-
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2012-0098123, eingereicht am 05. September 2012, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, welche auf ein Common-Rail-System eines Dieselmotors angewandt wird, und insbesondere auf eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, von welcher ein innerer Abschnitt mit einem Schmierdurchgang (bzw. Schmiermittelkanal) geformt ist, in welchem ein Kraftstoff fließt, um eine Schmierung von Komponenten in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu ermöglichen, wodurch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe verbesserte Schmiereigenschaften aufweist.
-
Ein Common-Rail-System, welches an einem Dieselmotor montiert ist, ist mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgestattet, in welche von einem Kraftstofftank ein Kraftstoff, welcher primär mittels einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt worden ist, eingeführt wird und von welcher der eingeführte Kraftstoff herausgelassen wird nach sekundärer Druckbeaufschlagung zu einem Hochdruck (bzw. hohen Druck) von 2000 bar oder mehr.
-
Eine schematische Struktur einer solchen Hochdruck-Kraftstoffpumpe wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe weist auf: ein Gehäuse 110 mit einem Einlass 111 und einem Auslass 112; eine Nockenwelle 120 (bzw. Exzenterwelle), welche drehbar innerhalb des Gehäuses 110 vorgesehen und mit einem Nocken 121 (bzw. Exzenter) geformt ist; einen Kolben 130 (bzw. Plunger), welche angehoben wird mittels Drehung der Nockenwelle 120, um den Kraftstoff mit Druck zu beaufschlagen; einen Stößelkörper 131 (z. B. Tassenstößel), um ein unteres Ende des Kolbens 130 abzustützen; und eine Rolle 142, welche zwischen dem Stößelkörper 131 und dem Nocken 121 angeordnet ist.
-
Wenn die Nockenwelle 120 sich dreht, setzt der Kolben 130 den Kraftstoff unter Druck, welcher in eine Hochdruckkammer, welche innerhalb des Gehäuses 110 geformt ist, über einen Einlass 111 eingeleitet wird, bei hohem Druck, um den Kraftstoff aus dem Auslass 112 herauszulassen, wenn der Kolben 130 angehoben und abgesenkt wird entlang zumindest eines Nockens 121, welcher um die Nockenwelle 121 herum geformt ist.
-
In diesem Fall ist die Rolle 142 an einem Rollenschuh 141 (bzw. Gleitschuh) montiert, welcher in den Stößelkörper 131 eingebaut ist, und wird während der Drehung der Nockenwelle 120 in einem Kontaktzustand mit dem Nocken 121 gehalten, um eine Reibung zwischen dem Nocken 121 und dem Rollenschuh 141 zu reduzieren.
-
Allerdings ist die Rolle 142 aufgrund des Stößelkörpers 131, welcher von einer Feder 132 abgestützt wird, ständig im Kontakt mit dem Nocken 121 und ist ferner eingebaut in einem Zustand des Haltens eines gewissen Spiels mit dem Rollenschuh 141.
-
Gemäß der Struktur der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 der verwandten Technik wird der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel dient, nicht ausreichend dem Spiel (bzw. Spalt bzw. Abstand) zwischen der Rolle 142 und dem Rollenschuh 141, welches in 2 und 3 als „A” bezeichnet ist und in welchem die Rolle 142 mit dem Rollenschuh 141 in Kontakt kommt, und einem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 142 und dem Nocken 121, welcher in 2 und 3 als „B” bezeichnet ist, zugeführt, wodurch keine gleichmäßige bzw. ebene Schmierung zustande kommt. Das heißt: die Rolle 142 ist im Flächenkontakt mit dem Rollenschuh 141 in einem Abschnitt, welcher mittels „A” angedeutet ist, und die Rolle 142 ist im Linienkontakt mit dem Nocken 121 in einem Abschnitt, welcher mittels „B” angedeutet ist. Dementsprechend herrscht ein Problem, dass die Rolle 142, der Rollenschuh 141 oder der Nocken 121 in Abhängigkeit von deren Betrieb an der Kontaktfläche zwischen der Rolle 142 und dem Rollenschuh 141 und an dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 142 und dem Nocken 121 verschleißt oder brennt (bzw. einen Brand auslöst).
