SE539663C2 - Högtrycksbränslepump för ett bränslesystem och förfarande för att styra ett bränslesystem innefattande en sådan pump - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en högtrycksbränslepump (12) innefattande eninloppskanal (14) i förbindelse med en första kammare (16) genom vilkenbränsle leds till den första kammaren (16), en andra kammare (18) anordnad iförbindelse med den första kammaren (16), en utloppsventil (40) anordnad iförbindelse med den andra kammaren (18) samt en inloppsventil (20)innefattande en kolv (22) med ett första ändparti (24) och ett andra ändparti(26). Kolven (22) är rörligt anordnad med det första ändpartiet (24) i en tredjekammare (28) och det andra ändpartiet (26) är rörligt anordnat mellan denförsta kammaren (16) och den andra kammaren (18). Ett pressorgan (34) äranordnat att verka pà kolven (22) medelst en mekanisk kraft (FS), sä att kolven(22) strävar efter att positioneras med det andra ändpartiet (26) stängandeförbindelsen mellan den första kammaren (16) och den andra kammaren (18).Därmed befinner sig inloppsventilen (20) i ett stängt läge. inloppsventilen (20)är styrbar genom en elektromagnetisk enhet (38). (Fig. 2)

Description

Högtrycksbränslepump för ett bränslesystem och förfarande för att styraett bränslesystem innefattande en sådan pump rEkNikENs OMRÅDE Föreliggande uppfinning avser en högtrycksbränslepump för ettbränslesystem, bränslesystem med en sådan högtrycksbränslepump,förbränningsmotor med en sådan högtrycksbränslepump, fordon med ensådan högtrycksbränslepump och ett förfarande för en högtrycksbränslepump hos en förbränningsmotor.

UPPFINNINGENS BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Förbränningsmotorer, såsom dieselmotorer eller ottomotorer, används i fleratyper av applikationer och fordon i dag, till exempel i tunga fordon, såsomlastbilar eller bussar, personbilar, motorbåtar, fartyg, färjor eller skepp.Förbränningsmotorer används även i industrimotorer och/eller motordrivnasåsom t.ex. elkraftverk som innefattar en industrirobotar, kraftverk, dieselgenerator, och i lok.

Förbränningsmotorer kan drivas av diesel eller bensin. Dessa motorer ärförsedda med ett bränslesystem för att transportera bränslet från en eller flerabränsletankar till förbränningsmotorns insprutningssystem. Bränslesystemetinnefattar en eller flera bränslepumpar som kan drivas mekaniskt avförbränningsmotorn eller drivas av en elektrisk motor. Bränslepumparnaskapar ett bränsleflöde och tryck för att transportera bränslet tillförbränningsmotorns insprutningssystem, vilket tillför bränslet till förbränningsmotorns förbränningsrum.

Bränslesystem kan innefatta en eller flera lågtrycksbränslepumpar, som verkari en lågtryckskrets hos bränslesystemet och matar bränsle till en högtrycksbränslepump. Högtrycksbränslepumpen är anordnad hos enhögtryckskrets i bränslesystemet och matar vidare bränslet tillförbränningsmotorns insprutningssystem. För att styra bränsleflödet in ihögtrycksbränslepumpen, och därmed bränsleflödet till förbränningsmotorn,finns normalt sett en inloppsventil anordnad i anslutning tillhögtrycksbränslepumpen. l\/led en aktiv styrbar inloppsventil kan bränsleflödetsom matas vidare till förbränningsmotorn styras pä ett kontrollerat ochnoggrant sätt. Skulle den aktiva inloppsventilen ej fungera, exempelvis pägrund av elektriskt fel, tillförs dock inget bränsle till högtrycksbränslepumpenoch högtrycksbränslepumpen kan inte pumpa vidare bränsle tillförbränningsmotorn, varvid förbränningsmotorn stängs av. Ett bränslesystemmed en aktiv inloppsventil är säledes störningskänsligt och kan orsakaoönskade driftstörningar.

Dokument DE102012207744 visar ett bränslesystem med en aktiv styrbarventil anordnad i anslutning till högtrycksbränslepumpen. När ventilen intefungerar ästadkommes en alternativ bränslematning genom att enlägtryoksbränslepumps matartryck pulsas. Denna lösning förutsätter att ventilen i normalfallet är i ett öppet läge.

Trots kända lösningar pä omrädet finns det fortfarande ett behov av attvidareutveckla en högtrycksbränslepump som pä ett säkert sätt säkerställer attbränsle kan matas till förbränningsmotorn, även om en styrbar ventil slutar fungera.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att ästadkomma enhögtrycksbränslepump i ett bränslesystem för en förbränningsmotor, sommöjliggör bäde passiv och aktiv styrning av bränsleflödet till förbränningsmotorn. l\/led passiv styrning menas styrning som inte kräver strömförsörjning och med aktiv styrning menas styrning som kräver strömförsörjning.

Syftet med uppfinningen är ocksä att ästadkomma en högtrycksbränslepump iett bränslesystem för en förbränningsmotor, som medför en redundans vid bortfall av aktiv styrning.

Ytterligare ett syfte med uppfinningen är att åstadkomma enhögtrycksbränslepump i ett bränslesystem för en förbränningsmotor, som minimerar risken för driftstörningar.

Vidare är ett syfte med föreliggande uppfinning att ästadkomma ett förfarandeför en högtrycksbränslepump i ett bränslesystem för en förbränningsmotor, som minimerar risken för driftstörningar.

