DE102010027745A1 - Hochdruckpumpe - Google Patents

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Peter Boehland
Andreas Illmann
Uwe Iben
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Eine Hochdruckpumpe (1), die insbesondere als Radial- oder Reihenkolbenpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen Zylinderkopf (2) und eine Pumpenbaugruppe (6). Hierbei weist der Zylinderkopf (2) eine Zylinderbohrung (4) auf, in der ein Pumpenkolben (5) der Pumpenbaugruppe (6) geführt ist. Der Pumpenkolben (5) begrenzt dabei in der Zylinderbohrung (4) einen Pumpenarbeitsraum (12). Außerdem ist ein in den Zylinderkopf (2) integriertes Einlassventil (20) vorgesehen, über das Brennstoff in den Pumpenarbeitsraum (12) führbar ist. Durch Ansteuern des Einlassventils (20) ist eine Zumessung des in den Pumpenarbeitsraum (12) geführten Brennstoffs ermöglicht. Hierbei kann eine Vollbefüllung des Pumpenarbeitsraums (12) erfolgen. Allerdings kann auch eine Teilbefüllung des Pumpenarbeitsraum (12) durch eine geeignete Ansteuerung des Einlassventils (20) erreicht werden.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere eine Radial- oder Reihenkolbenpumpe. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Brennstoffpumpen für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen. Die Hochruckpumpe kann aber auch als Kolbenpumpe zum Fördern von anderen geeigneten Flüssigkeiten dienen.
  • Aus der DE 195 15 191 A1 ist eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe bekannt. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe weist einen Zylinder auf, dessen oberer Teil zum Äußeren der Kopfabdeckung, die Teil des Motorengehäuses ist, frei liegt. Der verbleibende Abschnitt der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist in einem Unterbringloch der Kopfabdeckung aufgenommen. Ein Pumpennocken ist an einer Ventil-Nockenwelle zum Antreiben eines Ansaug-/Ausstossventils montiert und treibt die Hochdruck-Kraftstoffpumpe an. Da das Zeitverhalten, mit dem der unter Druck stehende Kraftstoff ausgestoßen wird, durch die Betätigung eines Magnetventils gesteuert wird, ist ferner die Genauigkeit, mit der die Kraftstoffförderung gesteuert wird, verbessert.
  • Die aus der DE 195 15 191 A1 bekannte Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist eine saugseitig gedrosselten Pumpe, bei der mehrere Nachteile bestehen. Nachteile sind ein hohes Geräusch, eine schlechte Regelbarkeit und das Auftreten von mechanischen Schwingungen auf Grund von auftretenden Kaviationen in den Zulaufleitungen zu den Einlaßventilen. Druckwellen zwischen einer Zumesseinheit und dem Saugventil wirken sich hierbei ungünstig auf die Funktionsweise aus.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine verbesserte Ausgestaltung realisiert, bei der insbesondere eine Zumessung von Brennstoff und eine kompakte Ausgestaltung ermöglicht sind. Speziell kann eine Zumesseinheit oder dergleichen eingespart werden, wodurch sich eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Herstellung ergibt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Hochdruckpumpe möglich.
  • Im Unterschied zu Hochdruckpumpen mit einer saugseitigen Volumenstromregelung mittels einer Zumessmengeneinheit in Kombination mit federbelasteten Einlassventilen, die die Nachteile haben, dass bei hoher Pumpendrehzahl keine Gleichförderung gewährleistet ist und dass Druckschwingungen im Niederdruck zu Geräuschen führen, kann in vorteilhafter Weise eine Kostenreduktion durch Entfall einer Zumessmengeneinheit realisiert werden, auch bei hohen Pumpendrehzahlen eine Gleichförderung ermöglicht werden und eine Geräuschreduzierung durch die Vermeidung von Druckschwingungen und möglicher Kavitation im Niederdruck erzielt werden.
  • Bei einer herkömmlichen Ausgestaltung überlappen sich insbesondere bei Mehrstempelpumpen mit drei oder mehr Kolben die Saugphasen. Druckschwingungen führen dann zu besonders großen Unterschieden in der geförderten Menge. Dies kann in vorteilhafter Weise vermieden werden. Hierbei ist es möglich, dass solche Unterschiede in der vorgelagerten Menge ausgeschlossen werden.
