DE102010027443A1

DE102010027443A1 - Pump device i.e. fuel high-pressure pump for internal combustion engine in motor vehicle, has actuator exhibiting actuating parts that cause different strokes of conveying element, and shaft driving one part for causing different strokes

Info

Publication number: DE102010027443A1
Application number: DE201010027443
Authority: DE
Inventors: Joachim Raff
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-07-17
Filing date: 2010-07-17
Publication date: 2011-04-21

Abstract

The device i.e. fuel high-pressure pump (10), has a conveying element for conveying a medium i.e. fuel, and an actuator i.e. cam, cooperating with the conveying element. A stroke movement of the conveying element is caused by the actuator for conveying the medium. A shaft drives the actuator that exhibits two actuating parts, where different strokes of the conveying element are caused by the actuating parts. One of the actuating parts is alternatively driven by the shaft for causing different strokes of the conveying element, and designed as three-fold cams and as four-fold cams.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpvorrichtung, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, für eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a pump device, in particular a fuel pump, for an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1. Art.

Aus der DE 102 07 362 A1 ist eine Kraftstoffpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine als bekannt zu entnehmen, welche zum Übertragen von Kraftstoff durch Druck durch eine Hubbewegung eines Tauchkolbens dient. Ein Hub des Tauchkolbens wird durch eine Bewegung eines Nockens bewirkt, welcher mit einer Nockenwelle verbunden ist. Dabei ist eine Hubbetragsänderungseinrichtung zum Ändern eines durch den Nocken bewirkten Hubbetrags des Tauchkolbens vorgesehen.From the DE 102 07 362 A1 a fuel pump for an internal combustion engine is known to remove, which serves for transferring fuel by pressure by a lifting movement of a plunger. A stroke of the plunger is effected by a movement of a cam which is connected to a camshaft. In this case, a Hubbetragsänderungseinrichtung is provided for changing a caused by the cam stroke amount of the plunger.

Die Hubbetragsänderungseinrichtung umfasst den Nocken, bei dem sich eine Höhe eines Vorsprungs des Nockens entlang einer axialen Richtung der Nockenwelle ändert. Ferner umfasst die Hubbetragsänderungseinrichtung eine Nockenbewegungseinrichtung zum Bewegen des Nockens entlang der axialen Richtung der Nockenwelle.The lift amount changing means includes the cam in which a height of a projection of the cam changes along an axial direction of the camshaft. Further, the lift amount changing means includes cam moving means for moving the cam along the axial direction of the camshaft.

Diese Kraftstoffpumpe hat den Nachteil, dass sie eine hohe Komplexität aufweist.This fuel pump has the disadvantage that it has a high complexity.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine geringere Komplexität aufweist.It is therefore an object of the present invention to provide a pumping device of the type mentioned, which has a lower complexity.

Diese Aufgabe wird durch eine Pumpvorrichtung, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a pump device, in particular a fuel pump, having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Eine solche Pumpvorrichtung, insbesondere eine Kraftstoffpumpe, für eine Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem Förderelement, insbesondere einem Förderkolben, zum Fördern eines Mediums, insbesondere von Kraftstoff der Verbrennungskraftmaschine, mit zumindest einem mit dem Förderelement zusammenwirkenden Betätigungselement, insbesondere einem Nocken, über welches zur Förderung des Mediums eine Hubbewegung des Förderelements bewirkbar ist, und mit einer Welle, über welche das Betätigungselement antreibbar ist, wobei das Betätigungselement wenigstens zwei Betätigungsteile aufweist, mittels welchen unterschiedliche Hübe des Förderelements bewirkbar sind, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass zum Bewirken der unterschiedlichen Hübe des Förderelements wahlweise lediglich eines der Betätigungsteile von der Welle antreibbar ist. Wird das eine der Betätigungsteile von der Welle angetrieben, so ist das andere Betätigungsteil von der Welle entkoppelt und wird nicht von dieser angetrieben.Such a pump device, in particular a fuel pump, for an internal combustion engine, with at least one conveying element, in particular a delivery piston, for conveying a medium, in particular fuel of the internal combustion engine, with at least one cooperating with the conveying element actuator, in particular a cam, via which to promote the Medium is a lifting movement of the conveying element effected, and with a shaft through which the actuating element is driven, wherein the actuating element has at least two actuating parts, by means of which different strokes of the conveying element are effected, is characterized according to the invention in that for effecting the different strokes of Conveying element optionally only one of the actuating parts of the shaft is driven. If one of the actuating parts is driven by the shaft, the other actuating part is decoupled from the shaft and is not driven thereby.

