HOCHDRUCK-EINSPRITZSYSTEM MIT KRAFTSTOFFKÜHLUNG AUS NIEDERDRUCKBEREICH

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochdruck-Einspritzsystem, insbesondere auf ein Hochdruck-Speicher-Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit einem Kraftstofftank, aus dem der Kraftstoff über eine Kraftstoffförderpumpe und ein Leitungssystem zur Hochdruckpumpe geleitet wird. Durch die Kompression des Kraftstoffes in der Hochdruckpumpe steigt die Kraftstofftemperatur. Der komprimierte Kraftstoff wird von der Hochdruckpumpe durch eine weitere Leitung in einen Hochdruckspeicher geleitet, der seinerseits wenigstens mit einem Kraftstoff-Einspritzventil verbunden ist. Aus dem Kraftstoff-Einspritzventil wird beim Betrieb der Brennkraftmaschine komprimierter Kraftstoff in einen Brennraum eingespritzt. Ein Teil des dem Kraftstoff-Einspritzventil zugeführten Kraftstoffs gelangt über Leckage im Kraftstoff-Einspritzventil oder als Steuermenge aus dem Kraftstoff-Einspritzventil in die Rücklaufleitung, wobei sich diese Leckagemengen durch das Entspannen beim Durchströmen des Kraftstoff-Einspritzventils zusätzlich erwärmen.

[0002] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei ungünstigen Voraussetzungen (fast leerer Kraftstofftank, kleines Volumen an Kraftstoff, welches häufig im Kreis gepumpt wird) und entsprechenden Lastfällen Betriebszustände eintreten können, in denen der Kraftstoff über eine zulässige Grenztemperatur hinaus erhitzt wird, so dass es zu einer Zersetzung (Alterung) des Kraftstoffes kommt, was zur Reduzierung der Schmiereigenschaften des Kraftstoffes und somit zu erhöhtem mechanischen Verschleiß im System führt. Darüber hinaus sind durch die erhöhten Rücklauftemperaturen ggf. teurere Materialien für die Ausführung der Rücklaufleitungen einzusetzen.

[0003] Bei dem z.B. aus DE 10 2004 037 557 A1 bekannten Einspritzsystem wird der Kraftstoff ungekühlt in den Kraftstofftank zurückgeleitet, was zu einer hohen Temperatur im Rücklauf führt. Dies macht entsprechend hochwertige und teure Materialien für die Rücklaufleitungen notwendig und führt unter Umständen zur Zersetzung des Kraftstoffs mit der Folge von erhöhtem Verschleiß im Hochdruck-Einspritzsystem.

[0004] Aus der KR-717316 B1 sind Hochdruck-Einspritzsysteme mit einem gesonderten Kühlapparat im Kraftstoffrücklauf bekannt, welche jedoch einen hohen konstruktivem Mehraufwand und entsprechende Zusatzkosten verursachen und durch ihre Konstruktion relativ viel Bauraum benötigen, was dazu führt, dass eine solche Lösung nicht an jeder beliebigen Stelle im Motorraum realisiert werden kann bzw. zu aufwändigen Umkonstruktionen im Motorraum führt.

[0005] Weitere Einspritzsysteme sind in den Dokumenten WO-A-2004/020816 und EP-A-0304742 gezeigt.

Offenbarung der Erfindung:

[0006] Durch die Erfindung gelingt es mit einfachen und kostengünstigen Mitteln, die Nachteile eines ungekühlten Kraftstoffrücklaufs zu reduzieren. Dazu ist eine Kühlleitung zur Beimischung von Kraftstoff aus kühleren Bereichen des Niederdruckbereiches zwischen Kraftstofftank und Hochdruckpumpe vorgesehen, über die dem Kraftstoffrücklauf kühlerer Kraftstoff beigemischt werden kann. Dadurch wird die Kraftstofftemperatur im Rücklauf reduziert, so dass die vorher genannten negativen Effekte nicht mehr oder zumindest nur noch in deutlich reduziertem Umfang auftreten.