Dessa syften uppnäs med en högtrycksbränslepump som definieras ipatentkrav 1 och ett förfarande för en sädan högtrycksbränslepump somdefinieras i patentkrav 12.

Enligt uppfinningen uppnäs syftena ovan med en högtrycksbränslepump för ettbränslesystem, lämpligen hos en förbränningsmotor, innefattande eninloppskanal i förbindelse med en första kammare och genom vilken bränsleleds till den första kammaren med ett matartryck P, en andra kammareanordnad i förbindelse med den första kammaren, en utloppsventil anordnad iförbindelse med den andra kammaren samt en inloppsventil innefattande enkolv med ett första ändparti och ett andra ändparti, varvid kolven är rörligtanordnad med det första ändpartiet i en tredje kammare och det andraändpartiet är rörligt anordnat mellan den första kammaren och den andrakammaren. Vidare är ett pressorgan anordnat att verka pä kolven medelst enmekanisk kraft, sä att kolven strävar efter att positioneras med det andraändpartiet stängande förbindelsen mellan den första kammaren och den andrakammaren och sä att inloppsventilen därmed befinner sig i ett stängt läge, varvid inloppsventilen är styrbar genom att en elektromagnetisk enhet äranordnad i den tredje kammaren, för att verka med en magnetkraft pä kolvensförsta ändparti, sä att kolven förflyttar sig. l\/led den mekaniska kraften menas idenna ansökan kraften som pressorganet tillhandahåller.

Uppfinningen avser även en förbränningsmotor och ett fordon som innefattar den ovanbeskrivna högtrycksbränslepumpen.

Enligt en annan aspekt avser uppfinningen ett förfarande för enhögtrycksbränslepump i ett bränslesystem för en förbränningsmotor,innefattande en inloppskanal i förbindelse med en första kammare och genomvilken bränsle leds till den första kammaren med ett matartryck P, en andrakammare anordnad i förbindelse med den första kammaren samt enutloppsventil anordnad i förbindelse med den andra kammaren, varvidinloppsventilen innefattar en kolv med ett första ändparti och ett andraändparti, varvid kolven är rörligt anordnad med det första ändpartiet i en tredjekammare och det andra ändpartiet rörligt mellan den första kammaren och denandra kammaren. Förfarandet innefattar stegen att: - tillhandahålla ett pressorgan anordnat att verka pä kolven medelst enmekanisk kraft, sä att kolven strävar efter att positioneras med det andraändpartiet stängande förbindelsen mellan den första kammaren och den andrakammaren och sä att inloppsventilen därmed befinner sig i ett stängt läge; och - styra inloppsventilen medelst en i den tredje kammaren anordnadelektromagnetisk enhet, som med en magnetkraft verkar pä inloppsventilenskolv, varvid kolven förflyttar sig.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen beskrivs nedan med hänvisning till den högtrycksbränslepumpoch förfarande som generellt beskrevs ovan.

En helt aktiv styrbar inloppsventil till en högtrycksbränslepump ärstörningskänslig och kan orsaka driftstopp om den aktiva styrningen intefungerar tillfredsställande. l\/led en helt passiv inloppsventil ä andra sidan,ästadkommes inte en lika noggrann och kontrollerad styrning av bränsleflödettill högtryoksbränslepumpen, som när en aktiv inloppsventil används. Genomatt anordna ett pressorgan, sä som ett fjäderorgan, att passivt verka päinloppsventilens kolv samt en elektromagnetisk enhet att aktivt verka päinloppsventilens kolv, ästadkommes en inloppsventil, som kan styras bädeaktivt och passivt. Pressorganet är lämpligen anordnat att verka pä det förstaändpartiet hos kolven för att maximal mekanisk kraft ästadkommes. Pämotsvarande sätt är magnetkraften, som erhälls via den elektromagnetiskaenheten, anordnad att verka pä kolvens första ändparti. Pä sä sättästadkommes en högtryoksbränslepump, som möjliggör bäde passiv och aktivstyrning av bränsleflödet till förbränningsmotorn och som därmed minimerar risken för driftstörningar. l\/led högtrycksbränslepump avses häri i en pump med ett högt matartryck,vilket kan variera mellan ca 1000-2500 bar, men är inte begränsat till detta intervall.

Lämpligen matas bränsle frän lägtryckskretsen hos bränslesystemet tillinloppskanalen och den första kammaren. l\/latartrycket medför en flödeskraftsom verkar pä kolven i en riktning motsatt den mekaniska kraften. l\/latartrycketför att verka pä kolven bestäms utifrän pumpens prestanda ochinloppsventilens geometriska dimensioner och en kraftbalans mellan dessaoch kan bestämmas i förväg. l\/latartrycket ästadkommes lämpligen med en elmotorstyrd lägtryckspumpanordnad i lägtryckskretsen hos bränslesystemet. Genom att lägtryckpumpenär elmotorstyrd medges ett bredare styrintervall än med en mekanisk pump,vilken vanligtvis drivs och styrs av förbränningsmotorn och framförallt avförbränningsmotorns varvtal. Den elmotorstyrda làgtryckspumpen kan styrasmot andra parametrar än motorvarvtal, till exempel bränslefilter- igensättningsgrad och tryck i bränsleledningarna.

