DE102007048622A1

DE102007048622A1 - Kraftstoffpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung

Info

Publication number: DE102007048622A1
Application number: DE102007048622A
Authority: DE
Inventors: Uwe Nigrin
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-16
Also published as: WO2009065634A2; WO2009065634A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung. Um einen möglichst geringen axialen Platzbedarf der Kraftstoffpumpe sicherzustellen, wird die Hochdruckpumpe und die Niederdruckvorförderpumpe in einer Aussparung des Pumpengehäuses angeordnet. Die Hochdruckpumpe und die Niederdruckvorförderpumpe sind in der Aussparung fluidisch miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
In Kraftstoffeinspritzsystemen, wie z. B. dem Common Rail Einspritzsystem, werden zur Befüllung eines Hochdruckspeichers Kraftstoffpumpen eingesetzt. Dabei sind in Kraftstoffstoffpumpen der heutigen Bauart in der Regel Niederdruckvorförderpumpen integriert, die die Versorgung des Hochdruckpumpenteils der Kraftstoffpumpe mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank sicherstellen, wobei die Niederdruckvorförderpumpen vorzugsweise als Flügelzellen-, Innenzahnrad-, Sperrflügel- oder Gerotorpumpen ausgebildet sind. Die Niederdruckvorförderpumpen weisen dabei insbesondere bei kleinen Drehzahlen einen schlechten Wirkungsgrad auf, womit stark überdimensionierte Niederdruckvorförderpumpen eingesetzt werden müssen. Ferner steigt unter anderem aufgrund der Überdimensionierung der Niederdruckvorförderpumpe der axiale Platzbedarf der gesamten Kraftstoffpumpe.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht nun darin, eine Hochdruckpumpe bereitzustellen, die einen geringen axialen Platzbedarf aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Hochdruckpumpe und die Niederdruckvorför derpumpe in einer Aussparung angeordnet sind, und somit die Anzahl der Dichtschnittstellen zur Umgebung, sowie die Anzahl der Bearbeitungsschritte für die Herstellung der Hochdruckpumpe reduziert werden. Aufgrund der Anordnung der Hochdruckpumpe und der Niederdruckvorförderpumpe in einer Aussparung lässt sich der axiale Platzbedarf der Kraftstoffpumpe reduzieren. Ferner wird das Startverhalten der Kraftstoffpumpe beim Ansaugen des Kraftstoffs bei geringen Drehzahlen verbessert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass Kraftstoff über eine Kraftstoffzuleitung direkt in einen Hohlraum einströmt. Dadurch kann die Kühlung eines Gleitschuhs, bzw. die Kühlung einer Exzenterringfläche direkt von dem Kraftstoff übernommen werden, und somit beispielsweise Spülöl und ein Kühler eingespart werden.
Ferner besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass innerhalb einer Abzweigleitung eine Drosseleinheit angeordnet ist. Mittels der Drosseleinheit lassen sich prinzipbedingte Druckpulsationen, aufgrund der ein Kolben Bauweise der Kraftstoffpumpe, ausgleichen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass ein Pumpengehäuse aus Aluminium besteht, und somit das Gewicht der Hochdruckpumpe reduziert wird.
Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: einen Ausschnitt einer Schnittansicht der Kraftstoffpumpe mit der Anordnung der Hochdruckpumpe und der Niederdruckvorförderpumpe.
1 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe mit der Anordnung einer Hochdruckpumpe und einer Niederdruckvorförderpumpe.
Die Kraftstoffpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 10 auf, innerhalb dessen eine exzentrische Pumpenwelle 11 gelagert ist. Die Lagerung der exzentrischen Pumpenwelle 11 erfolgt über jeweils eine Lagereinheit 12, 13, die jeweils an einem Ende der Kraftstoffpumpe mit dem Pumpengehäuse und an dem gegenüberliegenden Ende mit einer Deckeleinheit 14 in Kontakt steht. Die Deckeleinheit 14 ist mit dem Pumpengehäuse 10 verbunden und weist mindestens eine Dichteinheit 15 zum Abdichten des Pumpengehäuses 10 auf.
Ferner weist die Kraftstoffpumpe 1 einen sich zwischen exzentrischen Pumpenwelle 11 und dem Pumpengehäuse 10 ausbildenden Hohlraum 16 auf. Mittels einer, in der 1 nicht sichtbaren Kraftstoffzuleitung wird Kraftstoff in den Hohlraum 16 zugeführt. Der Hohlraum 16 ist über eine Filtereinheit 17 mit der Niederdruckvorförderpumpe 2 fluidisch verbunden. Die Filtereinheit 17 dient zum Filtern von eventuell im Kraftstoff befindlichen Schmutzpartikeln und ist an der Niederdruckvorförderpumpe 2 angeordnet.
Dabei ist die Niederdruckvorförderpumpe 2 als Kolbenpumpe ausgebildet und ist innerhalb einer Aussparung des Pumpengehäuses 10 angeordnet. Ferner steht die Niederdruckvorförderpumpe 2 mit einer ebenfalls in der Aussparung des Pumpengehäuses 10 nachgeschalteten Hochdruckpumpe 3 fluidisch in Kontakt. Die Hochdruckpumpe 3 ist analog der Niederdruckvorförderpumpe 2 als Kolbenpumpe ausgebildet.
Die Niederduckvorförderpumpe 2 weist ein erstes Kolbenelement 21 mit einem, innerhalb des ersten Kolbenelements 21 angeord neten, ersten Schließkörper 22 auf. Das Kolbenelement 21 ist dabei mit der exzentrischen Pumpenwelle 11 und der Schließkörper 22 ist über ein erstes Federelement 23 mit einem Hülsenelement 24 gekoppelt. Dieses Hülsenelement 24 ist zusätzlich über ein zweites Federelement 25 mit einem innerhalb der Hochdruckpumpe 3 angeordneten zweiten Kolbenelement 31 gekoppelt.
Die Hochdruckpumpe 3 weist zusätzlich zum zweiten Kolbenelement 31 einen zweiten Schließkörper 34 auf, der über eine dritte Federeinheit 33 mit einem Befestigungselement 35 in Kontakt steht. Innerhalb des Befestigungselements 35 sind Aussparungen 36 angeordnet, durch die der Kraftstoff aus der Hochdruckpumpe 3 austreten kann.
Ferner weist das Pumpengehäuse 1 eine Kraftstoffleitung 4 auf, die eine erste Abzweigleitung 41 zu einem Druckbegrenzungsventil, und eine zweite Abzweigleitung 42 zu der Deckeleinheit 14 aufweist. Ferner steht die Kraftstoffleitung 4 über eine dritte Abzweigleitung 44 mit der der Deckeleinheit 14 gegenüberliegenden Lagereinheit 13 in Kontakt. Die zweite Abzweigleitung 42 mündet dabei in eine, innerhalb der Deckeleinheit angeordnete Leitung 43, die mit der Lagereinheit 12 in Kontakt steht. Auch ist innerhalb der zweiten Abzweigleitung eine Drosseleinheit 45 angeordnet, die die auftretenden Druckpulsationen reduzieren soll. Die Schmierung der Lagereinheiten 12, 13 wird durch einen eingestellte Druckdifferenz über den jeweiligen Lagerspalt sichergestellt.
Mittels einer in der 1 nicht sichtbaren Kraftstoffleitung wird Kraftstoff in den Hohlraum 16 zugeführt. Dieser Kraftstoff strömt über eine Filtereinheit 17 in die Niederdruckvorförderpumpe 2 ein. Dabei bewegt sich der Schließkörper 22 in Richtung der Hochdruckpumpe 3 wenn der Kraftstoff druck im Hohlraum 16 ein gewisses Druckniveau erreicht hat, dass größer ist, als die durch die erste Federeinheit 23 auf den Schließkörper 22 ausgeübte Kraft, und Kraftstoff kann über einen sich ausbildenden Spalt vom Hohlraum 16 in die Niederdruckvorförderpumpe 2 strömen. In der Niederdruckvorförderpumpe 2 wird der Kraftstoff im Anschluss an das Einströmen auf ungefähr 4–6 bar verdichtet. Mittels der ersten Federeinheit 23 wird der Schließkörper 22 nach dem Einströmen des Kraftstoffs wieder in seine Ausgangslage versetzt.
Wenn der sich, in einem durch die Niederdruckvorförderpumpe 2 und durch das zweite Kolbenelement 31 begrenzte Hohlvolumen 26 befindliche Kraftstoffdruck einen gewissen Wert einnimmt, bewegt sich der zweite Schließkörper 34, entgegen der Federkraft der dritten Federeinheit 33, in Richtung der Aussparungen 36 des Befestigungselements 35. Nach einem Einströmen des Kraftstoffs aus dem Hohlvolumen 26 in die Hochdruckpumpe 3 wird der Kraftstoff erneut verdichtet und verlässt die Hochdruckpumpe 3 über die Aussparungen 36. Der Kraftstoff mündet dabei im Anschluss an die Hochdruckpumpe in eine Sacklochbohrung 40, die mit der Kraftstoffleitung 4 in Kontakt steht.