[0007] Ein erstes Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung einen zur Kraftstoffkühlung benötigten Volumenstrom zwischen einer Kraftstoffförderpumpe und der Hochdruckpumpe aufnimmt und diesen Volumenstrom zur Kühlung über einen Mischpunkt dem Leckagestrom aus den Kraft-stoff-Einspritzventilen, welche beispielsweise als Common-Rail-Injektoren ausgeführt sein können, zuführt. Durch die Kraftstoffförderpumpe ist stets dafür gesorgt, dass ein Volumenstrom unter ausreichendem Druck zu Kühlzwecken zur Verfügung steht, so dass diese Ausführung ohne weitere Regelmechanismen auskommen kann. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist weiterhin, dass durch die Kraftstoffförderpumpe eine Vorförderpumpe an der Hochdruckpumpe entfallen kann.

[0008] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung einen zur Kraftstoffkühlung benötigten Volumenstrom aus der an der Hochdruckpumpe angeordneten Vorförderpumpe aufnimmt und diesen Volumenstrom über einen Mischpunkt dem Leckagestrom aus den Kraftstoff-Einspritzventilen zuführt. Durch die Vorförderpumpe direkt an der Hochdruckpumpe, welche beispielsweise als Zahnradpumpe ausgeführt sein kann, die einen Volumenstrom aus dem Kraftstofftank ansaugt, kann die Kraftstoffförderpumpe entfallen. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass die Kühlleitung entsprechend kurz und somit kostengünstig ausgeführt werden kann.

[0009] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung direkt aus dem Kraftstofftank an den Mischpunkt mit dem Leckagestrom aus dem Kraftstoff-Einspritzventil führt, wobei in der Rücklaufleitung vom Mischpunkt zurück zum Kraftstofftank beispielsweise ein Saugpumpe angeordnet ist, so dass in der Rücklaufleitung stets ein niedrigerer Druck als in der Kühlleitung herrscht. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass dem Konstrukteur bei der Anordnung der Kühlleitung ein maximaler Freiheitsgrad gegeben ist.

[0010] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung einen zur Kraftstoffkühlung benötigten Volumenstrom aus einem Rücklauf der Hochdruckpumpe aufnimmt und diesen Volumenstrom über den Mischpunkt dem Leckagestrom aus dem Kraftstoff-Einspritzventil zuführt. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass die Rücklaufmenge aus der Hochdruckpumpe einen vergleichsweise großen Volumenstrom liefert. Konstruktiv kann dabei eine vorhandene Rücklaufleitung aus der Hochdruckpumpe so angeordnet werden, dass sie den Rücklauf mit dem Mischpunkt verbindet, so dass keine zusätzlichen Bauelemente benötigt werden.

[0011] Erfindungsgemäß ist der Mischpunkt, an dem die Kühlleitung und die Leckage aus den Kraftstoff-Einspritzventilen zusammentreffen, möglichst dicht am Kraftstoff-Einspritzventil angeordnet. Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass durch die kurze Wegstrecke zwischen Kraftstoff-Einspritzventil und Mischpunkt die Verweildauer und das Volumen im Leitungssystem, in dem der Kraftstoff einer kritischen Temperatur ausgesetzt ist, möglichst klein gehalten wird und somit die damit verbundenen Risiken entsprechend reduziert werden.

[0012] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung einen zur Kraftstoffkühlung benötigten Volumenstrom aus einer Rücklaufleitung der Hochdruckpumpe aufnimmt und dieser Volumenstrom über eine Drossel oder ein Ventil so geteilt werden kann, dass eine Teilmenge des Volumenstroms zur Kühlung durch die Kühlleitung an den Mischpunkt geleitet wird und eine weitere Teilmenge direkt über die Rücklaufleitung der Hochdruckpumpe mit dem Kraftstoffrücklauf zum Kraftstofftank verbunden ist.
Vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass der zur Kühlung benutzte Volumenstrom durch die Kühlleitung entsprechend geregelt werden kann.

[0013] Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Einspritzsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass am Mischpunkt ein Sensor zur Temperaturmessung oder ein Sensor zur Durchflussmessung angeordnet ist, so dass der Volumenstrom durch die Kühlleitung beispielsweise durch eine verstellbare Drossel oder ein Ventil derart geregelt werden können, dass stets ein zur Kühlung ausreichender Volumenstrom durch die Kühlleitung an den Mischpunkt zugeführt wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass gerade bei niedrigeren Systemtemperaturen kein unnötig hoher Volumenstrom durch die Kühlleitung gefördert wird und somit der Gesamtwirkungsgrad des Systems nicht unnötig reduziert wird.

