DE102007029965A1 - Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung, die über eine Ventilnockenwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird - Google Patents

Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung, die über eine Ventilnockenwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben wird Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung mit einem Pumpengehäuse (3) zum Betrieb einer selbstzündenden Brennkraftmaschine und einen Niederdruck- (5a, 5b) und einem Hochdruckkreislauf und über eine in einem Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine gelagerte Ventil-Nockenwelle (2) betreibbar, wobei mindestens ein Kolben (4a, 4b) vorgesehen ist, der über eine polygone Ausbildung (8) der Ventil-Nockenwelle (2) bewegbar ist, wobei Komponenten der Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung in den Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine integriert sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung mit einem Pumpengehäuse zum Betrieb einer selbstzündenden Brennkraftmaschine und einem Niederdruck- und einem Hochdruckkreislauf und über eine in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine gelagerte Ventil-Nockenwelle betreibar.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 195 15 191 A1 ist bereits eine derartige Anordnung einer Hochdruckkraftstoffpumpe bekannt. Diese Hochdruckkraftstoffpumpe ist an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angebaut und wird über die Ventil-Nockenwelle betrieben. Die Hochdruckkraftstoffpumpe ist zudem zum einen über einen Niederdruckkreislauf mit einem Tank und andererseits über einen Hochdruckkreislauf mit einem Hochdruckspeicher verbunden. Durch die Bewegung des Kolbens der Hochdruckkraftstoffpumpe über die Ventil-Nockenwelle wird der Kraftstoff aus dem Niederdruckkreislauf angesaugt, auf Hochdruck verdichtet und in den Hochdruckspeicher gefördert. Die zu verdichtende Menge Kraftstoff wird hierbei über ein in der Hochdruckkraftstoffpumpe angeordnetes Magnetventil gesteuert.
  • Nachteilhaft an einer derartigen Ausgestaltung ist die hohe Anzahl an Bauteilen der Hochdruckkraftstoffpumpe und der daraus resultierende Herstellungsaufwand.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zu schaffen, welche über eine geringe Anzahl an Bauteilen verfügt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Komponenten der Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine integriert sind. Bei den Komponenten kann es sich um Teile des Pumpengehäuses oder der Versorgungsleitungen handeln. Dadurch ist es möglich, Teile des Gehäuses der Hochdruckkraftstoffpumpe entfallen zu lassen, da diese durch den Zylinderkopf gebildet werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Niederdruckkreislauf in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine integriert. Dies hat den Vorteil, dass Material für Verbindungsleitungen eingespart werden kann. Zudem kann auf diese Art und Weise der Platzbedarf der Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung verringert werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ventil-Nockenwelle über den Zylinderkopf des Motors hinaus verlängert. Dadurch ist es möglich, die Hochdruckkraftstoffpumpe neben dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine direkt anzuflanschen und diese trotzdem über die Ventil-Nockenwelle zu betreiben.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der verlängerte Teil der Ventil-Nockenwelle als Exenterwelle ausgebildet. Vorteilhaft ist hierbei, dass sich die Charakteristik des Hubes des Pumpenkolbens individuell gestalten lässt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die verlängerte Ventil-Nockenwelle zum einen in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine und zum anderen im Gehäuse der Hochdruckkraftstoffpumpe gelagert. Durch diese Maßnahme wird die Durchbiegung der Ventil-Nockenwelle im Bereich der Hochdruckkraftstoffpumpe vermindert und ein ordnungsgemäßer Betrieb von dieser gewährleistet.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Lagerung der Ventil-Nockenwelle auf Seiten der Hochdruckkraftstoffpumpe als Gleitlagerung ausgebildet. Vorteilhaft ist dabei die kostengünstige Ausführung und die Unempfindlichkeit des Systems.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bereich der Hochdruckpumpe von dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine über mindestens einen Wellendichtring getrennt. Dadurch wird ein Übergang des Diesels aus dem Bereich der Hochdruckpumpe in den Zylinderkopf verhindert.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse der Hochdruckkraftstoffpumpe flanschlos mit dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine lösbar verbunden. Vorteilhaft ist dabei, dass Material eingespart und somit der Fertigungsaufwand reduziert werden kann. Zudem fällt der benötigte Bauraum geringer aus.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hochdruckkraftstoffpumpe als eine Kolbenpumpe mit mindestens zwei Zylinderköpfen ausgeführt, wobei diese über ein und dieselbe polygone Ausbildung der Ventil-Nockenwelle bewegbar sind. Dadurch ist ein alternierendes Befüllen des Hochdruckspeichers möglich während der benötigte Bauraum effektiver ausgenutzt wird.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegen sich bei einer Hochdruckkraftstoffpumpe mit zwei Zylinderköpfen diese in einem Winkel von 180 Grad gegenüber. Dadurch ist eine einfache Gestaltung der polygonen Ausbildung der Ventilnockenwelle und zudem eine gut realisierbare Anbringung der Hochdruckkraftstoffpumpe am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine möglich.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
  • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigen:
  • 1 eine Hochdruckpumpenanordnung mit einer ein Kolben Exenterpumpe im Schnitt entlang der Ventilnockenwelle, und
  • 2 eine Hochdruckpumpenanordnung mit einer zwei Kolben Exenterpumpe im Schnitt entlang der Ventilnockenwelle.