  • Speziell ergibt sich ein großer Kostenvorteil bei einer als Einstempelpumpe ausgestaltete Hochdruckpumpe. Auch bei der Ausgestaltung als Zweistempelpumpe mit einem weiteren Aktor können durch die Einsparung von Bohrungen im Gehäuse der Hochdruckpumpe Mehrkosten teilweise kompensiert werden. Ein wesentlicher Vorteil der direkten Steuerung ist die Erweiterung der Pumpendrehzahl und damit eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Hochdruckpumpe.
  • Außerdem kann durch die Integration des Einlassventils in den Zylinderkopf eine sehr geringe Baugröße realisiert werden. Dies gilt auch für sehr große Drücke, beispielsweise von 300 MPa (3000 bar), wie es für Anwendungen bei Nutzkraftwagen denkbar ist.
  • In vorteilhafter Weise ist das Einlassventil als magnetisch ansteuerbares Einlassventil ausgebildet. Ferner ist es vorteilhaft, dass das Einlassventil mittels einer in den Zylinderkopf eingeschraubten Verschlussschraube an dem Zylinderkopf fixiert ist und dass die Verschlussschraube aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet ist. Hierdurch kann die Verschlussschraube als magnetischer Leiter dienen, was den Wirkungsgrad des Magnetkreises erhöht und eine hohe Magnetkraft ermöglicht.
  • Außerdem ist es vorteilhaft, dass eine Magnetspule vorgesehen ist, dass durch Bestromen der Magnetspule eine Ansteuerung des Einlassventils ermöglicht ist und dass die Magnetspule durch den über das Einlassventil in den Pumpenarbeitsraum führbaren Brennstoff kühlbar ist. Somit kann die Kühlung der Magnetspule und der weiteren Elemente des Magnetkreises durch eine Umspülung mit dem Brennstoff erreicht werden.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass das Einlassventil einen Ventilkörper und einen mit dem Ventilkörper zu einem Dichtsitz zusammenwirkenden Ventilstößel aufweist, wobei der Ventilstößel an dem Zylinderkopf anliegt, wobei ein magnetisch betätigbarer Tauchanker vorgesehen ist und wobei der Tauchanker zum Öffnen des zwischen dem Ventilkörper und dem Ventilstößel gebildeten Dichtsitzes bei der magnetischen Betätigung den Ventilstößel mitnimmt. Dadurch kann die Magnetkraft zum Betätigen des Einlassventils über den Tauchanker erzeugt werden, wobei die Verschlussschraube in vorteilhafter Weise als magnetischer Leiter dient. Das Einlassventil ist hierbei bei stromlos geschalteter Magnetspule vorzugsweise geschlossen. Wird die Magnetspule des Magneten bestromt und befindet sich der Pumpenkolben beispielsweise im oberen Totpunkt, dann öffnet das Einlassventil. Bei Vollbefüllung ist das Einlassventil vorzugsweise bis zum unteren Totpunkt des Pumpenkolbens offen. Hierbei ist es ferner vorteilhaft, dass eine Einstellscheibe vorgesehen ist, die zum Vorgeben eines Arbeitsluftspaltes und eines Restluftspaltes für den Tauchanker dient. Hierdurch ist eine modulare Ausgestaltung möglich, wobei durch Einbau einer geeigneten Einstellscheibe eine Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall der Hochdruckpumpe möglich ist. Hierdurch wird der Anwendungsbereich der Hochdruckpumpe vergrößert, wobei eine einfache Anpassung und eine weitgehend identische Ausgestaltung der Hochdruckpumpe möglich ist.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass eine Steuerung vorgesehen ist, die das Einlassventil in Abhängigkeit von einer Bewegung des Pumpenkolbens der Pumpenbaugruppe ansteuert. Einerseits ist es vorteilhaft, dass die Steuerung zum Reduzieren einer Befüllung des Pumpenarbeitsraums der Pumpenbaugruppe die Ansteuerzeit an ihrem Ende so verkürzt, dass das Einlassventil vor Erreichen eines unteren Totpunkts des Pumpenkolbens geschlossen ist oder die Ansteuerzeit an ihrem Ende so verlängert, dass das Einlassventil nach Erreichen eines unteren Totpunkts des Pumpenkolbens geschlossen ist. Somit kann die Ansteuerzeit so verkleinert werden, dass das Einlassventil vor Erreichen des unteren Totpunkts