Zeichnung:

[0014] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend detailliert beschrieben werden:
Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung eines Kraftstoff-Einspritzsystems gemäß dem Stand der Technik

Fig. 2

ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems.

Fig. 3 bis 9

weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzsystems in schematischer Darstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele:

[0015] In Fig. 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Hochdruck-Einspritzsystem schematisch dargestellt. Aus einem Kraftstofftank 1 wird mit Hilfe einer Kraftstoffförderpumpe 2 über eine Verbindungsleitung 3 Kraftstoff zu einer Vorförderpumpe 4 und zu einer Hochdruckpumpe 10 gefördert. Der Kraftstofftank 1, die Kraftstoffförderpumpe 2, die Verbindungsleitung 3 sowie die Vorförderpumpe 4 sind mit Niederdruck beaufschlagt und werden deshalb dem Niederdruckbereich zugeordnet.

[0016] An der Hochdruckpumpe 10 ist ein Kraftstoffrücklauf 11 angeordnet, welcher über eine Rücklaufleitung 12 und eine weitere Rücklaufleitung 22 mit dem Kraftstofftank 1 verbunden ist. Außerdem führt von der Hochdruckpumpe 10 eine Hochdruckleitungen 13 zu einem Hochdruckspeicher 14, der auch als Common-Rail bezeichnet wird, welcher über weitere Hochdruckleitungen 15 mit den Kraftstoffeinspritzventilen 20 verbunden ist. Dabei ist das Vorhandensein eines Hochdruckspeichers 14 nicht zwangsläufig erforderlich.
Zum Betrieb einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine wird der von der Hochdruckpumpe 10 komprimierte Kraftstoff durch das Öffnen der Kraftstoff-Einspritzventile 20 in einen Brennraum eingespritzt. Ein Teil des dem Kraftstoff-Einspritzventil 20 zugeführten Kraftstoffes wird im Kraftstoff-Einspritzventil 20 entspannt und gelangt als Steuermenge oder als Leckagemenge in die Rücklaufleitung 21, welche das Kraftstoff-Einspritzventil 20, ggf. über eine weitere Rücklaufleitung 22, mit dem in Absatz 1 beschriebenen Niederdruckbereich, insbesondere mit dem Kraftstofftank 1 verbindet. Die Flussrichtung des Kraftstoffes ist in der schematischen Zeichnung jeweils durch Pfeile neben den entsprechenden Leitungen dargestellt.

[0017] An dem Hochdruckspeicher 14 ist ein Druckbegrenzungsventil 16 angeordnet, welches über die Rücklaufleitung 17 mit einem Mischpunkt 24 verbunden ist, an dem sich die Volumenströme aus der Rücklaufleitung 17 aus dem Druckbegrenzungsventil 16 und der Rücklaufleitung 21 aus den Kraftstoff-Einspritzventil 20 treffen und von wo aus dieser Volumenstrom über eine weitere Rücklaufleitung 22 in den Kraftstofftank 1 gelangt. Steigt der Druck im Hochdruckspeicher 14 über einen maximal vorgegebenen Wert, dann öffnet das Druckbegrenzungsventil 16 und der Überdruck im Hochdruckspeicher 14 wird durch das Absteuern von Kraftstoff in die Rücklaufleitung 17 abgebaut.

[0018] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Hilfe einer Kühlleitung kühlerer Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich der Leckagemenge aus dem Kraftstoff-Einspritzventil beigemischt um die Temperaturen in den Rücklaufleitungen 21 und 22 zu reduzieren.