Lämpligen ästadkommes magnetkraften som verkar pä kolven genom attelektrisk ström leds genom den elektromagnetiska enheten. Därmedästadkommes ett magnetfält och därmed en magnetkraft som drar kolven motden elektromagnetiska enheten. Det elektromagnetiska fältet kanästadkommas till exempel med hjälp av en aktuator, sä som enelektromagnetisk spole eller ett piezo-element. Kolven kan ocksä innefatta ett magnetiskt material, tex metall, sä som rostfritt stäl.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enhetenanordnad att verka med magnetkraften pä kolven i en riktning motsatt denmekaniska kraften, som företrädesvis är fjäderkraft, för att pä sä sättästadkomma ett öppet läge hos inloppsventilen. Den mekaniska kraften kanäven ästadkommas genom pneumatiska anordningar eller hydrauliskaanordningar. Därmed verkar magnetkraften pä kolven i samma riktning somflödeskraften. Den mekaniska kraften verkar passivt pä kolven i en riktningsom medför ett stängt läge hos inloppsventilen varvid förbindelsen mellan denförsta kammaren och den andra kammaren är stängd och inget bränsle kanmatas vidare genom utloppsventilen till förbränningsmotorn. För attästadkomma ett öppet läge hos inloppsventilen mäste därmed summan avmagnetkraften och flödeskraften överstiga den mekaniska kraften.l\/lagnetkraften beror pä den elektriska strömmen som leds genom denelektromagnetiska enheten. Genom att styra tillförseln av den elektriskaströmmen kan inloppsventilen därmed aktivt styras till ett öppet läge ochbränsletillförsel till förbränningsmotorn kan därmed ästadkommas pä ett noggrant och flexibelt sätt. För att ästadkomma det stängda läget styrstillförseln av den elektriska strömmen sä att magnetkraften blir noll, varvid denmekaniska kraften förflyttar kolven till det stängda läget. I de fall denelektromagnetiska enheten ej fungerar och magnetkraften därmed ärväsentligen noll, kan ett öppet läge hos inloppsventilen ästadkommas genomatt tillse att flödeskraften överstiger den mekaniska kraften. Flödeskraften ökaslämpligen genom att styra lägtryckspumpen sä att matartrycket överstiger ettförutbestämt matartryck som bestäms utifrän pumpens prestanda och kolvensgeometriska dimensioner och kan till exempel vara ca 6 bar. Genom att ökamatartrycket pä bränslet frän längtryckskretsen och därmed öka flödeskraften,kan ett öppet läge hos inloppsventilen ästadkommas även dä denelektromagnetiska enheten fallerar och redundans erhälles därmed. Pä sä sättsäkerställs att bränsle kan matas till förbränningsmotorn vid behov, och risken för driftstörningar minimeras.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enhetenanordnad att verka med magnetkraften pä kolven i samma riktning som denmekaniska kraften, för att ästadkomma ett stängt läge hos inloppsventilen.l\/lagnetkraften verkar därmed pä kolven i motsatt riktning till flödeskraften. Föratt ästadkomma ett öppet läge hos inloppsventilen mäste därmed flödeskraftenöverstiga magnetkraften och den mekaniska kraften. När förbränningsmotornär i behov av bränsle tillses att ingen elektrisk ström leds genom denelektromagnetiska enheten, sä att magnetkraften som verkar pä kolven ärförsumbar. Flödeskraften mäste därmed endast överstiga den mekaniskakraften för att ästadkomma ett öppet läge hos inloppsventilen. Genom attanordna ett pressorgan som verkar med en mekanisk kraft, som är lägre änflödeskraften orsakad av ett normalt matartryck, ästadkommes passivt ettöppet läge hos inloppsventilen när magnetkraften är försumbar. Denmekaniska kraften, tex fjäderkraften med vilken ett fjäderorgan verkar päkolven, bestäms i förväg utifrän pumpens prestanda och kolvens dimensioner.l de fall den elektromagnetiska enheten ej fungerar och magnetkraften därmedär väsentligen noll, kan säledes ett öppet läge hos inloppsventilen ästadkommas genom att flödeskraften överstiger den mekaniska kraften, säsom fjäderkraften. Pä sä sätt säkerställs att bränsle kan matas till förbränningsmotorn vid behov, och risken för driftstörningar minimeras.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enhetenanordnad att verka med magnetkraften pä kolven i samma riktning som denmekaniska kraften, företrädesvis fjäderkraften, enligt ovan varvid en passageär anordnad mellan inloppskanalen och den tredje kammaren. Bränsle sommatas genom inloppskanalen kan därmed flöda till den tredje kammaren.Bränslet matas frän lägtryckskretsen. Pä sä sätt verkar bränsle bäde pä detförsta ändpartiet och det andra ändpartiet hos kolven. Därmed verkar bränsletpä en större totalarea hos kolven och säledes ästadkommes en störreflödeskraft än utan passagen.

Företrädesvis utgörs utloppsventilen av en backventil.

Lämpligen är ett tryckorgan rörligt anordnat i den andra kammaren iförbindelse med en kamaxel hos förbränningsmotorn. Tryokorganet äranordnat att öka trycket hos bränslet i den andra kammaren och därmed matabränslet genom utloppsventilen. När kamaxeln roterar förflyttas tryckorganet iden andra kammaren. När tryckorganet förflyttas i riktning mot den förstakammaren och inloppsventilen är i ett stängt läge minskas den andrakammarens volym, varvid trycket pä bränslet i den andra kammaren ökar.Utloppsventilen försätts därmed i ett öppet läge och bränslet i den andrakammaren kan matas vidare mot förbränningsmotorn. När tryckorganetförflyttas i en riktning motsatt den första kammaren, styrs inloppsventilen till ettöppet läge varvid bränsle kan strömma frän den första kammaren till den andra kammaren.

Företrädesvis är pressorganet ett fjäderorgan och den mekaniska kraftenfjäderkraft. Pä sä sätt ästadkommer en robust och icke-skrymmande lösning.