des Pumpenkolbens wieder geschlossen ist, was die Menge des in den Pumpenarbeitsraums strömenden Brennstoffs verringert. Dies kann andererseits auch dadurch erreicht werden, dass das Einspritzventil erst nach Erreichen des unteren Totpunktes geschlossen wird, wodurch der in den Pumpenarbeitsraum geführte Brennstoff über die Bewegung des Pumpenkolbens teilweise über das Einlassventil in Gegenrichtung zurückgefördert wird. Im ersten Fall werden die Druckschwingungen niederdruckseitig. verringert. Im zweiten Fall ergeben sich vorzugsweise keine Hohlräume im Arbeitszylinder. Je nach Applikation kann die vorteilhafte Variante speziell gewählt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Ansteuerzeit an ihrem Anfang so verkürzt wird, dass das Einlassventil erst nach Erreichen eines oberen Totpunkts des Pumpenkolbens geöffnet ist. Somit wird das Einlassventil nicht sofort nach dem oberen Totpunkt geöffnet, so dass die Menge des in den Pumpenarbeitsraum strömenden Brennstoffs ebenfalls verringert ist. Hierbei kann auch eine geeignete Kombination der Ansteuerarten von der Steuerung durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Ansteuerzeit sowohl an ihrem Anfang als auch an ihrem Ende verkürzt werden. Somit lassen sich in vorteilhafter Weise Teilbefüllungen des Pumpenarbeitsraums realisieren. Ferner können durch eine oder mehrere dem Einlassventil vorgeschaltete Drosseln Druckschwingungen hinsichtlich der Amplitude und Frequenz positiv beeinflusst werden. Außerdem kann die Mengenregelung positiv beeinflusst werden. Hierdurch kann auch das Geräuschverhalten, das durch Druckschwingungen im Niederdruck ungünstig beeinflusst werden kann, verbessert werden.
  • Das Einlassventil ist vorzugsweise mit einer Schließfeder ausgestattet, die eine hohe Federvorspannung aufweist, um eine hohe Schließdynamik zu erreichen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 eine Hochdruckpumpe in einer auszugsweisen, schematischen, axialen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt eine Hochdruckpumpe 1 in einer auszugsweisen, schematischen, axialen Schnittdarstellung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Hochdruckpumpe 1 kann insbesondere als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgestaltet sein. Speziell eignet sich die Hochdruckpumpe 1 als Brennstoffpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen.
  • Ein bevorzugter Einsatz der Hochdruckpumpe 1 besteht für eine Brennstoffeinspritzanlage mit einer Brennstoffverteilerleiste, die Dieselbrennstoff unter hohem Druck speichert. Die erfindungsgemäße Hochdruckpumpe 1 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle. Insbesondere kann die Hochruckpumpe auch als Kolbenpumpe zum Fördern von geeigneten Flüssigkeiten, also auch anderen Flüssigkeiten als Brennstoff, ausgestaltet sein.
  • Die Hochdruckpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse auf, an das ein Zylinderkopf 2 montiert ist. Der Zylinderkopf 2 weist einen Ansatz 3 auf, der in eine Bohrung des Pumpengehäuses ragt. Hierbei ist in dem Ansatz 3 eine Zylinderbohrung 4 ausgestaltet, in der ein Pumpenkolben 5 einer Pumpenbaugruppe 6 entlang einer Achse 7 geführt ist.
  • Die Hochdruckpumpe 1 weist außerdem eine Antriebswelle 8 auf, an der ein Nocken 9 vorgesehen ist. Der Nocken 9 kann hierbei auch als Mehrfachnocken oder als exzentrischer Abschritt der Antriebswelle 8 ausgestaltet sein. Im Betrieb rotiert die Antriebswelle 8 mit dem Nocken 9 um eine Drehachse 10. Zwischen dem Pumpenkolben 5 der Pumpenbaugruppe 6 und dem Nocken 9 besteht eine Wirkverbindung 11, die durch den Doppelpfeil 11 veranschaulicht ist. Beispielsweise kann über einen Rollenschuh und eine in dem Rollenschuh gelagerte Rolle eine Betätigungskraft von dem Nocken 9 auf den Pumpenkolben 5 übertragen werden. Eine Rückstellung des Pumpenkolbens 5 kann über eine geeignete Stößelfeder erfolgen.
