DE102007062174A1

DE102007062174A1 - Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung mit vorgeschaltetem Getriebe

Info

Publication number: DE102007062174A1
Application number: DE200710062174
Authority: DE
Inventors: Marco Reuter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (4) mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (1), welche als Aggregat in einen Zugmitteltrieb (3) der Brennkraftmaschine (4) integriert ist und zum Antrieb von Pumpenelementen zur Kraftstoffhochdruckverdichtung über eine Pumpennockenwelle (5) verfügt, wobei zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe (1) und dem Zugmitteltrieb (3) ein Getriebe angeordnet ist, wobei ferner das Getriebe nach Art eines Planetengetriebes (2) ausgebildet ist, welches neben der Hochdruckkraftstoffpumpe (1) und dem Zugmitteltrieb (3) noch mit einem separaten Antrieb verbunden ist, um über eine aktive Veränderung von dessen Drehzahl eine Veränderung der Drehzahl der Pumpennockenwelle (5) zu bewirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe, welche als Aggregat in einen Zugmitteltrieb der Brennkraftmaschine integriert ist und zum Antrieb von Pumpenelementen zur Kraftstoffhochdruckverdichtung über eine Pumpennockenwelle verfügt, wobei zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Zugmitteltrieb ein Getriebe angeordnet ist.
Stand der Technik
Aus der DE 102 41 729 A1 ist bereits eine derartige Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung bekannt, wobei zwischen einer Hochdruckkraftstoffpumpe und einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine ein Getriebe angeordnet ist. Mittels dieses Getriebes, welches vorzugsweise als CVT-Getriebe ausgebildet ist, lässt sich die Drehzahl der Pumpennockenwelle gegenüber der Ventilnockenwelle der Brennkraftmaschine variabel gestalten. Die Hochdruckkraftstoffpumpe ist außerdem mit einem Hochdruckspeicher der Brennkraftmaschine verbunden, in welchem sie den zum Betrieb der Brennkraftmaschine benötigten, unter Hochdruck stehenden Kraftstoff fördert. Mittels einer Variation der Pumpendrehzahl ist es möglich, nur die jeweils benötigte Menge Kraftstoff des aktuellen Betriebspunktes der Brennkraftmaschine zu fördern und somit den Wirkungsgrad der Pumpe zu verbessern.
Nachteilhaft am bekannten Stand der Technik ist, dass die im Stand der Technik verwendeten Getriebe einen großen Bauraum benötigen, welcher im Bereich der Brennkraftmaschine allerdings äußerst begrenzt ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zu schaffen, bei welcher zwischen Hochdruckkraftstoffpumpe und deren Antrieb ein kompaktbauendes Getriebe zwischengeschaltet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Getriebe nach Art eines Planetenradgetriebes ausgebildet ist, welches neben der Hochdruckkraftstoffpumpe und dem Zugmitteltrieb noch mit einem separate Antrieb verbunden ist, um über eine aktive Veränderung von dessen Drehzahl eine Veränderung der Drehzahl der Pumpennockenwelle zu bewirken. Durch die Verwendung eines Planetenradgetriebes ist eine sehr kompakte Gestaltung möglich, während gleichzeitig mittels des separaten Antriebes eine Variation der Drehzahl der Hochdruckkraftstoffpumpe möglich wird. Somit kann eine an den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine angepasste Fördermenge an Kraftstoff im Vollförderbereich der Pumpe erreicht werden und folglich die Hochdruckkraftstoffpumpe bei optimalem Wirkungsgrad betrieben werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Planetengetriebe derart angeordnet, dass dessen Hohlrad mit dem Zugmitteltrieb, dessen Sonnenrad mit dem separaten Antrieb und dessen Planetenräder mit der Pumpennockenwelle verbunden sind. Vorteilhaft ist hierbei, dass eine platzsparende Anordnung möglich wird und der separate Antrieb im Zentrum der Anordnung platziert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich zwischen Hochdruckkraftstoffpumpe und Zugmitteltrieb eine schaltbare Kupplung angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Kraftstoffhochdruckerzeugung im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine komplett zu entkoppeln und somit einen ungewollten Raildruckaufbau zu unterbinden. Dies führt zu einer weiteren Optimierung des Wirkungsgrades der Hochdruckkraftstoffpumpe und der Brennkraftmaschine.
In Weiterbildung der Erfindung ist die schaltbare Kupplung zwischen Zugmitteltrieb und Planetengetriebe angeordnet. Dadurch wird im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine und bei geöffneter Kupplung das Planetengetriebe nicht betrieben, was zu einer Reduzierung der Anzahl an bewegten Teilen und zu einer weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades führt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der separate Antrieb nach Art eines Elektromotors ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass ein kompakter und gut steuerbarer Antrieb zur Erzeugung der stufenlosen Übersetzungsverhältnisse vorhanden ist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand einer Figur näher erläutert.
Ausführungsbeispiel
Die einzige Figur zeig eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Horchdruckkraftstoffpumpenanordnung, bei welcher eine Hochdruckkraftstoffpumpe 1 über ein Planetengetriebe 2 mit dem Riementrieb 3 einer Brennkraftmaschine 4 verbunden ist. Hierbei steht eine Pumpennockenwelle 5 mit den Planetenrädern 6a und 6b des Planetengetriebes 2 in Kontakt. Zudem ist ein Elektromotor 7 mit dem Sonnenrad 8 des Planetengetriebes 2 verbunden. Dem Fachmann wird klar sein, dass an Stelle des Elektromotors 7 auch ein hydraulischer, pneumatischer oder jegliche andere Stelleinheit denkbar ist. Das Hohlrad 9 des Planetengetriebes 2 steht in Verbindung mit dem Riementrieb 3 der Brennkraftmaschine 4. Außerdem ist zwischen Hohlrad 9 und Riementrieb 3 eine schaltbare Kupplung 10 angeordnet.
Bei Betrieb der Brennkraftmaschine 4 wird die Hochdruckkraftstoffpumpe 1 mittels des Riementriebes 3 über das Planetengetriebe 2 bei geschlossener Kupplung 10 betrieben. Bei stehendem Sonnenrad 8 wird somit entsprechend der Übersetzung eine entsprechende Drehzahl der Pumpennockenwelle 5 erreicht. Durch eine Ansteuerung des Elektromotors 7 wird eine Rotation des Sonnenrades 8 bewirkt, was zu einer Änderung der Relativbewegung zwischen Hohlrad 9 und Sonnenrad 8 führt und somit eine Änderung der Rotationen der Planetenräder 6a und 6b bewirkt. Dies resultiert in einer Änderung der Drehgeschwindigkeit der Pumpennockenwelle 5. Folglich kann durch eine gezielte Steuerung des Elektromotors 7 eine gewünschte Drehzahl der Pumpennockenwelle 5 erreicht und somit dem jeweiligen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 4 angepasst werden. Zudem kann im Falle des Schubbetriebes der Brennkraftmaschine 4 eine Abschaltung der Kraftstoffhochdruckerzeugung erfolgen, indem die schaltbare Kupplung 10 geöffnet wird und somit keine Drehbewegung auf das Planetengetriebe 2 übertragen wird.
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 10241729 A1 [0002]

