DE102006049759B4

DE102006049759B4 - Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102006049759B4
Application number: DE102006049759.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hamann; Dietmar Pinkernell; Gerhard Domberger; Wolfgang Wagner; Holger Schaar
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2006-10-21
Filing date: 2006-10-21
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2026-10-22
Also published as: KR101363205B1; FI20070581A; JP2008101617A; FI122959B; CN101187351A; KR20080035951A; CN101187351B; DE102006049759A1; JP5015716B2; FI20070581A0

Abstract

Hochdruckkraftstoffpumpe eines mit Schweröl betriebenen Common-Rail-Kraftstoffsystems, mit einem in einem Pumpenzylinder (31) bewegbar gelagerten Pumpenkolben, wobei der Pumpenkolben (32) einen Hohlraum (34) aufweist, über den der Pumpenkolben (32) von innen kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (34) als offener Hohlraum mit einem Zulauf (35) und einem Ablauf (36) ausgebildet und von einem Kühlmedium durchströmt ist, und der Pumpenkolben (32) derart ausgeführt ist, dass der Zulauf (35) und der Ablauf (36) in separate Bauteile (39, 40) integriert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpe eines mit Schweröl betriebenen Common-Rail-Kraftstoffsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Praxis bekannte Kraftstoffpumpen verfügen über einen Pumpenzylinder, wobei im Pumpenzylinder ein Pumpenkolben bewegbar gelagert ist. Der Pumpenkolben wird über einen oder mehrere Nocken im Pumpenzylinder auf und ab bewegt, wodurch Kraftstoff angesaugt und von der Kraftstoffpumpe Verbrauchern, so z. B. Einspritzventilen eines Kraftstoffsystems zugeführt wird.
Aus der Praxis bekannte Kraftstoffpumpen verfügen im Bereich des Pumpenzylinders, in welchem der Pumpenkolben bewegbar gelagert ist, über eine oder mehrere Nuten, um eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage entweder ins Kraftstoffsystem oder in einen Leckagerücklauf abzuführen. Insbesondere dann, wenn die Kraftstoffpumpe in einem mit Schweröl betriebenen Kraftstoffsystem Verwendung findet, können sich als Verlackungen bezeichnete Kraftstoffablagerungen in einem Führungsbereich zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder ausbilden, die das Führungsspiel zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder einengen und so zu einem Kolbenfresser führen können. Diese Gefahr ist um so größer, je höher die Temperaturen im Betrieb sind und je schlechter die Wärme vom Pumpenkolben abgeführt werden kann. Die im Betrieb auftretende Temperaturen hängen dabei von der Kraftstoffart, der Kraftstoffqualität sowie dem Lastprofil ab, dem die Kraftstoffpumpe ausgesetzt ist.
Aus der JP 05 - 240 124 A ist bereits eine Kraftstoffpumpe mit einem in einem Pumpenzylinder bewegbar gelagerten Pumpenkolben bekannt, bei dieser der Pumpenkolben einen Hohlraum aufweist, über diesen der Pumpenkolben von innen kühlbar ist, wobei die Kolbenkühlung mit einer Beheizung des zugehörigen Zylinders zusammenwirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Hochdruckkraftstoffpumpe eines mit Schweröl betriebenen Common-Rail-Kraftstoffsystems den Pumpenkolben der Kraftstoffpumpe von innen zu kühlen und die im Betrieb entstehende Wärme vom Pumpenkolben abzuführen. Dies wird durch eine Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst.
Damit kann die Ausbildung von Ablagerungen im Führungsbereich zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder vermieden werden, so dass das Führungsspiel zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder erhalten bleibt. Kolbenfresser können dadurch vermieden werden.
Nach der Erfindung ist der Hohlraum als offener Hohlraum mit einem Zulauf und einem Ablauf ausgebildet, wobei der Hohlraum von einem Kühlmedium entweder kontinuierlich oder getaktet durchströmt ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung und sind an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur

einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe.