Diese wahlweise Antreibbarkeit des entsprechenden Betätigungsteils stellt eine einfache und unkomplexe Art und Weise dar, die unterschiedlichen Hübe (unterschiedliche Hubbeträge) des Förderelements zu bewirken. Aufgrund dieser unkomplexen Ausgestaltung der Pumpvorrichtung sind die Kosten für die Pumpvorrichtung in einem geringen Rahmen gehalten.This optional driveability of the corresponding actuating part is a simple and uncomplicated way of effecting the different strokes (different lifting amounts) of the conveying element. Due to this uncomplicated embodiment of the pumping device, the costs for the pumping device are kept to a minimum.

Gleichzeitig ermöglicht es die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung, den Hub des Förderelements bedarfsgerecht an eine Last und/oder an eine Drehzahl und damit an ein erforderliches Fördervolumen des Mediums anzupassen. Durch diese Anpassungsmöglichkeit weist die Pumpe ein sehr vorteilhaftes Geräuschverhalten auf. Mit anderen Worten kann sie sehr leise betrieben werden, so dass sie nicht oder nur sehr gering während ihres Betriebs von einem Zuhörer wie beispielsweise einem Passanten oder einem Nutzer eines Kraftwagens mit der Pumpvorrichtung akustisch wahrgenommen wird.At the same time, the pump device according to the invention makes it possible to adapt the stroke of the conveyor element as needed to a load and / or to a rotational speed and thus to a required delivery volume of the medium. Due to this adaptability, the pump has a very advantageous noise behavior. In other words, it can be operated very quietly, so that it is not or only slightly perceived acoustically during its operation by a listener such as a passer-by or a user of a motor vehicle with the pumping device.

Eine übliche Auslegung des Förderelements, insbesondere einer Nockenform des Nockens, erfolgt beispielsweise auf eine maximal nötige Fördermenge des Mediums, insbesondere des Kraftstoffs, bei Volllast der Verbrennungskraftmaschine. Zur Darstellung sehr großer Hübe des Förderelements und damit sehr großer Fördermengen weist der Nocken in radialer Richtung der Welle, welche beispielsweise als Nockenwelle ausgebildet ist und mit welcher der Nocken zum Bewirken der Hubbewegung koppelbar ist, eine große Erstreckung, das heißt eine große Höhe, auf. Die Nachteile einer solch großen Nockenhöhe sind hohe Massenkräfte und hohe Druckpulsationen im Förderdruck wie auch hohe Druckpulsationen im Niederdruck, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen. Dies führt zu einer Schwingungsanregung der Pumpvorrichtung und damit der Verbrennungskraftmaschine, woraus ein akustisch unangenehmes Geräusch resultiert, welches als Tickergeräusch bezeichnet wird.A typical design of the conveyor element, in particular a cam shape of the cam, for example, takes place on a maximum required flow rate of the medium, in particular of the fuel, at full load of the internal combustion engine. To represent very large strokes of the conveying element and thus very large flow rates, the cam in the radial direction of the shaft, which is for example designed as a camshaft and with which the cam is coupled to effect the lifting movement, a large extent, that is a high altitude, on , The disadvantages of such a large cam height are high mass forces and high pressure pulsations in the delivery pressure as well as high pressure pulsations in low pressure, especially at low speeds. This leads to a vibration excitation of the pumping device and thus the internal combustion engine, resulting in an acoustically unpleasant noise, which is referred to as Ticker noise.

Wird die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise im Leerlauf betrieben, so ist ein Druckabbau über eine Mengeregelung vorgesehen, woraus ein zusätzlicher Eintrag von Schwingungsimpulsen über ein Mengensteuerventil sowie erhöhte Druckschwankungen in einem Niederdruckbereich resultieren können. Auch dies führt zu dem beschriebenen Tickergeräusch.If the internal combustion engine is operated, for example, at idle, a pressure reduction via a volume control is provided, resulting in an additional entry of vibration pulses via a quantity control valve and increased pressure fluctuations in a low pressure range can result. This too leads to the described ticker noise.