Claims

Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine (4) mit einer Hochdruckkraftstoffpumpe (1), welche als Aggregat in einen Zugmitteltrieb (3) der Brennkraftmaschine (4) integriert ist und zum Antrieb von Pumpenelementen zur Kraftstoffhochdruckverdichtung über eine Pumpennockenwelle (5) verfügt, wobei zwischen der Hochdruckkraftstoffpumpe (1) und dem Zugmitteltrieb (3) ein Getriebe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe nach Art eines Planetengetriebes (2) ausgebildet ist, welches neben der Hochdruckkraftstoffpumpe (1) und dem Zugmitteltrieb (3) noch mit einem separaten Antrieb verbunden ist, um über eine aktive Veränderung von dessen Drehzahl eine Veränderung der Drehzahl der Pumpennockenwelle (5) zu bewirken.
Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (2) derart angeordnet ist, dass dessen Hohlrad (9) mit dem Zugmitteltrieb (3), dessen Sonnenrad (8) mit dem separaten Antrieb und dessen Planetenräder (6a, 6b) mit der Pumpennockenwelle (5) verbunden sind.
Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwischen Hochdruckkraftstoffpumpe (1) und Zugmitteltrieb (3) eine schaltbare Kupplung (10) angeordnet ist.
Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (10) zwischen Zugmitteltrieb (3) und Planetengetriebe (2) angeordnet ist.
Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Antrieb nach Art eines Elektromotors (7) ausgebildet ist.