  • Somit ist die Pumpenbaugruppe 6 von dem Nocken 9 der Antriebswelle 8 antreibbar. Je nach Ausgestaltung der Hochdruckpumpe 1 können auch weitere Pumpenbaugruppen von dem Nocken 9 angetrieben werden. Außerdem können an der Antriebswelle 8 auch weitere Nocken vorgesehen sein, die zum Antreiben weiterer Pumpenbaugruppen dienen. Je nach Ausgestaltung kann hierdurch eine als Radial- oder Reihenkolbenpumpe ausgestaltete Hochdruckpumpe 1 realisiert werden.
  • Der Pumpenkolben 5 begrenzt in der Zylinderbohrung 4 einen Pumpenarbeitsraum 12. Zum Zuführen von Brennstoff dient ein Zulaufkanal 13, in den Brennstoff von einer Vorförderpumpe gefördert wird. In dem Zulaufkanal 13 sind eine erste Drossel 14 und eine zweite Drossel 15 vorgesehen. Der Zulaufkanal 13 führt in einen Niederdruckraum 16, der durch eine Ausnehmung 17 in dem Zylinderkopf 2 gebildet ist.
  • Die Hochdruckpumpe 1 weist ein Einlassventil 20 auf. Der Niederdruckraum 16 ist hierbei Teil des Einlassventils 20. Das Einlassventil 20 ist in den Zylinderkopf 2 integriert. Hierbei ist das Einlassventil 20 in der Ausnehmung 17 des Zylinderkopfes 2 angeordnet. Die Ausnehmung 17 wird hierbei von einer Verschlussschraube 21 verschlossen. Somit ist auch der Niederdruckraum 16 gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Die Verschlussschraube 21 wirkt über einen Ventilteil 22 auf einen Ventilkörper 23 ein. Die Verschlussschraube 21 ist in den Zylinderkopf 2 eingeschraubt und presst hierdurch den Ventilkörper 23 gegen eine an dem Zylinderkopf 2 ausgebildete Anlagefläche 24. Die Verschlussschraube 21, der Ventilteil 22 und der Ventilkörper 23 des Einlassventils 20 sind hierdurch ortsfest fixiert. Außerdem sind die Verschlussschraube 21 und der Ventilteil 22 vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material gebildet.
  • In dem Ventilkörper 23 ist ein Ventilstößel 25 geführt. Hierbei wirkt der Ventilstößel 25 mit einer an dem Ventilkörper 23 gebildeten Ventilsitzfläche 26 zu einem Dichtsitz zusammen. Eine Ventilfeder 27 beaufschlagt den Ventilstößel 25 hierbei gegen die Ventilsitzfläche 26. Die Ventilfeder 27 wirkt hierbei über ein Ventilelement 28 und eine Einstellscheibe 29 auf einen Anker 30 ein. Der Anker 30 ist als Tauchanker 30 ausgestaltet. Der Tauchanker 30 ist mit dem Ventilstößel 25 verbunden. Somit wird der Ventilstößel 25 von der Vorspannung der Ventilfeder 27 beaufschlagt. Der Ventilstößel 25, das Ventilelement 28, die Einstellscheibe 29 und der Tauchanker 30 des Einlassventils 20 sind bewegbare Elemente, die beim Ansteuern des Einlassventils 20 zum Öffnen des Einlassventils 20 bewegt werden.
  • Das Einlassventil 20 weist außerdem einen Magneten 31 mit einer Magnetspule 32 auf. Die Magnetspule 32 ist über elektrisch leitende Kontaktstifte 33, 34 mit Pins 35, 36 eines Steckers 37 elektrisch verbunden. Der Stecker 37 ermöglicht hierbei die Verbindung mit einem Steuergerät 38. Das Steuergerät 38 dient in diesem Ausführungsbeispiel als Steuerung 38. Die Steuerung 38 kann auch in ein zentrales Steuergerät integriert sein. Das Steuergerät 38 ist mit einem Drehwinkelsensor 39 verbunden, der den momentanen Drehwinkel der Antriebswelle 8 erfasst und an das Steuergerät 38 ausgibt. Über den erfassten Drehwinkel besteht ein direkter Zusammenhang mit der momentanen Position des Pumpenkolbens 5. Speziell kann somit erfasst werden, ob sich der Pumpenkolben 5 an einem oberen Totpunkt befindet, an dem der Pumpenkolben einen maximalen Hub erfährt und der Pumpenarbeitsraum 12 ein minimales Volumen aufweist. Entsprechend kann erfasst werden, ob sich der Pumpenkolben 5 an einem unteren Totpunkt befindet, an dem der Pumpenkolben 5 einen minimalen Hub aufweist und das Volumen des Pumpenarbeitsraums 12 maximal ist.