Uppfinningen avser även ett bränslesystem för en förbränningsmotor vilketsystem innefattar högtrycksbränslepumpen enligt ovan. Ett bränslesystemtillhandahåller bränsle frän en eller flera bränsletankar till förbränningsmotornoch innefattar en lägtryckskrets som matar bränsle med ett lägt tryck tillhögtryckskretsen. Högtryckskretsen matar bränslet sedan vidare tillförbränningsmotorn med hjälp av en eller flera insprutningsanordningar.Bränslesystem av denna typ och delar därav är väl kända inom teknikomrädetoch beskrivs inte mera i detalj i denna ansökan.

Genom att tillhandahälla ett pressorgan anordnat att verka pä kolven,företrädesvis pä det första ändpartiet, medelst en mekanisk kraft, företrädesvisfjäderkraft, sä att kolven strävar efter att positioneras med det andra ändpartietstängande förbindelsen mellan den första kammaren och den andrakammaren och sä att inloppsventilen därmed befinner sig i ett stängt läge; ochgenom att styra inloppsventilen medelst en i den tredje kammaren anordnadelektromagnetisk enhet, som med en magnetkraft verkar pä inloppsventilenskolv, varvid kolven förflyttar sig, ästadkommes ett förfarande för att styra enhögtrycksbränslepump, som minimerar risken för driftstörningar. Förfarandet utförs lämpligen i ett bränslesystem hos en förbränningsmotor.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning styrs inloppsventilen genom attstyra tillförseln av elektrisk ström genom den elektromagnetiska enheten.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enhetensä anordnad att magnetkraften verkar pä kolven i en riktning motsatt denmekaniska kraften.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enhetensä anordnad att magnetkraften verkar pä kolven i samma riktning som denmekaniska kraften.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning ästadkommes ett öppet läge hosinloppsventilen, i det fallet att den elektromagnetiska enheten är ur funktion,genom att tillse att flödeskraften är större än den mekaniska kraften. I de fallmagnetkraften är avsedd att verka pä kolven i en riktning motsatt denmekaniska kraften, och den elektromagnetiska enheten är ur funktion,ästadkommes ett öppet läge hos inloppsventilen genom att öka matartrycketpä bränslet frän lägtryckskretsen och därmed öka flödeskraften som verkar päkolven. Pä sä sätt tillses att flödeskraften är större än den mekaniska kraften. lde fall magnetkraften är avsedd att verka pä kolven i samma riktning som denmekaniska kraften, och den elektromagnetiska enheten är ur funktion,ästadkommes ett öppet läge hos inloppsventilen genom att tillse attpressorganet, säsom ett fjäderorgan, uppvisar en mekanisk kraft, säsomfjäderkraft, som understiger en av ett normalt matartryck orsakad flödeskraft.

Ytterligare fördelar med uppfinningen framgär av följande detaljerade beskrivning av uppfinningens exempelutföringsformer.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, säsom ett exempel, föredragna utföringsformer avuppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, pä vilka: Fig. 1 visar en schematisk sidovy av ett fordon, som innefattar ettbränslesystem för en förbränningsmotor enligt föreliggandeuppfinning, Fig. 2 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepumpenligt en aspekt av föreliggande uppfinning, Fig. 3 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepump enligt en aspekt av föreliggande uppfinning, 11 Fig. 4 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepump enligt en aspekt av föreliggande uppfinning, och Fig. 5 visar schematiskt ett bränslesystem; och Fig. 6 visar ett flödesschema för ett förfarande för enhögtrycksbränslepump enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORIVIER AVUPPFINNINGEN Fig. 1 visar en schematisk sidovy av ett fordon 1, vilket fordon innefattar ettbränslesystem 4 för en förbränningsmotor 2. Hos förbränningsmotorn 2 äranordnad en högtrycksbränslepump 12 enligt föreliggande uppfinning.Förbränningsmotorn 2 är kopplad till en växelläda 6, som är kopplad tillfordonets 1 drivhjul 8 via en transmission. Fordonet innefattar även ett chassi10.

Fig. 2 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepump 12 enligten aspekt av föreliggande uppfinning. Högtrycksbränslepumpen 12 innefattaren inloppskanal 14 i förbindelse med en första kammare 16 och genom vilkenbränsle (symboliserat med förstorade pilar) frän en lägtryckskrets 110 (se Fig.5) hos ett bränslesystem 4 leds till den första kammaren 16, en andrakammare 18 anordnad i förbindelse med den första kammaren 16, eninloppsventil 20 anordnad i förbindelse med den andra kammaren 18 för attästadkomma bränsle att flöda frän den första kammaren 16 till den andrakammaren 18, samt en utloppsventil 40 anordnad i förbindelse med den andrakammaren 18 för utmatning av bränsle vidare till förbränningsmotorn 2.lnloppsventilen 20 innefattar en kolv 22 med ett första ändparti 24 och ettandra ändparti 26, varvid kolven 22 är rörligt anordnad med det första ändpartiet 24 i en tredje kammare 28 och det andra ändpartiet 26 är rörligt 12 mellan den första kammaren 16 och den andra kammaren 18. Närinloppsventilen 20 är i ett stängt läge stänger det andra ändpartiet 26förbindelsen mellan den första kammaren 16 och den andra kammaren 18 ochnär inloppsventilen 20 är i ett öppet läge (illustrerat med streckade linjer) kanbränsle flöda frän den första kammaren 16 till den andra kammaren 18 genomen inloppspassage 30. Det andra ändpartiet 26 är lämpligen utformat som entrunkerad kon med en botten 32 uppvisande en area minst motsvarande den första kammarens 16 tvärsnittsarea vid förbindelsen med den andra kammaren 18. När inloppsventilen 20 är i det stängda läget är därmed det andraändpartiets 26 botten 32 tätslutande anordnad mellan den första kammaren 16och den andra kammaren 18. När inloppsventilen 20 är i ett öppet läge harkolvens 22 andra ändparti 26 förflyttats in i den andra kammaren 28 varvid inloppspassagen 30 uppkommer.