[0019] In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruck-Einspritzsystems dargestellt, das gegenüber der Darstellung in Fig. 1 eine zusätzliche Kühlleitung 5 enthält, welche aus dem Niederdruckbereich des Einspritzsystems zu einem Mischpunkt 23 führt, an dem sich der kühlere Kraftstoff aus der Kühlleitung 5 mit dem Kraftstoff aus der Leckage des Kraftstoff-Einspritzventils 20 vermischt und somit die Temperatur in den Rücklaufleitungen 21 und 22 entsprechend absenkt. Dabei wird die Kühlleitung 5 durch die Kraftstoffförderpumpe 2 gespeist, so dass der Kraftstoff durch die Kühlleitung 5 zum Mischpunkt 23 fließen kann. Dabei wird die Kraftstoffförderpumpe 2 so geregelt, dass stets eine ausreichende Menge an kühlerem Kraftstoff durch die Kühlleitung 5 zum Mischpunkt 23 gefördert wird. Weiterhin ist die Kraftstoffförderpumpe 2 so auszulegen, dass der Druck in der Verbindungsleitung 3 sowie der Kühlleitung 5 stets höher als der Druck am Mischpunkt 23 ist, so dass sich die Strömungsrichtung gemäß der Darstellung in Fig. 2 einstellt. Durch den Einsatz der Kraftstoffförderpumpe 2 kann die Vorförderpumpe 4 entfallen.

[0020] In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruck-Einspritzsystems dargestellt, bei dem die zusätzliche Kühlleitung 5 zwischen der Vorförderpumpe 4 und dem Mischpunkt 23 angeordnet ist, über welche kühlerer Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich an den Mischpunkt 23 gepumpt wird, wobei die Vorförderpumpe so ausgelegt sein muss, dass sie einen höheren Druck als den Druck in der Rücklaufleitung 21 erzeugt, um die Strömungsrichtung vom Mischpunkt 23 über die Rücklaufleitungen 21 und 22 zum Kraftstofftank 1 zu gewährleisten. Besitzt die Vorförderpumpe 4 eine ausreichende Saugleistung, um den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 1 anzusaugen, kann die Kraftstoffförderpumpe 2 entfallen.

[0021] In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Kühlleitung 5 zwischen dem Rücklauf 11 der Hochdruckpumpe 10 und dem Mischpunkt 23 der Volumenströme aus der Leckage des Kraftstoff-Einspritzventils 20 angeordnet ist, wobei der Rücklauf 11 der Hochdruckpumpe 10 so ausgelegt sein muss, dass im Rücklauf 11 ein höherer Druck als der Druck in der Rücklaufleitung 21 herrscht, um die Strömungsrichtung vom Mischpunkt 23 über die Rücklaufleitungen 21 und 22 zum Kraftstofftank 1 zu gewährleisten. Bei dieser Ausführungsform entfällt die Rücklaufleitung 12 der Hochdruckpumpe 10. Bei dieser Ausführungsform kann entweder die Kraftstoffförderpumpe 2 oder die Vorförderpumpe 4 entfallen.

[0022] In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem die Kühlleitung 5 zwischen dem Kraftstofftank 1 und dem Mischpunkt 23 angeordnet ist. Zusätzlich ist in der Rücklaufleitung 22 eine Unterdruckpumpe 25 angeordnet, wobei die Unterdruckpumpe 25 so ausgelegt sein muss, dass im Rücklauf 21 und 22 ein niedriger Druck als in der Kühlleitung 5 sowie am Mischpunkt 23 herrscht, um die Strömungsrichtung vom Mischpunkt 23 über die Rücklaufleitungen 21 und 22 zum Kraftstofftank 1 zu gewährleisten. Bei dieser Ausführung kann entweder die Kraftstoffförderpumpe 2 oder die Vorförderpumpe 4 entfallen.

[0023] In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, welches abweichend von der Darstellung in Fig. 2 die Rücklaufleitung 17 zwischen Druckbegrenzungsventil 16 und Mischpunkt 23 angeordnet ist, wobei die Rücklaufleitung 17 kürzer als in den anderen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden kann.

[0024] In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei abweichend zu Fig. 4 die Kühlleitung 5 nicht direkt aus dem Rücklauf 11 der Hochdruckpumpe 10 gespeist wird, sondern der Volumenstrom in der Kühlleitung 5 durch ein in der Rücklaufleitung 12 der Hochdruckpumpe 10 angeordnetes Ventil 7 geregelt wird.

[0025] In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei abweichend zu Fig. 7 der Volumenstrom durch die Rücklaufleitung 12 der Hochdruckpumpe 10 durch eine Drossel 6 begrenzt wird und somit sichergestellt ist, dass stets ein ausreichender Volumenstrom über die Kühlleitung 5 an den Mischpunkt 23 gelangt.