  • Durch Bestromen der Magnetspule 32 wird ein Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld geht von dem Magneten 31 aus, wobei über die ferromagnetische Verschlussschraube 21 eine Verstärkung ermöglicht ist. Der Magnetkreis verläuft außerdem über den Ventilteil 22, den Tauchanker 30 und gegebenenfalls über weitere ferromagnetische Elemente zurück zu der Verschlussschraube 21. Hierbei ist zwischen dem Tauchanker 30 und dem Ventilteil 22 ein Spalt 40 vorgesehen. Der Spalt 40 ermöglicht zum einen die Verschiebbarkeit des Tauchankers 30 und somit eine Verstellung des Ventilstößels 25 zum Betätigen des Einlassventils 20. Zum anderen verbleibt als Spalt 40 zumindest ein Restluftspalt, um im betätigten Zustand einen sogenannten magnetischen Klebeeffekt des Tauchankers 30 an dem Ventilteil 22 zu vermeiden. Speziell kann dabei beim Stromlosschalten der Magnetspule 32 die Kraft der Ventilfeder 27 weitgehend verzögerungsfrei ein Schließen des Einlassventils 20 einleiten. Die maximale Größe des Spalts 40 ist durch die Summe aus einem gewünschten Arbeitsluftspalt und dem Restluftspalt vorgegeben. Eine Einstellung des Restluftspalts und des Arbeitsluftspalts ist durch eine geeignete Wahl des Ventilelements 28 und der Einstellscheibe 29 ermöglicht. Speziell kann durch die Dicke der Einstellscheibe 29 der gewünschte Arbeitsluftspalt vorgegeben werden. Die Dicke der Einstellscheibe 29 gibt somit den Hub des Ventilstößels 25 vor. Bei unveränderter Geometrie im Bereich der Ventilsitzfläche 26 kann dadurch der Öffnungsquerschnitt an der Ventilsitzfläche 26 verändert und somit auch der mögliche Durchfluss in den Pumpenarbeitsraum 12 bei geöffnetem Dichtsitz eingestellt werden. Hierdurch ist in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall eine Anpassung des Einlassventils 20 möglich.
  • Durch Betätigen des Einlassventils 20 kann somit Brennstoff aus dem Niederdruckraum 16 in den Pumpenarbeitsraum 12 geführt werden. Die Betätigung des Einlassventils 20 erfolgt hierbei während eines Saughubs des Pumpenkolbens 5. Während des Förderhubs des Pumpenkolbens 5 ist das Einlassventil 20 vorzugsweise geschlossen. Dadurch wird unter hohem Druck stehender Brennstoff über ein Auslassventil 41, das als Richtungs- beziehungsweise Rückschlagventil 41 ausgestaltet sein kann, in eine Hochdruckleitung 42 gefördert. Die Hochdruckleitung 42 ist beispielsweise mit einer Brennstoffverteilerleiste verbunden.
  • Wenn das Einlassventil 20 etwa am oberen Totpunkt des Pumpenkolbens 5 geöffnet und am unteren Totpunkt des Pumpenkolbens 5 geschlossen wird, dann kann eine Vollbefüllung des Pumpenarbeitsraum 12 erzielt werden. Allerdings kann das Einlassventil 20 von der Steuerung 38 unabhängig von dem Hub beziehungsweise der momentanen Stellung des Pumpenkolbens 5 während der Saugphase angesteuert werden. Hierdurch kann auch eine Teilbefüllung des Pumpenarbeitsraums 12 realisiert werden. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten, die gegebenenfalls auch miteinander kombiniert werden können.