Ett fjäderorgan 34 är anordnat att verka pä det första ändpartiet 24 hos kolven22 medelst en fjäderkraft FS, sä att kolven 22 strävar efter att positioneras meddet andra ändpartiet 26 stängande förbindelsen mellan den första kammaren16 och den andra kammaren 18 och sä att inloppsventilen 20 därmed befinnersig i ett stängt läge. Krafterna symboliseras med hjälp av pilar i ritningarna.Fjäderorganet 34 är anordnat i den tredje kammaren 28 och verkar pä detförsta ändpartiet 24 hos kolven 22. Det första ändpartiet 24 är lämpligen T-formigt. Fjäderkraften FS bestäms utifrän pumpens prestanda och kolvensdimensioner. Bränsle matas frän lägtryckskretsen 110 in i inloppskanalen 14med ett matartryck P, vilket medför att bränslet verkar pä kolven 22 med enflödeskraft Ff i en riktning motsatt fjäderkraften FS. l\/latartrycket P ochflödeskraften Ff bestäms ocksä utifrän pumpens prestanda och kolvensdimensioner. Flödeskraften Ff som verkar pä kolven 22 beror pä matartrycketP och arean hos det andra ändpartiets 26 vinklade sidor 36, pä vilken areamatartrycket P verkar. Generellt gäller att ju större area desto större ärflödeskraft Ff. 13 lnloppsventilen 20 är aktivt styrbar genom att en elektromagnetisk enhet 38 äranordnad i den tredje kammaren 28, för att verka med en magnetkraft Fm päkolvens 22 första ändparti 24, sä att kolven 22 förflyttar sig. Denelektromagnetiska enheten 38 är sä anordnad att magnetkraften Fm verkar päkolvens 22 första ändparti 24 i en riktning motsatt fjäderkraften FS.l\/lagnetkraften Fm ästadkommes genom att elektrisk ström I leds genom denelektromagnetiska enheten 38. För att ästadkomma ett öppet läge hosinloppsventilen 20 mäste summan av magnetkraften Fm och flödeskraften Fföverstiga fjäderkraften FS. Fjäderkraften FS, flödeskraften Ff och magnetkraftenFm är illustrerade som pilar i den riktning som respektive kraft verkar pä kolven22. Genom att styra tillförseln av elektrisk ström l genom denelektromagnetiska enheten 38 kan magnetkraften Fm styras ochinloppsventilen 20 kan säledes aktivt styras till ett öppet läge varvid bränslekan tillföras den andra kammaren 18. För att ästadkomma ett stängt läge hosinloppsventilen 20 stoppas tillförseln av elektrisk ström l genom denelektromagnetiska enheten 38 och magnetkraften Fm är därmed noll.Fjäderkraften FS är större än flödeskraften Ff och kolven 22 förflyttas säledestill ett stängt läge. Skulle den elektromagnetiska enheten 38 inte fungera blirmagnetkraften Fm noll och för att ästadkomma ett öppet läge hosinloppsventilen 20 behöver dä flödeskraften Ff överstiga fjäderkraften FS. Dettakan ästadkommas genom att öka matartrycket P pä bränslet fränlägtryckskretsen och därmed öka flödeskraften Ff som verkar pä kolven 22. Päsä sätt erhälles redundans och det säkerställs att förbränningsmotorn 2 tillförsbränsle även i de fall dä den aktiva styrningen av inloppsventilen 20 inte fungerar.

Högtryoksbränslepumpen 12 innefattar vidare ett tryckorgan 42 rörligt anordnati den andra kammaren 18. Tryokorganet 42 är anordnat i förbindelse med enkamaxel 44 hos förbränningsmotorn 2 och när kamaxeln 44 roterar förflyttastryckorganet 42 i den andra kammaren 18 i riktning mot och ifrän den förstakammaren 16. När tryckorganet 42 förflyttas i riktning mot den första kammaren 16 styrs inloppsventilen 20 till ett stängt läge, den andra 14 kammarens 18 volym minskas och trycket hos bränslet i den andra kammaren18 ökar. Det ökade trycket hos bränslet i den andra kammaren 18 verkar päutloppsventilen 40, sä att den öppnas och bränslet kan matas vidare tillförbränningsmotorn 2. Utloppsventilen 40 utgörs lämpligen av en backventilinnefattande en fjäderbelastad kula 46. När tryckorganet 42 förflyttas i riktningfrän den första kammaren 16 ökas den andra kammarens 18 volym ochinloppsventilen 20 styrs till ett öppet läge, sä att bränsle kan flöda frän denförsta kammaren 16 till den andra kammaren 18.