-
Daher muss der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel dient, ausreichend zugeführt werden, um Reibung an der Kontaktfläche und dem Kontaktabschnitt zu reduzieren. Wenn die Schmierung anormal ist, verschleißen der Nocken 121 der Nockenwelle 120, die Rolle 142 und der Rollenschuh 141. Ferner kann im schlimmsten Fall ein fatales Versagen, wie z. B. ein Brand der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100, verursacht werden.
-
Insbesondere wird die Rolle 142, welche innerhalb des Rollenschuhs 141 montiert ist, bei einem minimalen Spiel gehalten. Daher kann, wenn die Schmierung nicht gleichmäßig ist, eine Abrasion zwischen der Rolle 142 und dem Rollenschuh 141 sofort ausgelöst werden.
-
Die hier im Zusammenhang mit dem Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
-
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften bereit, welche eine Mehrzahl von Schmierdurchgängen formt, durch welche ein Kraftstoff einem Stößelkörper und einem Rollenschuh zugeführt wird, so dass der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel dient, in ausreichendem Maße um eine Rolle herum zugeführt werden kann, welche in Kontakt kommt mit einem Nocken einer rotierenden Nockenwelle 120 in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe.
-
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften bereit, welche aufweist: einen Kolben zum Beaufschlagen eines Kraftstoffs, welcher einer Hochdruckkammer, welche innerhalb eines Gehäuses geformt ist, zugeführt wird, mit Druck zu einem hohem Druck, um den Kraftstoff herauszulassen, wenn der Kolben in der Hochdruckkammer innerhalb des Gehäuses gehoben und gesenkt wird; einen Stößelkörper, welcher zum Abstützen eines unteren Endes des Kolbens konfiguriert ist; einen Nocken, welcher zum Heben und Senken des Kolbens bei einer Drehung konfiguriert ist; eine Rolle, welche konfiguriert ist, um an einem Rollenschuh, welcher in einen unteren Abschnitt des Stößelkörpers eingebaut (bzw. eingepasst) ist, installiert ist und in einem Kontaktzustand mit dem Nocken sich dreht. Der Kraftstoff, welcher der Hochdruckkammer zugeführt wird, passiert über zumindest einen Schmierdurchgang den Rollenschuh und wird einem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle und dem Nocken oder einer Kontaktfläche zwischen dem Rollenschuh und der Rolle oder sowohl dem Kontaktabschnitt und als auch der Kontaktfläche zugeführt.
-
Der Schmierdurchgang kann geformt sein aus: einem Verbindungsloch, welches mittels Entfernens (bzw. Ausnehmens, z. B. spanende Fertigung) eines Teilabschnitts eines Stößelkörperinnenflansches geformt ist, welcher an einer Innenseitenfläche (bzw. inneren Mantel- bzw. Umfangsfläche) des Stößelkörpers in Richtung zu einer Mitte des Stößelkörpers 31 geformt ist; und einem Spiel, welches zwischen einer Außenseitenfläche des Rollenschuhs, welcher unterhalb des Verbindungslochs angeordnet und in einen unteren Abschnitt des Stößelkörperinnenflansches eingebaut ist, und der Innenseitenfläche des Stößelkörpers gebildet ist, und der Kraftstoff kann über das Verbindungsloch und das Spiel dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle und dem Nocken zugeführt werden.
-
Es können mehrere Verbindungslöcher vorgesehen sein.
-
Die Verbindungslöcher können in einem Abstand von 180° zueinander und in einer Richtung, welche senkrecht zu einer Längsrichtung (bzw. Axialrichtung) der Rolle ist, geformt sein.
-
Eine Ölzuführnut kann an einem Abschnitt, an welchem die Innenseitenfläche des Stößelkörpers am Stößelkörperinnenflansch angrenzt, mittels Ausnehmens (z. B. spanende Fertigung) geformt sein.