  • Eine Möglichkeit ist, dass die Ansteuerzeit des Einlassventils 20 so verkleinert wird, dass das Einlassventil 20 vor Erreichen des unteren Totpunkts des Pumpenkolbens 5 wieder geschlossen ist. Alternativ kann die Ansteuerzeit auch über das Erreichen des unteren Totpunkts hinaus verlängert werden. Das Einlassventil 20 wird dann erst nach dem Erreichen des unteren Totpunkts des Pumpenkolbens 5 geschlossen, so dass ein Teil des Brennstoffs aus dem Pumpenarbeitsraum 12 während des Hubs des Pumpenkolbens 5 in Gegenrichtung durch das Einlassventil 20 zurückgefördert wird. Der andere Teil des Brennstoffs wird dann über die Hochdruckleitung 42 gefördert. Die insgesamt über die Hochdruckleitung 42 geförderte Menge des Brennstoffs pro Pumpenhub wird dadurch verringert.
  • Es ist anzumerken, dass hierbei keine Absteuerung des Brennstoffs zu einem Tank oder dergleichen erfolgt. Außerdem kann auf diese Weise gegebenenfalls ein Geräuschverhalten durch Dämpfung von Druckpulsationen verbessert werden. Eine Abstimmung ist hierbei über die Drosseln 14, 15 möglich.
  • Eine weitere Möglichkeit, um eine Teilbefüllung zu erzielen, besteht darin, dass das Einlassventil nicht sofort nach dem Erreichen des oberen Totpunkts des Pumpenkolbens 5 geöffnet wird. Hierdurch wird ein gewisser Leerhub des Pumpenkolbens 5 erzielt, so dass der insgesamt in den Pumpenarbeitsraum 12 über den Öffnungsquerschnitt des geöffneten Dichtsitzes einströmende Brennstoff verringert ist.
  • Hierbei können in vorteilhafter Weise durch eine oder mehrere dem Einlassventil vorgeschaltete Drosseln 14, 15 beziehungsweise Dämpfungsvolumina die Druckschwingungen im Hinblick auf Amplitude und Frequenz und die Mengenregelung reduziert werden. Die Drosseln ermöglichen hierbei eine große Teilreflektion und eine geringe Dämpfung von Druck- und Verdünnungswellen. Dämpfungsvolumina ermöglichen eine geringere Teilreflektion und eine stärkere Dämpfung der Druck- und Verdünnungswellen. Dies ist abhängig von der geometrischen Gestaltung des jeweiligen Dämpfungsvolumens. Durch das Öffnen und Schließen des Einlassventils 20 oder gegebenenfalls mehrerer entsprechend dem Einlassventil 20 ausgestalteter Einlassventile entstehen Druck- und Verdünnungswellen, die von den Einlassventilen zu einer Förderpumpe, insbesondere einer Elektrokraftstoffpumpe laufen und dort reflektiert werden. Die reflektierten Wellen können unter anderem bei einem Öffnungsvorgang des Einlassventils 20 wieder eintreffen und so die befüllte Masse im Pumpenarbeitsraum zusätzlich beeinflussen, was zu Förderschwankungen der Hochdruckpumpe führen kann. Mit Hilfe von Dämpfungsvolumina und Drosseln 14, 15 in dem Zulaufkanal 13 und deren Abstimmung können diese Druckwellen so weit reduziert werden, dass eine gleichmäßige Förderung der Hochdruckpumpe 1 innerhalb eines gewissen Toleranzbereichs gewährleistet ist. Die Ausgestaltung und Dimensionierung hängt hierbei vom Einsatzgebiet der Hochdruckpumpe 1 und der Anbindung an die Vorförderpumpe ab.