[0026] In Fig. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei zusätzlich zu den Darstellungen in Fig. 7 ein Durchflussmessgerät 26 zwischen den Kraftstoffeinspritzventilen 20 und dem Mischpunkt 23 sowie ein Temperatursensor 27 am Mischpunkt 23 angeordnet sind, mit welchen der Durchfluss durch die Kühlleitung 5 über das Ventil 7 geregelt wird. Dabei kann diese Regelung sowohl über beide Kenngrößen (Durchfluss und Temperatur) als auch über jeweils eine der beiden Kenngrößen geregelt werden. Dabei kann dann das Messglied für die jeweils andere Messgröße entfallen. Alternativ zu einem regelbaren Ventil 7 kann auch analog Fig. 8 eine regelbare Drossel 6 anstelle des Ventils 7 verwendet werden.

Ansprüche

1. Hochdruck-Einspritzsystem mit einem Kraftstofftank (1), einer Verbindungsleitung (2,3,4) zwischen Kraftstofftank (1) und einer Hochdruckpumpe (10) zur Verdichtung des Kraftstoffes, wobei die Hochdruckpumpe (10) über eine entsprechende Verbindungsleitung (13,14,15) mit mindestens einem Kraftstoffeinspritzventil (20) verbunden ist, aus dem zumindest eine Teilmenge des in der Hochdruckpumpe (10) verdichteten Kraftstoffes durch Leckage im Kraftstoffeinspritzventil (20) über eine mit dem Kraftstofftank (1) verbundene Rücklaufleitung (21,22) wieder in den Kraftstofftank (1) zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochdruck-Einspritzsystem über eine Kühlleitung (5) verfügt, welche den Kraftstofftank (1) oder die Verbindungsleitung (2,3,4) oder einen Rücklauf (11) der Hochdruckpumpe (10) über einen Mischpunkt (23) mit der Rücklaufleitung (21,22) verbindet, wobei der Mischpunkt (23), an welchem die Kühlleitung (5) und der Leckagestrom aus dem Kraftstoffeinspritzventil (20) zusammentreffen, möglichst nah am Kraftstoffeinspritzventil (20) angeordnet ist, um die Wegstrecke in der der Kraftstoff eine kritische Temperatur überschreitet möglichst klein zu halten.

2. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung (2,3,4) eine Kraftstoffförderpumpe (2) enthält, wobei die Kühlleitung (5) an einem Ende mit der Verbindungsleitung (2,3,4) zwischen tankseitiger Vorförderpumpe (2) und Hochdruckpumpe (10) und am anderen Ende mit dem Mischpunkt (23) verbunden ist.

3. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleitung (5) von einer Vorförderpumpe (4), welche ein Element der Verbindungsleitung (2,3,4) darstellt und welche den Kraftstoff unter Druck setzt, zu einem Mischpunkt (23) führt.

4. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (13,14,15) zumindest die nachfolgenden Bauelemente

• Hochdruckspeicher (14)

• Druckbegrenzungsventil (16) zur Druckreduzierung am Hochdruckspeicher (14)
aufweist, wobei eine Rücklaufleitung (17) vom Druckbegrenzungsventil (16) existiert, wobei diese Rücklaufleitung (17) an einem Ende mit dem Druckbegrenzungsventil (16) am Hochdruckspeicher (14) und am anderen Ende entweder direkt mit dem Mischpunkt (23) oder über einen weiteren Mischpunkt (24) mit der Rücklaufleitung (21,22) verbunden ist.

5. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (12) zwischen Hochdruckpumpe (10) und Mischpunkt (23) mindestens eines der folgenden Bauelemente

• Drossel (6)

• Ventil (7)
angeordnet ist, wobei das Bauelement (6,7) geeignet ist, zumindest eine Teilmenge des Volumenstroms aus dem Rücklauf (11) aus der Hochdruckpumpe (10) oder einer Rücklaufleitung (12) der Hochdruckpumpe (10) in die Kühlleitung (5) zwischen diesem Bauelement (6,7) und dem Mischpunkt (23) zu leiten.

6. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (21,22) zwischen Mischpunkt (23) und Kraftstofftank (1) eine Unterdruckpumpe (25) zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Rücklaufleitung (21,22) angeordnet ist.

