DE10047188B4 - Hochdruckpumpe für ein Hochdruckeinspritzsytem einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine - Google Patents

Hochdruckpumpe für ein Hochdruckeinspritzsytem einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Hochdruckpumpe (1) für ein Hochdruckeinspritzsystem einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit mehreren Pumpenkolben (2), die über einen Umfang eines von einem Exzenter (3) angetriebenen Polygonringes (4) verteilt sind und von jeweils einer Stößelfeder (7) und von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff mit einer Kraft auf den Polygonring (4) gedrückt werden dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Stößelfeder (7) über das für die Kolbendynamik notwendige Maß hinaus soweit vergrößert wird, daß bei Wegfall der Kraft des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffes von einem Pumpenkolben (2) auf den Polygonring (4) ein in etwa ausgeglichenes Kräfteverhältnis am Polygonring (4) herrscht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Hochdruckeinspritzsystem einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen mit sogenanntem Common-Rail – Einspritzsystem wird der Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe mit sehr hohem Druck in das Hochdruckkraftstoffsystem (Common-Rail) gepumpt. Dies geschieht im allgemeinen mittels einer Hochdruckpumpe, die mehrere (drei oder vier) Pumpenkolben aufweist, die über einen Polygonring angetrieben werden, der seinerseits von einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Exzenter angetrieben wird. Der Polygonring bewegt sich in Parallelverschiebungen, vom Exzenter angetrieben auf einer Kreisbahn, treibt die Pumpenkolben an und wird gleichzeitig von den Pumpenkolben dadurch stabilisiert, daß sowohl Stößelfedern als auch unter Hochdruck stehender Kraftstoff Kräfte entgegen der vom Exzenter erzeugten Kraft wirken.
  • Aus der DE 35 22 479 A1 ist eine Hochdruckpumpe für ein Hydraulikmedium bekannt, deren Pumpenkolben von einem Polygonring angetrieben sind, der nicht drehbar auf einem Exzenter gelagert ist. Um ein Versagen bei mangelhaftem Zufluss von Hydraulikmedium zu den Pumpenkolben zu verhindern, ist jeder Pumpenkolben mit einer Feder versehen.
  • Falls im Betrieb der Hochdruckpumpe nicht alle Pumpenkolben Kraftstoff fördern, fehlt die stabilisierende Wirkung der Kraftstoffdruckkraft auf den Polygonring. Dadurch kommt es zu starken Verdrehungen des Polygonringes und kann zu Schäden an der Hochdruckpumpe führen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen an der Hochdruckpumpe vorzusehen, den Polygonring zu stabilisieren und Schäden an der Hochdruckpumpe zu vermeiden, falls nicht alle Pumpenkolben Kraftstoff fördern.
  • Zur Lösung der Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.
  • Eine vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dem weiteren Patentanspruch zu entnehmen.
  • Durch Erhöhung der Federkraft über das für die Kolbendynamik notwendige Maß lassen sich die maximal auftretenden Verdrehwinkel am Polygonring deutlich verringern. Wenn ein Kolben keinen Kraftstoff fördert, wird der Kolben und das Übertragungselement zwischen Kolben und Polygonprofil, die sogenannte Kolbenfußplatte, nicht mit der Kraftstoffdruckkraft belastet und die stabilisierende Wirkung der Kolbenfußplatte geht verloren. Diese verringerte Anpresskraft wird kompensiert durch eine erfindungsgemäße Vergrößerung der Kraft der Stößelfeder, und der Polygonring wird stabilisiert.
  • Da die Kraft auf den Polygonring durch den hohen Kraftstoffdruck eine vergrößerte Federkraft bei weitem überwiegt, wirkt sich die Vergrößerung der Federkraft der Stößelfeder nicht sehr in der gesamten Kräftebilanz am Exzenter, beziehungsweise am Polygonring aus. Als Beispiel ergibt eine Vergrößerung der Kraft der Stößelfeder auf das Vierfache eines erprobten Serienstandes eine Vergrößerung der Reibkraft um weniger als 3%.
  • Das heißt, eine Erhöhung der Federkraft ergibt keine nennenswerte Erhöhung des Antriebsmomentes der Hochdruckpumpe bei gleichzeitiger Verbesserung der Sicherheit vor Schädigung der Pumpe bei Nichtfördern eines Kolbens.
    •
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
  • Eine Hochdruckpumpe 1 mit drei Pumpenkolben 2 weist einen Antrieb durch einen Exzenter 3 und einen Polygonring 4 auf. Der Exzenter 3 wird zum Beispiel durch die nicht gezeigte Nockenwelle angetrieben und bewegt den Polygonring 4 in Parallelverschiebungen auf einer Kreisbahn. Der Polygonring 4 ist mit drei um jeweils 120° versetzten Abflachungen 5 versehen, auf denen die Kolbenfußplatten 6 gleiten und die radialen Anteile der Bewegung des Polygonringes an die Pumpenkolben 2 übertragen. Die Pumpenkolben 2 sind radial zur Drehachse des Exzenters 3 angeordnet. Um eine Abheben der Kolbenfußplatte 6 vom Polygonring 4 zu verhindern drücken die Stößelfedern 7 die Kolbenfußplatten 6 auf den Polygonring 4. Zusätzlich drücken bei Druck im nicht gezeigten Kraftstoffsystem die Pumpenkolben 2 die Kolbenfußplatte 6 auf den Polygonring 4. Durch die gleichmäßige Anordnung der Pumpenkolben 2 über den Umfang wird eine gleichmäßige Belastung des Polygonringes 4 erreicht und der Polygonring wird in seiner Bewegung stabilisiert.
  • Die Stößelfedern 7 sind verstärkt, um damit einen stabilen Lauf auch bei nicht vorhandener Kraft des Kraftstoffdruckes auf den Pumpenkolben 2 zu erreichen.

Claims (2)

  1. Hochdruckpumpe (1) für ein Hochdruckeinspritzsystem einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine mit mehreren Pumpenkolben (2), die über einen Umfang eines von einem Exzenter (3) angetriebenen Polygonringes (4) verteilt sind und von jeweils einer Stößelfeder (7) und von unter Hochdruck stehendem Kraftstoff mit einer Kraft auf den Polygonring (4) gedrückt werden dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Stößelfeder (7) über das für die Kolbendynamik notwendige Maß hinaus soweit vergrößert wird, daß bei Wegfall der Kraft des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffes von einem Pumpenkolben (2) auf den Polygonring (4) ein in etwa ausgeglichenes Kräfteverhältnis am Polygonring (4) herrscht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Stößelfeder (7) auf etwa das Vierfache des für die Kolbendynamik notwendigen Maßes vergrößert wird.
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