  • In 1 ist eine Anordnung einer Kraftstoffhochdruckpumpe gezeigt wobei der Pumpeninnenraum 13 durch den Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine, das Pumpengehäuse 3 und den Pumpenzylinderkopf 12a gebildet wird. Im Pumpenzylinderkopf 12a sind zudem ein Saugventil 7, sowie ein bewegbarer Kolben 4a angeordnet. Pumpenzylinderkopf 12a, Saugventil 7 und Kolben 4a bilden zusammen den Hochdruckraum 6a der Kraftstoffhochdruckpumpe. Der Kolben 4a wird durch die Feder 14a gegen die polygone Ausbildung 8 der in diesem Bereich als Excenter 9 ausgebildeten Ventil-Nockenwelle 2 vorgespannt. Damit besteht zwischen dem Kolben 4a und der polygonen Ausbildung 8 ein Flächenkontakt. Die Ventil-Nockenwelle 2 wird zum einen im Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine gelagert und wird andererseits durch das Lager 10 im Pumpengehäuse 3 abgestützt. Die Kraftstoffhochdruckpumpe ist mit dem Niederdruckkreislauf 5a und dem – nicht dargestellten – Hochdruckkreislauf mit Hochdruckspeicher verbunden. Außerdem ist der Dieselbereich im Pumpeninnenraum 13 vom Öl des Zylinderkopfs 1 der Brennkraftmaschine durch den Wellendichtring 11 getrennt.
  • Bei Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Kolben 4a über die Rotation der Ventil-Nockenwelle 2 und die polygone Ausbildung 8 bewegt. Über den Niederdruckkreislauf 5a wird der Pumpenzylinderkopf 12a mit Diesel versorgt und über das Saugventil 7 der Hochdruckraum 6a der Kraftstoffhochdruckpumpe befüllt. Wird der Kolben 4a durch die polygone Ausbildung 8 in Richtung Pumpenzylinderkopf 12a bewegt, so wird der Diesel im Hochdruckraum 6a verdichtet und im Anschluss daran zu dem nicht dargestellten Hochdruckspeicher gefördert.
  • 2 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpenanordnung. In diesem Fall wird die Kraftstoffhochdruckpumpe durch zwei Pumpenzylinderköpfe 12a und 12b gebildet, wobei die Kolben 4a und 4b der Pumpe, durch jeweils eine Feder 14a und 14b vorgespannt, über ein und dieselbe polygone Ausbildung 8 der Ventil-Nockenwelle 2 betrieben werden. Die Pumpenzylinderköpfe 12a und 12b liegen sich hierbei im einem Winkel von 180 Grad gegenüber. Dabei werden alternierend entsprechend der Rotation der Ventilnockenwelle 2 die Hochdruckräume 6a und 6b über die Niederdruckkreisläufe 5a und 5b mit Diesel befüllt und der unter Hochdruck stehendem Diesel zum Hochdruckspeicher befördert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19515191 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung mit einem Pumpengehäuse (3) zum Betrieb einer selbstzündenden Brennkraftmaschine und einem Niederdruck- (5a, 5b) und einem Hochdruckkreislauf und über eine in einem Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine gelagerte Ventil-Nockenwelle (2) betreibbar, wobei mindestens ein Kolben (4a, 4b) vorgesehen ist, der über eine polygone Ausbildung (8) der Ventil-Nockenwelle (2) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten der Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung in den Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine integriert sind.
  2. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckkreislauf (5a, 5b) in den Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine integriert ist.
  3. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Nockenwelle (2) über den Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine hinaus verlängert ist.
  4. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Teil der Ventil-Nockenwelle (2) als Exenter (9) ausgebildet ist.
  5. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Nockenwelle (2) zum einen in dem Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine und zum anderen im Pumpengehäuse (3) gelagert ist.
  6. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (10) der Ventil-Nockenwelle (2) nach Art einer Gleitlagerung ausgebildet ist.
  7. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpeninnenraum (13) von dem Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine über mindestens einen Wellendichtring (11) getrennt ist.
  8. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (3) flanschlos mit dem Zylinderkopf (1) der Brennkraftmaschine lösbar verbunden ist.
  9. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als eine Kolbenpumpe mit mindestens 2 Pumpenzylinderköpfen (12a, 12b) ausgeführt ist, die über ein und dieselbe polygone Ausbildung (8) bewegbar sind.
  10. Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer Anzahl von 2 Pumpenzylinderköpfen (12a, 12b) diese in einem Winkel von 180° gegenüber liegen.
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