-
Der Schmierdurchgang kann geformt sein aus einem Rollenschuhdurchgangsloch, welches durchgehend in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung des Rollenschuhs geformt ist, wodurch das Zuführen des Kraftstoffs von oberhalb nach unterhalb des Rollenschuhs ermöglicht wird, und der Kraftstoff kann über das Rollenschuhdurchgangsloch der Kontaktfläche zwischen der Rolle und dem Rollenschuh zugeführt werden.
-
Das Rollenschuhdurchgangsloch kann geformt sein von einer oberen Fläche des Rollenschuhs aus bis zu der Kontaktfläche zwischen dem Rollenschuh und der Rolle, welche in einen Innenabschnitt des Rollenschuhs eingebaut ist.
-
Die Anzahl des Rollenschuhdurchgangslochs kann eins oder mehr betragen.
-
Das Rollenschuhdurchgangsloch (bzw. -löcher) kann entlang einer Längsrichtung der Rolle angeordnet sein.
-
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
-
1 ist eine perspektivische Teilschnittansicht, welche eine Struktur einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der verwandten Technik illustriert.
-
2 und 3 sind eine perspektivische Teilschnittansicht und eine Schnittansicht, welche einen Antriebsbereich in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gemäß der verwandten Technik illustrieren.
-
4 ist eine Draufsicht, welche einen Zusammenbau von einem Stößelkörper, einem Rollenschuh und einer Rolle illustrieren, welche auf eine beispielhafte Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
-
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 4 zur Beschreibung eines Schmierdurchgangs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in 4 zur Beschreibung eines anderen Schmierdurchgangs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindungen auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
-
Eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist eine ähnliche Struktur wie die Hochdruck-Kraftstoffpumpe, welche in der verwandten Technik beschrieben worden ist, auf. In der Hochdruck-Kraftstoffpumpe passiert ein Kraftstoff, welcher einer Hochdruckkammer zugeführt wird, einen Rollenschuh 41 über zumindest einen Schmierdurchgang und wird einem Kontaktabschnitt zwischen einer Rolle 42 und einem Nocken 121 sowie einer Kontaktfläche zwischen dem Rollenschuh 41 und der Rolle 42 zugeführt.
-
Wie in 4 gezeigt, ist der Schmierdurchgang ein Verbindungsloch 51, durch welches der Kraftstoff, welcher der Hochdruckkammer, welche innerhalb des Gehäuses 110 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 geformt ist, zugeführt wird, dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 42 und dem Nocken 121 zugeführt wird, oder einem Rollenschuh 41 über ein Rollenschuhdurchgangsloch 52 zugeführt wird, durch welches der Kraftstoff der Kontaktfläche zwischen dem Rollenschuh 41 und der Rolle 42 zugeführt wird.
-
Wie in 5 gezeigt, kann der Schmierdurchgang ein Durchgang sein, durch welchen der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel dient, durch gegenüberliegende Seitenflächen des Rollenschuhs 41 durchgeht, um dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 42 und dem Nocken 121 zugeführt zu werden.
-
Eine innere Umfangsfläche eines Stößelkörpers 31 ist mit einem Stößelkörperinnenflansch 31a geformt, so dass ein Federsitz 131a zum Abstützen eines unteren Endes einer Feder 132 installiert werden kann. Der Stößelkörperinnenflansch 31a ist in einer Plattenform (bzw. Streifenform bzw. Ringform) ausgebildet, welche sich in Richtung zu einer Mitte des Stößelkörpers 31 an der inneren Umfangsfläche des Stößelkörpers 31 erstreckt. Das Verbindungsloch 51, durch welches der Kraftstoff sich in einfacher Weise in eine Aufwärts- und Abwärtsrichtung des Stößelkörperinnenflansch 31a bewegen kann, ist geformt mittels Entfernens eines Abschnitts des Stößelkörperinnenflansches 31a.
