgesehen, in der ein zum BrennstoffSpeicher 16 hin öffnendes Überdruckventil 42 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Überdruckventil 42 unter Bildung einer in Figur 3 gestrichelt dargestellten Einheit in das Absperrventil 33 integriert.
Claims
1. Fördereinrichtung für Brennstoff von einem Brennstofftank zu einer Brennkraftmaschine, mit einer Brennstoffpumpe, mit einer Brennstoffleitung, in die die Brennstoffpumpe Brennstoff aus dem Brennstofftank fördert, mit einem BrennstoffVerteiler, in den die Brennstoffleitung mündet, und mit einem BrennstoffSpeicher, der mit der Brennstoffleitung verbunden ist und in dem Brennstoff einen
Druck erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrvorrichtung (33) vorgesehen ist, die eine Verringerung des Brennstoffdruckes stromabwärts des BrennstoffSpeichers (16) nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder nach einem Unfall ermöglicht.
2. Fördereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abstellen der Brennkraf maschine (10) oder nach einem Unfall eine eine Druckkraft auf den Brennstoff ausübende bewegliche Wand (17) des BrennstoffSpeichers (16) mittels der Sperrvorrichtung (33) arretierbar ist.
3. Fördereinrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (33) eine mit der
beweglichen Wand (17) verbundene, Rastzähne (36) aufweisende Betätigungsstange (28) aufweist, in die beim Abstellen der Brennkraftmaschine (10) oder bei einem Unfall ein elektromagnetisch betätigter Sperrstift (38) arretierend eingreift.
4. Fördereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrvorrichtung ein stromabwärts des BrennstoffSpeichers (16) in der Brennstoffleitung (5) angeordnetes Absperrventil (33) dient, das nach dem
Abstellen der Brennkraftmaschine oder nach einem Unfall die Brennstoffleitung (5) zum BrennstoffSpeicher (16) absperrt.
5. Fördereinrichtung nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (33) elektromagnetisch betätigbar ist.
6. Fördereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bypassleitung (41) zum Absperrventil (33) ein zum BrennstoffSpeicher (16) hin offenbares Überdruckventil (42) angeordnet ist.
7. Fördereinrichtung nach /Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, daß im Absperrventil (33) das Überdruckventil (42) integriert ist.
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