7. Hochdruck-Einspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Hochdruck-Einspritzventil (20) und Mischpunkt (23) ein Durchflussmessgerät (26) oder am Mischpunkt (23) ein Temperatursensor (27) angeordnet ist, mit dem das Ventil (7) oder die Drossel (6) so gesteuert werden, dass der Durchfluss durch die Kühlleitung (5) geregelt wird.

8. Verfahren zum Betreiben eines Hochdruck-Einspritzsystem mit einem Kraftstofftank (1), einer Verbindungsleitung (2,3,4) zwischen Kraftstofftank (1) und einer Hochdruckpumpe (10) zur Verdichtung des Kraftstoffes, wobei die Hochdruckpumpe (10) über eine entsprechende Verbindungsleitung (13,14,15) mit zumindest einem Kraftstoffeinspritzventil (20) verbunden ist, aus dem zumindest eine Teilmenge des in der Hochdruckpumpe (10) verdichteten Kraftstoffes durch Leckage im Kraftstoffeinspritzventil (20) über eine mit dem Kraftstofftank (1) verbundene Rücklaufleitung (21,22) wieder in den Kraftstofftank (1) zurückgeführt wird, sowie einer Kühlleitung (5), welche den Kraftstofftank (1) oder die Verbindungsleitung (2,3,4) oder einen Rücklauf (11) der Hochdruckpumpe (10) über einen Mischpunkt (23) mit der Rücklaufleitung (21,22) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischpunkt (23), an welchem die Kühlleitung (5) und der Leckagestrom aus dem Kraftstoffeinspritzventil (20) zusammentreffen, möglichst nah am Kraftstoffeinspritzventil (20) angeordnet ist, um die Wegstrecke in der der Kraftstoff eine kritische Temperatur überschreitet möglichst klein zu halten und dass in der Kühlleitung (5) stets ein höherer Druck als in der Rücklaufleitung (21,22) aufrecht erhalten wird und die Temperatur in der Kühlleitung (5) niedriger ist als die Temperatur der Leckagemenge aus dem Kraftstoff-Einspritzventil (20), so dass durch die Beimischung des kühleren Kraftstoffes aus der Kühlleitung (5) am Mischpunkt (23) die Temperatur in der Rücklaufleitung (21,22) reduziert wird.

9. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruck-Einspritzsystems nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der über die Kühlleitung (5) dem Mischpunkt (23) zugeführt Volumenstrom ausreichend groß ist, um eine Kühlwirkung auf die Leckage aus dem Kraftstoffeinspritzventil (20) in der Rücklaufleitung (21,22) zu erzielen.

Claims

1. High pressure injection system having a fuel tank (1), a connection line (2, 3, 4) between the fuel tank (1) and a high pressure pump (10) for compressing the fuel, wherein the high pressure pump (10) is connected via a corresponding connection line (13, 14, 15) to at least one fuel injection valve (20), from which at least a partial quantity of the fuel compressed in the high pressure pump (10) is fed back into the fuel tank (1) via a return line (21, 22) connected to the fuel tank (1), through leakage in the fuel injection valve (20), characterized in that the high pressure injection system has a cooling line (5) that connects the fuel tank (1) or the connection line (2, 3, 4) or a return (11) of the high pressure pump (10) to the return line (21, 22) via a mixing point (23) wherein the mixing point (23), at which the cooling line (5) and the leakage flow from the fuel injection valve (20) meet, is arranged as close as possible to the fuel injection valve (20), in order to keep the distance in which the fuel exceeds a critical temperature as small as possible.

2. High pressure injection system according to Claim 1, characterized in that a connection line (2, 3, 4) contains a fuel feed pump (2), wherein the cooling line (5) is connected at one end to the connection line (2, 3, 4) between the tank-side pre-feed pump (2) and the high pressure pump (10) and is connected at the other end to the mixing point (23).

3. High pressure injection system according to Claim 1, characterized in that a cooling line (5) leads from a pre-feed pump (4), which forms one element of the connection line (2, 3, 4) and which puts the fuel under pressure, to a mixing point (23).