Zur Vermeidung des unangenehmen Tickergeräuschs ermöglicht es nun die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung, die Hübe des Förderelements anzupassen und einzustellen. So wird beispielsweise im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine ein Hub des Förderelements von dem einen Betätigungsteil bewirkt, welcher niedriger ist als ein Hub des Förderelements, welcher von dem anderen Betätigungsteil bewirkt wird, wenn die Verbrennungskraftmaschine in einem Betriebszustand betrieben wird, in welchem im Vergleich zum Leerlauf eine erhöhte Last und/oder eine erhöhte Drehzahl vorliegt. So steht bei hohen Lasten ein ausreichend großer Hub des Förderelements zur Verfügung, um ein entsprechendes Fördervolumen des Mediums, insbesondere des Kraftstoffs, zu realisieren, während der Hub im Leerlauf dem gegenüber geringer ist, wodurch das insbesondere im Leerlauf wahrzunehmende Tickergeräusch vermieden oder zumindest reduziert ist.In order to avoid the unpleasant ticker noise, it is now possible for the pumping device according to the invention to adapt and adjust the strokes of the conveying element. For example, when idling the internal combustion engine is a hub of the conveying element is effected by the one operating part, which is lower than a stroke of the conveying element, which is effected by the other actuating part when the internal combustion engine is operated in an operating state in which there is an increased load and / or an increased speed compared to idling , Thus, at high loads, a sufficiently large stroke of the conveying element is available in order to realize a corresponding delivery volume of the medium, in particular of the fuel, while the idle stroke is lower compared to that which avoids or at least reduces the ticking noise to be perceived, in particular, when idling ,

Der große Hub ist beispielsweise durch eine Nockengeometrie des Nockens bewirkbar, welche für große Kraftstoffmengen sorgt und steiler ist als eine dem gegenüber flachere Geometrie des Nockens, mittels welcher der geringe Hub des Förderelements bewirkt wird. Die flache Nockengeometrie und der daraus resultierende geringe Hub gewährleisten einen langsamen Druckaufbau und damit geringe Pulsationen, insbesondere Druckpulsationen, was die Geräuschentwicklung der Pumpvorrichtung in einem geringen Rahmen hält und somit der Pumpvorrichtung ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten verleiht.The large stroke is effected, for example, by a cam geometry of the cam, which provides for large quantities of fuel and is steeper than a flatter compared to the geometry of the cam, by means of which the small stroke of the conveying element is effected. The flat cam geometry and the resulting low stroke ensure a slow pressure build-up and thus low pulsations, in particular pressure pulsations, which keeps the noise of the pumping device in a small frame and thus gives the pumping device a particularly advantageous noise behavior.

Aus dieser bedarfsgerechten Einstellung des Hubs des Förderelements, insbesondere der Einstellung des geringen Hubs im Leerlauf resultiert eine Reduzierung einer Körperschalleinleitung und einer Luftschallabstrahlung, welche über einen Pumpvorgang der insbesondere als Hochdruckpumpe ausgebildeten Pumpvorrichtung im Leerlauf und in Betriebszuständen mit reduziertem Bedarf an einer Menge des Mediums, insbesondere an Kraftstoff, verursacht wird. Bei den genannten Betriebszuständen mit reduziertem Bedarf an einer Menge an Kraftstoff handelt es sich beispielsweise um einen Schubbetrieb sowie um leerlaufnahe Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine.For this need-based adjustment of the stroke of the conveying element, in particular the adjustment of the low stroke at idle results in a reduction of a body sound introduction and an airborne sound radiation, which via a pumping operation of the particular designed as a high-pressure pump pumping device at idle and in operating conditions with reduced demand for an amount of the medium, especially fuel. In the aforementioned operating conditions with a reduced demand for a quantity of fuel, it is, for example, a coasting operation and idle operating states of the internal combustion engine.

Darüber hinaus ist durch die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung eine Reduzierung einer Körperschalleinleitung in eine Struktur der Verbrennungskraftmaschine erreicht, und zwar infolge einer Reduzierung von Massenkräften, insbesondere des Förderelements, durch eine Reduzierung von hoch- und niederdruckseitigen Druckpulsationen und durch eine Reduzierung von Anschlagimpulsen, verursacht beispielsweise über einen Kolben eines Mengensteuerventils zur Einstellung der Menge des Mediums, insbesondere des Kraftstoffs, die zu der Verbrennungskraftmaschine gefördert wird.In addition, by the pumping device according to the invention a reduction of a structure-borne noise introduction into a structure of the internal combustion engine is achieved, due to a reduction of inertial forces, in particular of the conveying element, by a reduction of high and low pressure side pressure pulsations and by a reduction of stop pulses caused for example via a Piston of a quantity control valve for adjusting the amount of the medium, in particular of the fuel, which is conveyed to the internal combustion engine.

Zum wahlweisen Antreiben der Betätigungsteile des Betätigungselements sind die Betätigungsteile Beispielsweise wahlweise über eine Schiebemuffe mit der Nockenwelle koppelbar, welche zwischen zumindest zwei Stellungen bewegbar ist. In einer dieser Stellungen ist beispielsweise eines der Betätigungsteile über die Schiebemuffe mit der Nockenwelle drehfest gekoppelt, während das andere der Betätigungsteile nicht mit der Welle drehfest gekoppelt ist und sich die Welle relativ zu dem anderen Betätigungsteil drehen kann. Dabei sind die Betätigungsteile beispielweise relativ zur Welle drehbar auf dieser gelagert.For selectively driving the actuating parts of the actuating element, the actuating parts can be coupled, for example optionally via a sliding sleeve with the camshaft, which is movable between at least two positions. In one of these positions, for example, one of the actuating parts is rotatably coupled via the sliding sleeve with the camshaft, while the other of the actuating parts is not rotatably coupled to the shaft and the shaft can rotate relative to the other actuating part. The actuating parts, for example, are rotatably mounted relative to the shaft on this.