Fig. 3 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepump 12 enligten aspekt av föreliggande uppfinning. Högtrycksbränslepumpen 12 ärutformad säsom beskrivet i Fig. 2 med skillnaden att den elektromagnetiskaenheten 38 är sä anordnad att magnetkraften Fm verkar pä kolvens 22 förstaändparti 24 i samma riktning som fjäderkraften FS och pä sä sätt förflyttarkolven 22 till ett stängt läge. Fjäderkraften FS, matartrycket P med vilketbränsle matas och flödeskraften Ff bestäms utifrän pumpens prestanda ochdimensioner. För att ästadkomma ett öppet läge hos inloppsventilen 20 styrstillförseln av ström l genom den elektromagnetiska enheten 38, sä attmagnetkraften Fm blir noll. Dä flödeskraften Ff är större än fjäderkraften FSästadkommes därmed ett öppet läge hos inloppsventilen 20. För attästadkomma ett stängt läge hos inloppsventilen 20 styrs tillförseln av elektriskström l genom den elektromagnetiska enheten 38, sä att summan avmagnetkraften Fm och fjäderkraften FS överstiger flödeskraften Ff och kolven22 därmed förflyttar sig till det stängda läget. Skulle den elektromagnetiskaenheten 38 inte fungera blir magnetkraften Fm noll och därmed päverkas intedet öppna läget hos inloppsventilen 20. Pä sä sätt säkerställs attförbränningsmotorn 2 tillförs bränsle även i de fall dä den aktiva styrningen avinloppsventilen 20 inte fungerar.

Fig. 4 visar en schematisk tvärsnittsvy av en högtrycksbränslepump 12 enligten aspekt av föreliggande uppfinning. Högtrycksbränslepumpen 12 ärutformad säsom beskrivet i Fig. 3 med tillägget att en passage 48 är anordnad mellan inloppskanalen 14 och den tredje kammaren 28. Pä sä sätt kan bränsleflöda frän inloppskanalen 14 till den tredje kammaren 28 och verka pä detförsta ändpartiet 24. Pä sä sätt blir arean hos kolven 22, pä vilken bränsletverkar, större än när passagen 48 till den tredje kammaren 28 saknas. Däbränslet verkar pä en större area blir därmed den totala flödeskraften Ff somverkar pä kolven 22 större, varvid ett öppet läge hos inloppsventilen 20ästadkommes pä ett enklare sätt.

Fig. 5 illustrerar schematiskt ett bränslesystem 4 som innefattar enlägtryckskrets 110 frän vilken bränslet matas till en högtryckspump 12 enligtovan. Högtryckspumpen är en del av bränslesystemets 4 högtryckskrets 120,frän vilken bränsle matas till förbränningsmotorn 2 med högt tryck.

Fig. 6 visar ett flödesschema över ett förfarande för en högtrycksbränslepump12 i ett bränslesystem 4 för en förbränningsmotor 2, innefattande eninloppskanal 14 i förbindelse med en första kammare 16 och genom vilkenbränsle frän en lägtryckskrets hos bränslesystemet 4 leds till den förstakammaren 16, en andra kammare 18 anordnad i förbindelse med den förstakammaren 16, en utloppsventil 40 anordnad i förbindelse med den andrakammaren 18 samt en inloppsventil 20 innefattande en kolv 22 med ett förstaändparti 24 och ett andra ändparti 26, varvid kolven 22 är rörligt anordnad meddet första ändpartiet 24 i en tredje kammare 28 och det andra ändpartiet 26 ärrörligt mellan den första kammaren 16 och den andra kammaren 18.Förfarandet innefattar stegen a) att tillhandahälla ett fjäderorgan 34 anordnatatt verka pä det första ändpartiet 24 medelst en fjäderkraft FS, sä att kolven 22strävar efter att positioneras med det andra ändpartiet 26 stängandeförbindelsen mellan den första kammaren 16 och den andra kammaren 18 ochsä att inloppsventilen 20 därmed befinner sig i ett stängt läge; och b) att styrainloppsventilen 20 medelst en i den tredje kammaren 28 anordnadelektromagnetisk enhet 38, som med en magnetkraft Fm kan verka päinloppsventilens 20 kolv 22, varvid kolven 22 förflyttar sig. 16 Företrädesvis medför ett matartryck P, med vilket bränsle matas till den förstakammaren 16, en flödeskraft Ff, som verkar pä kolven 22 i en riktning motsattfjäderkraften FS. lnloppsventilen 20 styrs lämpligen genom att styra tillförsel av elektrisk ström Igenom den elektromagnetiska enheten 38.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enheten38 sä anordnad att magnetkraften Fm verkar pä kolven 22 i en riktning motsattfjäderkraften FS. Genom att styra tillförseln av elektrisk ström I genom denelektromagnetiska enheten 38 sä att en magnetkraft Fm erhälles, kan ett öppetläge hos inloppsventilen 20 ästadkommas. Ett stäng läge hos inloppsventilen20 kan ästadkommas genom att stoppa tillförseln av elektrisk ström I genomden elektromagnetiska enheten 38, sä att magnetkraften Fm blir försumbar ochej verkar pä kolven 22. Fjäderkraften FS är dä större än flödeskraften Ff varvidkolven 22 förflyttas till det stängda läget.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning är den elektromagnetiska enheten38 sä anordnad att magnetkraften Fm verkar pä kolven 22 i samma riktningsom fjäderkraften FS. Genom att styra tillförseln av elektrisk ström I genom denelektromagnetiska enheten 38 sä att en magnetkraft Fm erhälles, kan ett stängtläge hos inloppsventilen 20 ästadkommas. Ett öppet läge hos inloppsventilen20 kan ästadkommas genom att stoppa tillförseln av elektrisk ström I genomden elektromagnetiska enheten 38, sä att magnetkraften Fm blir försumbar ochej verkar pä kolven 22. Fjäderorganet 34 är sä utformat att flödeskraften Ff ärstörre än fjäderkraften FS, varvid kolven 22 förflyttas till ett öppet läge medelstflödeskraften Ff.