4. High pressure injection system according to Claim 1, characterized in that the connection lines (13, 14, 15) have at least the following components:

• a high pressure reservoir (14)

• a pressure limiting valve (16) for pressure reduction at the high pressure reservoir (14),
wherein there is a return line (17) from the pressure limiting valve (16), wherein said return line (17) is connected at one end to the pressure limiting valve (16) at the high pressure reservoir (14) and is connected at the other end either directly to the mixing point (23) or, via another mixing point (24), to the return line (21, 22).

5. High pressure injection system according to Claim 1, characterized in that at least one of the following components is arranged in the return line (12) between the high pressure pump (10) and the mixing point (23):

• a restrictor (6)

• a valve (7),
wherein the component (6, 7) is suitable for directing at least a partial quantity of the volume flow out of the return (11) from the high pressure pump (10) or out of a return line (12) from the high pressure pump (10) into the cooling line (5) between said component (6, 7) and the mixing point (23).

6. High pressure injection system according to Claim 1, characterized in that a vacuum pump (25) for producing a vacuum in the return line (21, 22) is arranged in the return line (21, 22) between the mixing point (23) and the fuel tank (1).

7. High pressure injection system according to Claim 5, characterized in that a flow meter (26) is arranged between the high pressure injection valve (20) and the mixing point (23), or a temperature sensor (27) is arranged at the mixing point (23), being used to control the valve (7) or the restrictor (6) in such a way that the flow rate through the cooling line (5) is regulated.

8. Method for operating a high pressure injection system having a fuel tank (1), a connection line (2, 3, 4) between the fuel tank (1) and a high pressure pump (10) for compressing the fuel, wherein the high pressure pump (10) is connected via a corresponding connection line (13, 14, 15) to at least one fuel injection valve (20), from which at least a partial quantity of the fuel compressed in the high pressure pump (10) is fed back into the fuel tank (1) via a return line (21, 22) connected to the fuel tank (1), through leakage in the fuel injection valve (20), and having a cooling line (5) that connects the fuel tank (1) or the connection line (2, 3, 4) or a return (11) of the high pressure pump (10) to the return line (21, 22) via a mixing point (23), characterized in that the mixing point (23), at which the cooling line (5) and the leakage flow from the fuel injection valve (20) meet, is arranged as close as possible to the fuel injection valve (20), in order to keep the distance in which the fuel exceeds a critical temperature as small as possible, and in that a higher pressure is maintained in the cooling line (5) than in the return line (21, 22) at all times and the temperature in the cooling line (5) is lower than the temperature of the leakage quantity from the fuel injection valve (20), with the result that the temperature in the return line (21, 22) is reduced by the addition of the cooler fuel from the cooling line (5) at the mixing point (23).

9. Method for operating a high pressure injection system according to Claim 8, characterized in that the volume flow fed to the mixing point (23) via the cooling line (5) is sufficient to achieve a cooling effect on the leakage from the fuel injection valve (20) in the return line (21, 22).

Revendications

1. Système d'injection à haute pression comprenant un réservoir de carburant (1), une conduite de liaison (2, 3, 4) entre le réservoir de carburant (1) et une pompe haute pression (10) pour la compression du carburant, la pompe haute pression (10) étant reliée par le biais d'une conduite de liaison correspondante (13, 14, 15) à au moins une soupape d'injection de carburant (20), depuis laquelle au moins une quantité partielle du carburant comprimé dans la pompe haute pression (10) est ramenée dans le réservoir de carburant (1) par fuite dans la soupape d'injection de carburant (20) par le biais d'une conduite de retour (21, 22) reliée au réservoir de carburant (1), caractérisé en ce que le système d'injection à haute pression dispose d'une conduite de refroidissement (5) qui relie le réservoir de carburant (1) ou la conduite de liaison (2, 3, 4) ou un retour (11) de la pompe haute pression (10) par le biais d'un point de mélange (23) à la conduite de retour (21, 22), le point de mélange (23) au niveau duquel la conduite de refroidissement (5) et le courant de fuite provenant de la soupape d'injection de carburant (20) se rencontrent étant disposé aussi près que possible de la soupape d'injection de carburant (20) afin de maintenir aussi petite que possible la section dans laquelle le carburant dépasse une température critique.

2. Système d'injection à haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une conduite de liaison (2, 3, 4) contient une pompe de refoulement de carburant (2), la conduite de refroidissement (5) étant connectée par une extrémité à la conduite de liaison (2, 3, 4) entre la pompe de pré-refoulement du côté du réservoir (2) et la pompe haute pression (10) et par l'autre extrémité au point de mélange (23).