Wird die Schiebemuffe in die andere Stellung bewegt, so wird das andere Betätigungsteil drehfest mit der Welle gekoppelt, und das eine Betätigungsteil wird von der Welle entkoppelt, so dass es nicht mehr von der Welle angetrieben wird. Dann ist beispielsweise ebenso das eine Betätigungsteil relativ zur Welle drehbar auf dieser gelagert. Mit anderen Worten nimmt die Welle über die Schiebemuffe also entweder das eine oder das andere Betätigungsteil mit, wobei das mitgenommene Betätigungsteil dann das Förderelement betätigt beziehungsweise die zu dem mitgenommenen Betätigungsteil korrespondierende Hubbewegung des Förderelements bewirkt.When the sliding sleeve is moved to the other position, the other actuating part is non-rotatably coupled to the shaft, and the one actuating part is decoupled from the shaft, so that it is no longer driven by the shaft. Then, for example, the one operating part is also mounted rotatably relative to the shaft on this. In other words, the shaft via the sliding sleeve so either with the one or the other operating part, with the entrained actuating part then actuates the conveying element or causes the corresponding to the entrained actuating part lifting movement of the conveying element.

In jeglicher Hinsicht ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung eine Reduktion der Geräuschentwicklung im Leerlauf während des Pumpvorgangs, eine Reduktion eines Anschlagsgeräusches des Mengensteuerventils im Leerlauf, da dieses geringer betätigt wird sowie eine Reduktion eines durch Druckschwankungen auf der Niederdruckseite der Pumpvorrichtung hervorgerufenen Geräusches im Leerlauf. Die Pumpvorrichtung weist dabei bevorzugt eine an unterschiedliche Kraftstoffmengen angepasste Gestaltung der Geometrie des Nockens mit geräuschoptimierter und variabler Nockenhöhe und/oder Nockenform.In any case, the pumping device according to the invention provides a reduction in idle noise during the pumping operation, a reduction in the volume control valve stop noise when idling, as it is less actuated, and a reduction in idling noise due to pressure variations on the low pressure side of the pumping device. The pumping device preferably has a configuration of the geometry of the cam with noise-optimized and variable cam height and / or cam shape adapted to different fuel quantities.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation without the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine; 1 a schematic sectional view of a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine;

2 abschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht einer Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß 1; 2 in sections, a further schematic sectional view of a high-pressure fuel pump according to 1 ;

3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß den vorhergehenden Figuren mit einem Rollenstößel, welcher von einem verstellbaren Nocken betätigbar ist, wobei mittels des verstellbaren Nockens zwei unterschiedliche Hübe des Förderelements bewirkbar sind; 3 a schematic sectional view of an embodiment of a high-pressure fuel pump according to the preceding figures with a roller tappet, which is actuated by an adjustable cam, wherein by means of the adjustable cam two different strokes of the conveying element can be effected;

4 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß 3; 4 Sectionally a schematic sectional view of the high-pressure fuel pump according to 3 ;

5 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht der Kraftstoffhochdruckpumpe gemäß 4; und 5 Sectionally a schematic sectional view of the high-pressure fuel pump according to 4 ; and

6 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Kraftstoffpumpe gemäß den vorhergehenden Figuren. 6 1, a schematic sectional view of a further embodiment of a fuel pump according to the preceding figures.

Die 1 zeigt eine Kraftstoffhochdruckpumpe 10 für eine Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftwagen, mittels welcher Kraftstoff zur Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise zu einer Kraftstoffverteilungseinrichtung, welche als Rail bezeichnet wird, förderbar ist.The 1 shows a high-pressure fuel pump 10 for an internal combustion engine in a motor vehicle, by means of which fuel to the internal combustion engine or to a fuel distribution device, which is referred to as rail, can be conveyed.