Företrädesvis ästadkommes ett öppet läge hos inloppsventilen 20, i det falletatt den elektromagnetiska enheten 38 är ur funktion, genom att tillse attflödeskraften Ff är större än fjäderkraften FS. I det fallet att den elektromagnetiska enheten 38 är anordnad att verka med magnetkraften Fm i 17 en riktning motsatt fjäderkraften FS, tillses att flödeskraften Ff är större änfjäderkraften FS lämpligen genom att öka matartrycket P med vilket bränsletmatas. l det fallet att den elektromagnetiska enheten 38 är anordnad att verkamed magnetkraften Fm i samma riktning som fjäderkraften FS, tillses att flödeskraften Ff är större än fjäderkraften FS genom att tillhandahålla ett fjäderorgan 34 som uppvisar en fjäderkraft FS som är lägre än flödeskraften Ff.

Angivna komponenter och särdrag som anges ovan kan inom ramen för uppfinningen kombineras mellan olika angivna utföranden.

Claims (3)

ti) tå 2G 39 Éëltâttirtíílêší t. Bransteavetem (4) som innetattar en ktndgtrvokenranetennmn (12) gemen tadtrvckekreta ett titt tran vttken tsršatttaie far anerdrtat att matas titt nddtrrvekeeràrtetenumnen (t2 , varvid nddtrvcketnransiennmnen (tâš šnnefattarnde en šnieonakanat

1. I (tft) i tdrntndetae med en töreta kammare (td) och genom viiken nraneie tede titt den toreta kammaren (td) med ett matartryek (P), en andra kammare (18)arterdnad i törbšndeiee med den första kammaren (td), en uttonpeventšt (ett)anordnad t torntndeiae med den andra kammaren (tå) eamt en âniepneventtt(29) innefattande en ketv (22) med ett tdreta andpartš (24) och ett andraandnartt (Ett), vawtd koiven (22) är röritgt anordnad med det töreta andpartšet(24) i en tredje kammare (ån) een det andra aïndnarttet (ätt) är rërtigt anordnat mettan den forsta kammaren (td) den den andra kammaren (18), ' varvid ett nreaaergan (34) ar anordnat att verka na ä kotven (22) medeiet en mekanisk kraft (Fä), aa att kniven (22) strävar etter att noetttoneraa med det andra ändnartiet (iàd) etangande tdrbtndeteert meitan dentdreta kammaren (td) och den andra kammaren (td) den aa att šnioneaventiien(ätt) därmed befinner sig t ett ataïngt taga, varvtd intenneventtien (ätt) är etyrnargennm att en etvrnar etektrnmagnetiek enhet (38) är anerdnad t den tredjekammaren (28), för att verka med en magnetkratt (Fm) på kniven (22), eà attkotven (22) tdrfiyttar eid varvid nräneteeveternet tat ar anordnat aa atttmatertrveket, (PEmedtöwr en tiddeekrattttår) som verkar kniven (223 t en rtktntnn motsatt den ntekanieka kraften (tf-Q), känneteeknat av att:~ den etektremaenetteka enneten (íšrêtar anerdnard att verka medmadnetkratten (Fm) na kotven (22) t enwršktnind meteatt den mekantakawkratten tträneieevetentet (43 ar anordnat att titta matartrvaket (På na tträneiet frantadtrvokakreteen t t td) t tati den eietttrrttrtšadnettaka enheten (383 artrr funktion så att tttëdeakratten (tigt nitr atörre :an den rnekanteka kratten tFfit; etter 1G 2G 3G ~ den aäakïromaaaatäaka enheten (33) är anardaaaa atï verka maamagnatknaaíïar: (F-afëaaßà kaivan (22) E samma sííktniaa sam afasi nfiekaniíašfia aa danraakanšaka šaafïavn (F91undafaíâaarfiššdaakraftaa (ašïïšaaam araakas av matarïwckat (F) vid normakirëftí.

2. Bransåasyatam aar anšâgt krav 1, varväcš praaaarganaï(342 är anorcinaï att verka på dat första ànfíparïšat (24) hsa kniven (22), a-afaa--anššgí krav “i aiiar 2, vawâa