Claims

Kraftstoffpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen enthaltend – eine Niederdruckvorförderpumpe und eine Hochdruckpumpe, – eine innerhalb eines Pumpengehäuses angeordnete Pumpenwelle, mit einem Exzenterabschnitt, – eine radial zur Pumpenwelle, innerhalb des Pumpengehäuses angeordnete Aussparung, – einen sich zwischen dem Exzenterabschnitt der Pumpenwelle und dem Zylindergehäuse bildenden Hohlraum, und dass die Kraftstoffhochdruckpumpe ausgangsseitig mit einer Hochdruckleitung, die innerhalb des Zylindergehäuses angeordnet ist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederdruckvorförderpumpe und die Hochdruckpumpe innerhalb der Aussparung des Pumpengehäuses angeordnet sind, und der Hohlraum mit der Niederdruckvorförderpumpe hydraulisch verbunden ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Niederdruckvorförderpumpe, als auch die Hochdruckpumpe als Kolbenpumpe ausgebildet sind.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kraftstoff über eine Kraftstoffzuleitung in den Hohlraum strömt.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenwelle im Pumpengehäuse und in einer Deckeleinheit lagerbar ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum über einen Lagerspalt mit einer Abzweigleitung verbindbar ist.
Kraftstoffpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Abzweigleitung eine Drosseleinheit angeordnet ist.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen dem Hohlraum und der Kraftstoffniederdruckpumpe eine Filtereinheit angeordnet ist.
Kraftstoffpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse aus Aluminium besteht.