3. Système d'injection à haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une conduite de refroidissement (5) conduit depuis une pompe de pré-refoulement (4), qui constitue un élément de la conduite de liaison (2, 3, 4) et qui met le carburant sous pression, à un point de mélange (23).

4. Système d'injection à haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduites de liaison (13, 14, 15) présentent au moins les composants suivants :

- un accumulateur haute pression (14),

- une soupape de limitation de pression (16) pour réduire la pression au niveau de l'accumulateur haute pression (14),
une conduite de retour (17) depuis la soupape de limitation de pression (16) étant prévue, cette conduite de retour (17) étant connectée par une extrémité à la soupape de limitation de pression (16) au niveau de l'accumulateur haute pression (14) et par l'autre extrémité soit directement au point de mélange (23) soit par le biais d'un autre point de mélange (24) à la conduite de retour (21, 22).

5. Système d'injection à haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la conduite de retour (12) entre la pompe haute pression (10) et le point de mélange (23) est disposé au moins l'un des composants suivants :

- un étranglement (6),

- une soupape (7),
le composant (6, 7) étant approprié pour guider au moins une quantité partielle du débit volumique provenant du retour (11) de la pompe haute pression (10) ou d'une conduite de retour (12) de la pompe haute pression (10) dans la conduite de refroidissement (5) entre ce composant (6, 7) et le point de mélange (23).

6. Système d'injection à haute pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la conduite de retour (21, 22) entre le point de mélange (23) et le réservoir de carburant (1) est disposée une pompe à dépression (25) pour générer une dépression dans la conduite de retour (21, 22).

7. Système d'injection à haute pression selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'entre la soupape d'injection haute pression (20) et le point de mélange (23) est disposé un appareil de mesure de débit (26), ou au niveau du point de mélange (23) est disposé un capteur de température (27), avec lequel la soupape (7) ou l'étranglement (6) sont commandés de telle sorte que le débit à travers la conduite de refroidissement (5) soit régulé.

8. Procédé pour faire fonctionner un système d'injection à haute pression comprenant un réservoir de carburant (1), une conduite de liaison (2, 3, 4) entre le réservoir de carburant (1) et une pompe haute pression (10) pour la compression du carburant, la pompe haute pression (10) étant reliée par le biais d'une conduite de liaison correspondante (13, 14, 15) à au moins une soupape d'injection de carburant (20), depuis laquelle au moins une quantité partielle du carburant comprimé dans la pompe haute pression (10) est ramenée dans le réservoir de carburant (1) par fuite dans la soupape d'injection de carburant (20) par le biais d'une conduite de retour (21, 22) reliée au réservoir de carburant (1), ainsi qu'une conduite de refroidissement (5) qui relie le réservoir de carburant (1) ou la conduite de liaison (2, 3, 4) ou un retour (11) de la pompe haute pression (10) par le biais d'un point de mélange (23) à la conduite de retour (21, 22), caractérisé en ce que le point de mélange (23) au niveau duquel la conduite de refroidissement (5) et le courant de fuite provenant de la soupape d'injection de carburant (20) se rencontrent est disposé aussi près que possible de la soupape d'injection de carburant (20) afin de maintenir aussi petite que possible la section dans laquelle le carburant dépasse une température critique et en ce que l'on maintient dans la conduite de refroidissement (5) toujours une pression supérieure à celle dans la conduite de retour (21, 22) et la température dans la conduite de refroidissement (5) est inférieure à la température de la quantité de fuite provenant de la soupape d'injection de carburant (20), de sorte que par le mélange du carburant plus froid provenant de la conduite de refroidissement (5) au niveau du point de mélange (23), la température dans la conduite de retour (21, 22) soit réduite.

9. Procédé pour faire fonctionner un système d'injection à haute pression selon la revendication 8, caractérisé en ce que le débit volumique acheminé par le biais de la conduite de refroidissement (5) au point de mélange (23) est suffisamment grand pour produire un effet de refroidissement sur la fuite provenant de la soupape d'injection de carburant (20) dans la conduite de retour (21, 22).

Zeichnung