Dazu umfasst die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 einen Förderkolben 12, welcher von einem mit einer Nockenwelle 14 (2 bis 6) antreibbaren Nocken 16 betätigbar ist. Wird der Förderkolben 12 von dem Nocken 16 betätigt, so führt der Förderkolben 12 eine Hubbewegung gemäß einem Richtungspfeil 18 aus. Um einen definierten und sichern Kontakt des Förderkolbens 12 mit dem Nocken 16 sicherzustellen, ist ein Federelement 20 vorgesehen, welches den Förderkolben 12 an den Nocken 16 drückt und den Förderkolben 12 gemäß einem Richtungspfeil 22 zurück bewegt.This includes the high-pressure fuel pump 10 a delivery piston 12 that of one with a camshaft 14 ( 2 to 6 ) drivable cam 16 is operable. Will the delivery piston 12 from the cam 16 actuated, then leads the delivery piston 12 a lifting movement according to a directional arrow 18 out. For a defined and secure contact of the delivery piston 12 with the cam 16 ensure is a spring element 20 provided, which the delivery piston 12 on the cams 16 pushes and the delivery piston 12 according to a directional arrow 22 moved back.

Der unter Hochdruck gesetzte Kraftstoff verlässt die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 gemäß einem Richtungspfeil 25 und strömt zu dem Rail beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine. Ein Förderdruck der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 hängt dabei ab von einem Hub, welchen der Förderkolben 12 bei dessen Betätigung durch den Nocken 16 ausführt, welcher korreliert zu einem Nockenhub und einer Nockenform des Nockens 16 sowie zu einer Drehzahl der Nockenwelle 14, mit welcher auch der Nocken 16 rotiert. Die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 weist einen Niederdruckbereich 24 sowie einen Hochdruckbereich 26 auf, über welchen der Kraftstoff die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 verlässt.The high-pressure fuel leaves the high-pressure fuel pump 10 according to a directional arrow 25 and flows to the rail or the internal combustion engine. A delivery pressure of the high-pressure fuel pump 10 depends on a stroke, which the delivery piston 12 when actuated by the cam 16 which correlates to a cam lift and a cam shape of the cam 16 and at a speed of the camshaft 14 , with which also the cam 16 rotates. The high-pressure fuel pump 10 has a low pressure area 24 and a high pressure area 26 on which of the fuel the high-pressure fuel pump 10 leaves.

Zur Einstellung einer gewünschten bedarfsgerechten Menge an Kraftstoff umfasst die Kraftstoffhochdruckpumpe 10 ferner ein Mengensteuerventil 28, welches eine Nadel 30 sowie Anschläge 32 und 34 aufweist. Die Ansteuerung des Mengensteuerventils 28 folgt dabei über eine über die Zeit veränderliche Spannung.To set a desired needs-based amount of fuel includes the high-pressure fuel pump 10 Further, a quantity control valve 28 which is a needle 30 as well as attacks 32 and 34 having. The activation of the quantity control valve 28 follows over a variable voltage over time.

Durch die Betätigung des Förderkolbens 12 sowie eine Betätigung des Mengensteuerventils 28 kommt es in in der 1 gekennzeichneten Bereichen 36a–f zu Geräuschentwicklungen, welche während des Betriebs der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 zu einem unangenehmen Geräuschverhalten derselbigen führen. Im Bereich 36a sowie im Niederdruckbereich 24 erfolgt eine Geräuschentwicklung infolge eines bereitgestellten Drucks des Kraftstoffs für das Rail. In den Bereichen 36b und 36d kommt es während des Betriebs der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 zu einer Kraft und einem Körperschall, welche beziehungsweise welcher sich auf die Verbrennungskraftmaschine überträgt und zu unangenehmen Geräuschen führt. Im Bereich 36c kommt es zu einem Körperschall, welcher ebenso unangenehme Geräusche verursacht. Im Bereich 36f kommt es zu einem Schalldruck und einer direkten Luftschallabstrahlung, während es im Bereich 36e zu einer direkten Luftschallabstrahlung kommt, was insgesamt ein akustisch unangenehmes Phasen der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 bewirkt.By operating the delivery piston 12 and an actuation of the quantity control valve 28 it comes in the 1 marked areas 36a -F to noise developments during operation of the high-pressure fuel pump 10 lead to an unpleasant noise behavior derselbigen. In the area 36a as well as in the low pressure range 24 There is a noise due to a provided pressure of the fuel for the rail. In the fields of 36b and 36d it comes during operation of the high-pressure fuel pump 10 to a force and a structure-borne noise, which transmits to the internal combustion engine and leads to unpleasant noise. In the area 36c it comes to a structure-borne noise, which also causes unpleasant noises. In the area 36f There is a sound pressure and a direct airborne sound radiation while in the area 36e comes to a direct airborne sound radiation, resulting in an overall acoustically unpleasant phases of the high-pressure fuel pump 10 causes.

Auch kommt es zu einer Geräuschentwicklung im Bereich der Anschläge 32 und 34, und insbesondere dann, wenn der Förderkolben 12 große Hübe ausführt.Also, there is a noise in the area of the attacks 32 and 34 , and in particular when the delivery piston 12 performs large strokes.