  • In vorteilhafter Weise kann somit ein Einlassventil 20 realisiert werden, das im stromlosen Zustand geschlossen ist. Dieses Einlassventil 20 ist in dem Zylinderkopf 2 integriert. Hierbei kann das Tauchankerprinzip ausgenutzt werden, so dass ein schnelles Öffnen und Schließen des Einlassventils 20 erzielt werden kann. Ferner kann die Saugdrosselung in den Arbeitszylinder verlegt werden, in dem eine Luftausgasung bewusst genutzt wird. Die erforderliche Dynamik kann durch eine oder mehrere Verbindungsbohrungen gewährleistet werden. Über eine entsprechend hohe Federvorspannung der Ventilfeder 27 kann eine ausreichend hohe Schließdynamik erreicht werden. Die Kühlung des Magneten 31 mit der Magnetspule 32 kann durch die Umspülung des Brennstoffs erreicht werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19515191 A1 [0002, 0003]

Claims (10)

  1. Hochdruckpumpe (1), insbesondere Radial- oder Reihenkolbenpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Zylinderkopf (2) und einer Pumpenbaugruppe (6), wobei der Zylinderkopf (2) eine Zylinderbohrung (4) aufweist, in der ein Pumpenkolben (5) der Pumpenbaugruppe (6) geführt ist, wobei der Pumpenkolben (5) in der Zylinderbohrung (4) einen Pumpenarbeitsraum (12) begrenzt, wobei ein in den Zylinderkopf (2) integriertes Einlassventil (20) vorgesehen ist, über das Brennstoff in den Pumpenarbeitsraum (12) führbar ist, und wobei durch Ansteuern des Einlassventils (20) eine Zumessung des in den Pumpenarbeitsraum (12) geführten Brennstoffs ermöglicht ist.
  2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (20) als magnetisch ansteuerbares Einlassventil (20) ausgebildet ist.
  3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (20) mittels einer in den Zylinderkopf (2) eingeschraubten Verschlussschraube (21) an dem Zylinderkopf (2) fixiert ist und dass die Verschlussschraube (21) aus einem ferromagnetischen Werkstoff gebildet ist.
  4. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Magnetspule (32) vorgesehen ist, dass durch Bestromen der Magnetspule (32) eine Ansteuerung des Einlassventils (20) ermöglicht ist und dass die Magnetspule (32) durch den über das Einlassventil (20) in den Pumpenarbeitsraum (12) führbaren Brennstoff kühlbar ist.
  5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (20) einen Ventilkörper (23) und einen mit dem Ventilkörper (23) zu einem Dichtsitz zusammenwirkenden Ventilstößel (25) aufweist, wobei der Ventilstößel (25) an dem Zylinderkopf (2) anliegt, wobei ein magnetisch betätigbarer Tauchanker (30) vorgesehen ist und wobei der Tauchanker (30) zum Öffnen des zwischen dem Ventilkörper (23) und dem Ventilstößel (25) gebildeten Dichtsitzes bei der magnetischen Betätigung den Ventilstößel (25) mitnimmt.
  6. Hochdruckpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellscheibe (29) vorgesehen ist, die zum Vorgeben eines Arbeitsluftspalts für den Tauchanker (30) dient.
  7. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (38) vorgesehen ist, die das Einlassventil (20) in Abhängigkeit von einer Bewegung des Pumpenkolbens (5) der Pumpenbaugruppe (6) ansteuert.
  8. Hochdruckpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (38) zum Reduzieren einer Befüllung des Pumpenarbeitsraums (12) der Pumpenbaugruppe (6) a) die Ansteuerzeit an ihrem Ende so verkürzt, dass das Einlassventil (20) vor Erreichen eines unteren Totpunkts des Pumpenkolbens (5) geschlossen ist, oder die Ansteuerzeit an ihrem Ende so verlängert, dass das Einlassventil (20) nach Erreichen eines unteren Totpunkts des Pumpenkolbens (5) geschlossen ist, und/oder b) die Ansteuerzeit an ihrem Anfang so verkürzt, dass das Einlassventil (20) nach Erreichen eines oberen Totpunkts des Pumpenkolbens (5) geöffnet ist.
  9. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (20) einen Niederdruckraum (16) aufweist, der in einer Ausnehmung (17) des Zylinderkopfes (2), in der das Einlassventil (20) angeordnet ist, gebildet und von einer Verschlussschraube (21) des Einlassventils (20) verschlossen ist, und/oder dass ein Zulaufkanal (13), der in den Niederdruckraum (16) führt, vorgesehen ist, und dass in dem Zulaufkanal (13) zumindest eine Drossel (14, 15) und/oder zumindest ein Dämpfungsvolumen angeordnet ist.
  10. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (20) eine Schließfeder (27) aufweist und dass eine hohe Federvorspannung der Schließfeder (27) vorgegeben ist.
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