Bei dem Kühlmedium kann es sich um ein flüssiges Kühlmedium oder um ein Kühlmedium handeln, das oberhalb einer definierten Temperatur seinen Aggregatzustand von fest in flüssig ändert, so z. B. um Natrium.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe 30 zeigt die Figur, wobei die Kraftstoffpumpe 30 einen Pumpenzylinder 31 sowie einen im Pumpenzylinder 31 bewegbar gelagerten Pumpenkolben 32 aufweist, der von Nocken 33 gesteuert im Pumpenzylinder 31 auf und ab bewegt wird. In den Pumpenkolben 32 ist ein Hohlraum 34 für Kühlmedium integriert, wobei der Hohlraum 34 als offener Hohlraum ausgebildet ist, in den über einen Zulauf 35 Kühlmedium eingeleitet und aus dem über einen Ablauf 36 Kühlmedium abgeleitet werden kann. Der Zulauf 35 wirkt dabei mit einer in den Pumpenzylinder 31 eingebrachten, umlaufenden Nut 37 zusammen, wobei in die Nut 37 eine Zulaufleitung 38 für Kühlmedium mündet. Der Hohlraum 34 ist demnach getaktet in Abhängigkeit des Pumpenkolbenhubs von Kühlmedium durchströmt.
Erfindungsgemäß sind der Zulauf und der Ablauf in zwei separate Bauteile integriert.
Der Pumpenkolben 32 ist zweiteilig ausgeführt. Der Zulauf 35 ist in ein oberes Pumpenkolbenteil 39 und der Ablauf 36 in ein unteres Pumpenkolbenteil 40 integriert. Dabei ragt das untere Pumpenkolbenteil 40 mit einem einen Strömungskanal 41 definierenden Vorsprung 43 in das obere Pumpenkolbenteil 39 hinein, wobei der Zulauf 35 in einen unteren Abschnitt des oberen Pumpenkolbenteils 39 und der Ablauf 36 in einen unteren Abschnitt des unteren Pumpenkolbenteils 40 integriert ist. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein Abschnitt 42 des Hohlraums 34, der sich zwischen dem Vorsprung 43 des unteren Pumpenkolbenteils 40 und dem oberen Pumpenkolbenteil 39 erstreckt, von Kühlmedium durchströmt wird und sich demnach kein Totraum im Hohlraum ausbildet.
Es können Zulauf und Ablauf für das Kühlmedium vertauscht sein, so dass demnach der Zulauf in den unteren Pumpenkolbenteil 40 und der Ablauf in den oberen Pumpenkolbenteil 39 integriert ist und sich die Durchströmungsrichtung des Hohlraums 34 umkehrt. Hierzu müsste ein zusätzlicher Zulauf im Pumpenzylinder 31 geschaffen werden und die Lage der Bohrung 36 entsprechend angepasst sein.
Es kann insbesondere Schmieröl als Kühlmedium verwendet werden. Das Schmieröl wird dann über den Zulauf 35 in den Hohlraum 34 eingeleitet, steigt in diesem auf und nimmt dabei Wärme vom Pumpenkolben 32 auf. Über den Strömungskanal 41 kann das erwärmte Schmieröl dem Ablauf 36 zugeführt und aus dem Pumpenkolben 32 abgeleitet werden. Das Schmieröl kann dann zur Antriebsschmierung verwendet werden.
Prinzipiell ist der Pumpenkolben der Kraftstoffpumpe innengekühlt, und zwar über einen in den Pumpenkolben integrierten Hohlraum. Hierdurch kann aus dem Bereich des Pumpenkolbens im Betrieb entstehende Wärme effektiv abgeleitet und an die Umgebung abgegeben werden. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich im Führungsbereich zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder Ablagerungen ausbilden, die das Führungsspiel zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder verringern.
Bezugszeichenliste

30: Kraftstoffpumpe
31: Pumpenzylinder
32: Pumpenkolben
33: Nocke
34: Hohlraum
35: Zulauf
36: Ablauf
37: Nut
38: Zulaufleitung
39: oberes Pumpenkolbenteil, erstes Bauteil
40: unteres Pumpenkolbenteil, zweites Bauteil
41: Strömungskanal
42: Abschnitt
43: Vorsprung

Claims

Hochdruckkraftstoffpumpe eines mit Schweröl betriebenen Common-Rail-Kraftstoffsystems, mit einem in einem Pumpenzylinder (31) bewegbar gelagerten Pumpenkolben, wobei der Pumpenkolben (32) einen Hohlraum (34) aufweist, über den der Pumpenkolben (32) von innen kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (34) als offener Hohlraum mit einem Zulauf (35) und einem Ablauf (36) ausgebildet und von einem Kühlmedium durchströmt ist, und der Pumpenkolben (32) derart ausgeführt ist, dass der Zulauf (35) und der Ablauf (36) in separate Bauteile (39, 40) integriert sind.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (35) in einem unteren Abschnitt eines ersten Bauteils (39) des Pumpenkolbens und der Ablauf (36) in einem unteren Abschnitt eines zweiten Bauteils (40) des Pumpenkolbens integriert sind.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (35) und/oder der Ablauf (36) des Pumpenkobens (32) mit jeweils einer umlaufenden, in den Pumpenzylinder (31) eingebrachten Nut (37) zusammenwirken, um das Kühlmedium dem Hohlraum (34) zuzuführen bzw. aus dem Hohlraum abzuführen.