3. _Brànsiasyaiam 2 z -- ° .- nïagraaïkrañan (Fm) är anordnad af: verka på kaâvana (22) första ändparïš (24) ~' . aâ--âaaàaaš a--ka-s šë-:f-aa-fàëaaaaaafiaëg aäva ëaaïa ßš= vi: ».a i äga åränaiaayaïam i=šagêafyaa araišgï frågat av fåëragáanda krav. varvid magnatkrafian (Fm) åstadkommas garmm aü aiakïršak ström ii) iada ganam aan aåaktramagnatâska enhatan (38). a--aaèäaâ- aaa-a- atšašaa- aaa æflwaäk må ag--mai fléšësàg-- att "" -aaa-š-a . i aâae-'aa ~åav' - = - gaaalašæi a-att--va tkrašëaaaßš ëš--i aêfaiaaa~ 1G 2G 3G iaf. Bränašaavatam -- ” - - ~ " varvid ed *åryckdrgan (42) är rörišgr anordnat i dan andra karnmaran (18) i §:e.n;.:n«;: gå;- - - _ aniëaï kravl,varvid, dm dan eåektrdmadnatäaka annaten (Sd) ar andrdnad ad verka med -nfi u. I. . '_ *__ . . ._ ._ madnaikraftan (Fa-à nå kašven (22) i samma ršktnšnd edmwfšädarkraftan (Fsämrdr and åstadkomma ed atandr Edda nns šninnnavanršien (BG), aa ar en passage (då) ' är anordnad maäšan šnšdapakanašen (34) den den tradja kammaren (28), så att bränaia sam matas gandm šnidppakanaian (14) kan rädda då) dan tredje kammaren (28). då. Branaieavaram råagrrvakaaranašaaama-anššgí nagot av föregående krav,R varvid atšoapavenrâåan (ad) utgöra av an backvantši. = enišgt nàgnt av föregående krav, förbšndašaa mad en kamaxei (44) nas an fërnrännšngamdtdr (2). Må. Bränsiaavatam Hëgrrvaaaaranašaa-ama-anåigt krav Kaa, varvâdI ïrycknrganat (42) är andrdnaí air öka trvckaí nas branašar i dan andra kanfimaran (id) aan därmed mdjšäggöra utmatnšng av branaâet gandm drëdpnavanrâien (49). aëg. Branaieayatam Hëaërfve aniigt nägdt av föragàande krav,varvid praaadrganar (34) är ad fjädarnrgan (Ed) den den mekaniska kraften fjäderkrafi, Mig). Fdrbrännšngamatdr kännetaaknad av aeran šš)enirgr--nagat--av-aravaa-Q-aeniaiëer--ed bransšesyatam anåšgr nagat av faregaanda kravaë. til) “S5 2G St) i Fordon kënneteeknat av en-neat t-2-te ett eransieeyetern eniigt nagot avkrav jåaê. -tejgi Fürtarande för att styra ett nransšeevetem (4) eem innefattar en nëdtrvekabrtšneiennrne (12) den en iiåettvtlkekrete itttš) fran vtikrein nransše rnatae tiii nödtrvekebraneienumnen (12) ' ._ ~ I f=~ varvid nödtrvekenraneierrtsmnen (12) innetattagnee en iniepnekanai (14) i tëreindeiee med en ttšreta kammare (15) den gendm viiken braneie iedetiii den företa kammaren (td) med ett ntatartryek (ti). en andra kammare (18)anerdnad itdreirtdeiee med den tdreta kammaren (td), en utieeeeventši (att)andrdnad i tdrtuindetee med den andra kammaren åta) samt en intepeeventii(28) innetattande en kdiv (22) med ett tersta andparti (24) een ett andraàndearti (25), varvid kniven (22) ar rdrišgt anerdnad nted det företa ändnartšet(24) i en tredje kammare (28) den det andra andpartiet (2tš) ar rdriigt rneiian den företa kammaren (16) den den andra kammaren (tå), m: : = varvid tertarandet innetattar stegen att: a) tiiinandanáiia ett ereeeergan (34) anerdnat att verka pa kniven (22) medeieten mekanisk kratt (FS), aa att kniven (22) strävar etter att eeeitienerae med detandra ändnartiet (26) atëngande törtrindeiaen rneiian den ttšrata kammaren(16) een den andra kammaren (tå) een eà att inieppeventiien (2d) därmed befinner sig i ett stängt taga; den n) styra šnieneeverttiien (EG) medeiet en i den tredje kammaren (23) anerdnad eiektremagnetiek annat (33), earn med en magnetkratt (Fm) verkar på i inteepaventiiene (2Û) kniv (22), varvid kniven (22) törtivttar sig) immvarvid rnatartrveket (P) :ttreditttr en ttedeskrart (Fri team verkar aakniven (22) r en riktnšna mdteatt den mekaniska kraften (Fa),kàieiaeteekrrret av att:~ den eiektrnmaanetiaka errneterr tàšå) ar anerdnad att. verka med :rrarrrretkrt free :Fet-t :ra 2.2) i en riktnine rrrrrreatt rnekanšakarkrfašïteiw Fått tršr iršetiradkrrirrrrrrta ett tree izrsttee-neee-:attšren ”EG 2G 3G kår šfššë Eàaïrvakskretserr (1 "Eßš i fašâ ríerr eâektrnrrraarreïšska enheten (38) är ur funktšcrrså att *Eâëdeskrafrerr (Fr) triër srërre än den mekarršska kraften (Får ekar ~ den eiektrorrfraurrrzfríisíka ærrheten (383 är agrrørdrraíi att verka medrrraqrretkraftæn (šñâš gå køršvfinušâß i samma ršktrrinfl sam den mekaniska dan rrrekarršska krafrerr (F53 rurïrdràrrkïàgrëzf* fšëdeskrrafterr (Ffä sørrr nrsakaswav nrarartrvcket (På všcš rrørmairjrift. > fš-êjnå. Förfarande errâëgt krav -få-å-»ígæšêeråå varvifí šrršøppsverrtšiæn (29) aïyras genom arr styra ïëiifärrseë av eiektršsk srïrörrr (i) gerrørrr der: »eiektrømagrfietšskaerrhetæn (íšâ) *men så? aë--aêr--mag â-fšíg, Förrararrríe enššgt krav 12 æâšer 13%-2Q, varvid, i rie faiš den ækakirømagrretšska erwrrærrarr (38) är ur furrkršnrr, ett öppet Eàge hes iniøppsverrriïen (29) åstadkommas gerkam att tišäsra att fišícieskrafterr (Fr) är sïërræ är: den rrrekarzâska krafifirr (FS). k 22-215. Fërfarande errišgï rràgnt av krav iê-221 2-14, varvid üerr mekaniska kraftæn (FS) är fjäcšerkrafi sam ïšiihandahåišs via ett fjšäcíerorgarr (34).