-
Es sind mehrere Verbindungslöcher 51 vorgesehen. Insbesondere sind zwei Verbindungslöcher 51 vorgesehen. In diesem Fall können die zwei Verbindungslöcher 51 in einem Abstand von 180° angeordnet sein und können in einer Richtung ausgebildet sein, welche senkrecht zu einer Längsrichtung der Rolle 42 ist.
-
Ein Spiel ist ausgebildet zwischen der inneren Umfangsfläche des Stößelkörpers 31 und der äußeren Umfangsfläche des Rollenschuhs 41. Da das Spiel ausgebildet ist zwischen der inneren Umfangsfläche des Stößelkörpers 31 und der äußeren Umfangsfläche des Rollenschuhs 41, kann der Kraftstoff, welcher einem oberen Abschnitt des Stößelkörpers 31 zugeführt wird, über die Verbindungslöcher 51 einem unteren Abschnitt des Stößelkörpers 31 zugeführt werden. Daher dient der zugeführte Kraftstoff als ein Schmiermittel und wird dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 42 und dem Nocken 121 zugeführt.
-
Hierbei kann, um den Kraftstoff gleichmäßig zu den Verbindungslöchern 51 zu führen, jede Ölzuführnut 31b an einem Abschnitt geformt sein, an welchem die innere Umfangsfläche des Stößelkörpers 31 den Stößelkörperinnenflansch 31a trifft, insbesondere an einer oberen Flächenseite davon.
-
Wie in 5 gezeigt, wird dementsprechend der Kraftstoff, welcher dem oberen Abschnitt des Stößelkörpers 31 zugeführt wird, über die Verbindungslöcher 51, welche mittels Entfernens von Teilabschnitten des Stößelkörperinnenflansches 31a geformt sind, und über das Spiel, welches zwischen der äußeren Umfangsfläche des Rollenschuhs 41 und der inneren Umfangsfläche des Stößelkörpers 31 geformt ist, dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 42 und dem Nocken 121 zugeführt, so dass der Kraftstoff zwischen die Rolle 42 und den Nocken 121 geliefert wird und eine Reibung während des Kontakts reduziert wird.
-
Der Schmierdurchgang kann ein Rollenschuhdurchgangsloch 52 sein, welches in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung des Rollenschuhs 41 geformt ist, d. h. in einer Betriebsrichtung eines Kolbens 130.
-
Wie in 6 gezeigt, ist das Rollenschuhdurchgangsloch 52, durch welches der Kraftstoff bewegt wird, durchgehend geformt in einer Aufwärts-/Abwärtsrichtung in einem inneren Abschnitt des Rollenschuhs 41, Der Rollenschuh 41 ist in einen Innenabschnitt des Stößelkörpers 31 eingebaut, die Rolle 42 ist rotierbar in dem Innenabschnitt des Rollenschuhs 41 mittels Lager 43 installiert und ein unterer Abschnitt der Rolle 42 liegt frei, um mit dem Nocken 121 in Kontakt zu kommen. Hierbei wird der Kraftstoff, welcher der Hochdruckkammer zugeführt wird, von einem oberen Abschnitt des Rollenschuhs 41 durch das Rollenschuhdurchgangsloch 52, welches in dem Rollenschuh 41 geformt ist, der Kontaktfläche zwischen dem Rollenschuh 41 und der Rolle 42 zugeführt, so dass der Kraftstoff eine Schmiertätigkeit zwischen dem Rollenschuh 41 und der Rolle 42 durchführen kann.
-
Das Rollenschuhdurchgangsloch 52 kann zumindest einmal oder mehrmals in dem Rollenschuh 41 ausgebildet sein.
-
In diesem Fall sind die mehreren Rollenschuhdurchgangslöcher 52 entlang der Längsrichtung der Rolle 42 angeordnet, welche an dem Rollenschuh 41 installiert ist. Die Rolle 42 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet und an dem Rollenschuh 41 montiert. Daher sind die mehreren Rollenschuhdurchgangslöcher 52 geformt, dass sie entlang der Längsrichtung der Rolle 42 angeordnet sind, so dass der Kraftstoff in der Längsrichtung der Rolle 42 zugeführt wird.