Die in der 1 beschriebenen Geräuschentwicklungen treten auf beziehungsweise sind dann von einem Zuhörer akustisch wahrnehmbar und werden von diesem unangenehm empfunden, falls keine anderweitigen Vorkehrungen getroffen werden.The in the 1 described noise developments occur or are then acoustically perceptible by a listener and are perceived by this uncomfortable, if no other precautions are taken.

Die 2 zeigt die Kraftstoffhochdruckpumpe 10, wobei der Förderkolben 12 über einen Rollenstößel 38 betätigt wird, welcher mit dem Nocken 16 zusammen wirkt. Mit anderen Worten bewirkt der als Dreifach- oder Vierfach-Nocken ausgebildete Nocken 16 eine Hubbewegung des Rollenstößels 38, der diese Hubbewegung auf den Förderkolben 12 überträgt, der dann ebenso die Hubbewegung zum Fördern von Kraftstoff ausführt.The 2 shows the high-pressure fuel pump 10 , wherein the delivery piston 12 over a roller tappet 38 is actuated, which with the cam 16 works together. In other words, the cam designed as a triple or quad cam causes 16 a lifting movement of the roller tappet 38 , that this lifting movement on the delivery piston 12 transmits, which then also performs the lifting movement for conveying fuel.

Die 3 zeigt eine Ausführungsform der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 mit dem Rollenstößel 38, der eine Rolle 40 umfasst, die auf dem Nocken 16 bei dessen Rotation gemäß einem Richtungspfeil 42, welche mit der Rotation der Nockenwelle 14 korreliert, abrollt.The 3 shows an embodiment of the high-pressure fuel pump 10 with the roller tappet 38 who has a role 40 that covers the cam 16 during its rotation according to a directional arrow 42 , which with the rotation of the camshaft 14 correlates, unrolls.

Betätigt von dem Nocken 16 und kraftbeaufschlagt von dem Federelement 20 über den Förderkolben 12 führt der Rollenstößel 38 Hubbewegungen gemäß einem Richtungspfeil 44 aus. Actuated by the cam 16 and powered by the spring element 20 over the delivery piston 12 leads the roller plunger 38 Strokes according to a directional arrow 44 out.

Wie der 3 und insbesondere der 4 zu entnehmen ist, umfasst der Nocken 16 zwei Nockenteile 46 und 48, mittels welchen unterschiedliche Hübe des Rollenstößels 38 und damit des Förderkolbens 12 bewirkbar sind. Dazu ist wahlweise lediglich eines der Nockenteile 46 und 48 mit der Nockenwelle 14 koppelbar und von dieser antreibbar, während das nicht angetriebene beziehungsweise nicht drehfest gekoppelte Nockenteil 46 oder 48 relativ zur Nockenwelle 14 drehbar auf dieser gelagert ist.Again 3 and in particular the 4 can be seen, includes the cam 16 two cam parts 46 and 48 , by means of which different strokes of the roller tappet 38 and thus the delivery piston 12 are feasible. This is optional only one of the cam parts 46 and 48 with the camshaft 14 coupled and driven by this, while the non-driven or non-rotatably coupled cam member 46 or 48 relative to the camshaft 14 is rotatably mounted on this.

Wie der 4 zu entnehmen ist, befindet sich die Rolle 40 dauerhaft in Anlage und damit in Kontakt sowohl mit dem flachen Nockenteil 46 als auch mit dem steilen Nockenteil 48. Dies ist dadurch bewirkt, dass die Rolle 40 zwei in Richtung des Hubs beziehungsweise der Hubbewegung gemäß dem Richtungspfeil 18 voneinander beabstandete Kontaktflächen 50 und 52 aufweist, über welche der Rollenstößel 38 von dem Nocken 16 betätigbar ist.Again 4 it can be seen, is the role 40 permanently in contact with and therefore in contact with both the flat cam part 46 as well as with the steep cam part 48 , This is caused by the role 40 two in the direction of the stroke or the lifting movement according to the directional arrow 18 spaced contact surfaces 50 and 52 over which of the roller tappets 38 from the cam 16 is operable.