-
Wie oben erwähnt, wird der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel wirkt, durch Umleiten (bzw. Vorbeiführen bzw. Bypass) oder Hindurchfließen durch den Rollenschuh 41 oder mittels beider Pfade zugeführt.
-
Gemäß dem Betrieb der Kraftstoffpumpe wird der Kraftstoff direkt dem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle 42 und dem Nocken 121 durch Hindurchtreten durch das Spiel zwischen dem Stößelkörper 31 und dem Rollenschuh 41 und durch das Verbindungsloch 51, welches ein Schmierdurchgang ist, zugeführt, oder der Kraftstoff wird auch über das Rollenschuhdurchgangsloch 52, welches ein anderer Schmierdurchgang ist, zwischen die Rolle 42 und den Rollenschuh 41 geliefert. Daher werden Schmiereigenschaften an einem Reibungsbereich verbessert, wodurch ein Problem aufgrund von Abrasion des Reibungsbereichs gelöst wird.
-
In der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 100 der verwandten Technik wird der Kraftstoff nur mittels des Spiels zwischen den betreffenden Komponenten zugeführt, ohne den Durchgang, durch welchen der Kraftstoff in einfacher Weise in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung bewegt wird. Dementsprechend wird die Schmierung nicht gleichmäßig bzw. eben an den Kontaktbereichen, wie z. B. den Bereichen zwischen der Rolle und dem Nocken und zwischen der Rolle und dem Rollenschuh, ausgeführt, wie es die Umstände verlangen, wodurch eine Abrasion oder ein Brennphänomen verursacht wird.
-
Allerdings wird in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Kraftstoff in ausreichendem Maße über die mehreren Schmierdurchgänge dem Reibungsbereich zugeführt und vollständig gefüllt, um als ein Schmiermittel zu wirken, so dass die Schmiereigenschaften verbessert werden.
-
Gemäß einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit verbesserten Schmiereigenschaften gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung fließt der Kraftstoff von einem oberen Abschnitt des Stößelkörpers über eine Mehrzahl von Schmierdurchgängen zu einem unteren Abschnitt des Stößelkörpers und wird ausreichend um eine Rolle herum geliefert, welche eine rotierende Komponente ist, wodurch eine Verbesserung der Schmiereigenschaften mittels des ausreichend zugeführten Kraftstoffs während des Betriebs der Rolle ermöglicht wird. Das heißt: der Kraftstoff wird ausreichend einem Kontaktabschnitt zwischen der Rolle und einem Nocken und einer Kontaktfläche zwischen der Rolle und einem Rollenschuh zugeführt, wodurch die Verbesserung der Schmiereigenschaften zwischen der Rolle und dem Nocken und zwischen der Rolle und dem Rollenschuh erlaubt wird.
-
Zusätzlich wird mittels der Verbesserung der Schmiereigenschaften der Rolle der Kraftstoff, welcher als ein Schmiermittel dient, ausreichend den Antriebsbereichen während des Betriebs der Hochdruck-Kraftstoffpumpe, nämlich den Kontaktbereichen der Rolle, des Rollenschuhs und des Nockens der Nockenwelle, zugeführt. Daraus resultiert, dass eine Fehlfunktion der Hochdruck-Kraftstoffpumpe aufgrund von unvollständigem Schmiervorgang im Voraus verhindert werden kann.
-
Ferner ist der Durchgang zum Zuführen des Kraftstoffs in zwei Teile (bzw. Pfade) unterteilt, und der Kraftstoff wird direkt dem Kontaktbereich zwischen der Rolle und dem Nocken und dem Kontaktbereich zwischen der Rolle und dem Rollenschuh zugeführt, wodurch gleichmäßige Schmiereigenschaften erzielt werden.
-
Zwecks Erläuterung und genauer Definition der angehängten Ansprüche werden Begriffe wie zum Beispiel „obere”, „untere” etc. zur Beschreibung der Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen verwendet, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
-
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