Ist das Nockenteil 48 mit der Nockenwelle 14 drehfest gekoppelt, während das Nockenteil 46 nicht mit der Nockenwelle 14 drehfest gekoppelt ist, so erfolgt ein Kraftfluss von der Nockenwelle 14 über das Nockenteil 48 auf den Rollenstößel 40 und weiter auf den Förderkolben 12 beziehungsweise umgekehrt gemäß einem Richtungspfeil 54, so dass dieser einen sehr großen Hub ausführt zur Darstellung hoher Fördermengen des Kraftstoffs, was beispielsweise bei Volllast der Verbrennungskraftmaschine der Fall ist, in dem eine großer Fördermenge an Kraftstoff vonnöten ist.Is the cam part 48 with the camshaft 14 rotatably coupled while the cam member 46 not with the camshaft 14 rotatably coupled, so there is a power flow from the camshaft 14 over the cam part 48 on the roller plunger 40 and continue on the delivery piston 12 or vice versa according to a directional arrow 54 so that it performs a very large stroke to represent high flow rates of fuel, which is the case for example at full load of the internal combustion engine, in which a large flow of fuel is needed.

Sind dem gegenüber lediglich geringe Fördermengen des Kraftstoffs vonnöten was beispielsweise im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine der Fall ist, so wird das Nockenteil 48 des Nockens 16 von der Nockenwelle 14 entkoppelt, und das Nockenteil 46 wird mit der Nockenwelle 14 gekoppelt und somit von der Welle 14 angetrieben. Dann wird der Rollenstößel 38 über die Rolle 40 und das Nockenteil 46 von der Nockenwelle 14 angetrieben, wobei ein Kraftfluss von dem Rollenstößel 38 über das Nockenteil 46 auf die Nockenwelle 14 gemäß einem Richtungspfeil 56 erfolgt beziehungsweise umgekehrt.If, in contrast, only small delivery quantities of the fuel are needed, which is the case, for example, when the internal combustion engine is idling, then the cam part becomes 48 of the cam 16 from the camshaft 14 decoupled, and the cam part 46 is with the camshaft 14 coupled and thus of the wave 14 driven. Then the roller tappet 38 about the role 40 and the cam part 46 from the camshaft 14 driven, wherein a force flow from the roller tappet 38 over the cam part 46 on the camshaft 14 according to a directional arrow 56 takes place or vice versa.

Durch die Betätigung des Rollenstößels 38 und damit des Förderkolbens 12 durch das flache Nockenteil 46 im Leerlauf ist die in Zusammenhang mit der 1 beschriebene, negative Geräuschentwicklung der Kraftstoffhochdruckpumpe 10 vermieden oder zumindest reduziert. Akustisch unangenehme Tickergeräusche wie sie bei der Betätigung des Förderkolbens 12 im Leerlauf mit dem steilen Nockenteil 48 vorkommen würden, welche dann im Leerlauf wahrnehmbar wären, sind im Leerlauf infolge der Betätigung des Förderkolbens 12 durch das flache Nockenteil 46 nicht oder nur sehr gering wahrnehmbar.By the operation of the roller tappet 38 and thus the delivery piston 12 through the flat cam part 46 idle is in connection with the 1 described, negative noise of the high-pressure fuel pump 10 avoided or at least reduced. Acoustically unpleasant Tickergeräusche as they are in the operation of the delivery piston 12 idle with the steep cam part 48 would occur, which would then be noticeable at idle, are idling due to the operation of the delivery piston 12 through the flat cam part 46 not or only very slightly perceptible.

Bei den Nockenteilen 46 und 48 handelt es sich mit andern Worten um radial bewegliche Nockenteile 46 und 48, welche unabhängig voneinander mit der Nockenwelle 14 fixierbar sind. Soll ein Kraftfluss von der Nockenwelle 14 über eines der Nockenteile 46 oder 48 auf den Rollenstößel 38 beziehungsweise den Förderkolben 12 erfolgt, so wird das entsprechende, gewünschte Nockenteil 46 oder 48 mit der Nockenwelle drehfest verbunden und somit gekoppelt, während das andere Nockenteil 46 oder 48 von der Welle entkoppelt wird, so dass es nicht mit der Nockenwelle 14 drehfest gekoppelt und von dieser nicht antreibbar ist. Ist das entsprechende Nockenteil 46 und 48 von der Nockenwelle 14 entkoppelt, so findet kein Kraftschluss von der Nockenwelle auf das entsprechende Nockenteil 46 oder 48 statt.At the cam parts 46 and 48 in other words, are radially movable cam parts 46 and 48 which are independent with the camshaft 14 can be fixed. Should a force flow from the camshaft 14 over one of the cam parts 46 or 48 on the roller plunger 38 or the delivery piston 12 takes place, then the corresponding, desired cam part 46 or 48 rotatably connected to the camshaft and thus coupled, while the other cam part 46 or 48 decoupled from the shaft, so it is not with the camshaft 14 rotatably coupled and is not driven by this. Is the corresponding cam part 46 and 48 from the camshaft 14 decoupled, there is no adhesion of the camshaft to the corresponding cam part 46 or 48 instead of.

Die 6 zeigt eine weitere Möglichkeit, unterschiedliche Hübe des Förderkolbens 12 beziehungsweise des Rollenstößels 38 zu realisieren. Dazu umfasst der Nocken 16 das flache Nockenteil 46 und das dem gegenüber steile Nockenteil 48, die in axialer Richtung der Nockenwelle 14 gemäß einem Richtungspfeil 58 über ein Zwischenteil 60 voneinander beabstandet sind, das in axialer Richtung der Nockenwelle 14 schräg zur Nockenwelle 14 ausgebildet ist. Der Nocken 16 ist dabei drehfest mit der Nockenwelle 14 verbunden und in axialer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 58 relativ zur Nockenwelle 14 sowie zur Rolle 40 und damit zum Rollenstößel 38 verschiebbar.The 6 shows another way, different strokes of the delivery piston 12 or the roller tappet 38 to realize. This includes the cam 16 the flat cam part 46 and the opposite steep cam part 48 in the axial direction of the camshaft 14 according to a directional arrow 58 over an intermediate part 60 are spaced apart, in the axial direction of the camshaft 14 obliquely to the camshaft 14 is trained. The cam 16 is non-rotatable with the camshaft 14 connected and in the axial direction according to the directional arrow 58 relative to the camshaft 14 as well as to the role 40 and thus to the roller tappet 38 displaceable.

Zur Darstellung eines geringen Hubs des Förderkolbens 12 wirkt, wie in der 6 dargestellt, das flache Nockenteil 46 mit der Rolle 40 zusammen, wodurch sich ein Kraftschluss von der Nockenwelle 14 über das Nockenteil 46 auf die Rolle 40 beziehungsweise umgekehrt von der Rolle 40 über das Nockenteil 46 auf die Nockenwelle 14 gemäß einem Richtungspfeil 62 ergibt. Dies ist beispielsweise im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine der Fall, bei welcher es vorteilhaft und wünschenswert ist, dem Förderkolben 12 nur mit einem geringen Hub zu betätigen, um die bezüglich 1 geschilderte Geräuschentwicklung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.To represent a small stroke of the delivery piston 12 acts as in the 6 shown, the flat cam part 46 with the role 40 together, resulting in a frictional connection of the camshaft 14 over the cam part 46 on the role 40 or vice versa of the role 40 over the cam part 46 on the camshaft 14 according to a directional arrow 62 results. This is the case, for example, when the internal combustion engine is idling, in which case it is advantageous and desirable for the delivery piston 12 only with a small stroke to press the respect 1 to avoid described noise generation or at least reduce.

Wird die Verbrennungskraftmaschine in einem Volllastbereich betrieben, so sind hohe Kraftstoffmengen und hohe Fördermengen des Kraftstoffs vonnöten. Dann wird der Nocken 16 in axialer Richtung gemäß dem Richtungspfeil 58 gemäß einem Richtungspfeil 64 bewegt, so dass ein Zusammenwirken des Nockenteils 48 mit der Rolle 40 gegeben ist.If the internal combustion engine is operated in a full load range, then high fuel quantities and high flow rates of the fuel are needed. Then the cam 16 in the axial direction according to the directional arrow 58 according to a directional arrow 64 moves, allowing an interaction of the cam part 48 with the role 40 given is.

Um einen Übergang zwischen den Nockenteilen 46 und 48 mit relativ geringen Betätigungskräften zu ermöglichen, verläuft das Zwischenteil 60 schräg, so dass der Hub des Förderkolbens 12 vom Nockenteil 46 und Nockenteil 48 stetig erhöht beziehungsweise umgekehrt stetig verkleinert wird. To make a transition between the cam parts 46 and 48 to allow with relatively low actuation forces, runs the intermediate part 60 obliquely, leaving the stroke of the delivery piston 12 from the cam part 46 and cam part 48 steadily increased or vice versa is steadily reduced.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10207362 A1 [0002]

Claims

Pumping device, in particular fuel pump, for an internal combustion engine, with at least one conveying element for conveying a medium, in particular fuel, with at least one operating element cooperating with the conveying element, in particular a cam, via which a lifting movement of the conveying element can be effected to convey the medium, and with a shaft, via which the actuating element is drivable, wherein the actuating element has at least two actuating parts, by means of which different strokes of the conveying element can be effected, characterized in that for effecting the different strokes of the conveying element selectively only one of the actuating parts is driven by the shaft.

Pumping device according to claim 1, characterized in that the conveying element in the direction of the lifting movement has spaced-apart contact surfaces, which are in each case in contact with one of the actuating parts, in particular always.

Pumping device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one of the actuating parts is designed as a triple cam.

Pumping device according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one of the actuating parts is designed as a quad cam.