DE102012218078A1 - High-pressure fuel pump for internal combustion engine used in vehicle, has pump piston that is connected with cam of cam shaft which is provided to drive oil pump or vacuum pump located adjacent to high pressure pump main portion - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, für eine Brennkraftmaschine, aufweisend einen Pumpenzylinder, in dem ein Pumpenkolben translatorisch auf und ab beweglich angeordnet ist, wobei der Pumpenkolben über einen Rollenstößel mit einem Nocken einer Nockenwelle zusammenwirkt, wobei die Hochdruckpumpe und der Rollenstößel zumindest teilweise in einem Gehäuse angeordnet sind, und wobei die Nockenwelle von der Brennkraftmaschine angetrieben ist. The present invention relates to a high-pressure pump, in particular high-pressure fuel pump, for an internal combustion engine, comprising a pump cylinder, in which a pump piston is arranged translationally movable up and down, wherein the pump piston cooperates via a roller tappet with a cam of a camshaft, wherein the high-pressure pump and the roller tappet at least are partially arranged in a housing, and wherein the camshaft is driven by the internal combustion engine.
Stand der Technik State of the art
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Hochdruckpumpe mit einem eine Nockenwelle aufnehmenden Gehäuse bereitzustellen, wobei die Nockenwelle auch für andere Antriebszwecke nutzbar ist. The invention is based on the object to provide a high-pressure pump with a housing receiving a camshaft, wherein the camshaft can also be used for other drive purposes.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Gehäuse ein Pumpengehäuse ist, und dass neben der Hochdruckpumpe eine weitere Pumpe vorgesehen und von der Nockenwelle angetrieben ist. Durch diese Ausgestaltung wird eine weitere Nockenwelle oder sonstige Welle mit den zugehörigen Antrieb in Form eines Zahnradantriebs oder eines Kettenantriebs eingespart.This object is achieved in that the housing is a pump housing, and that in addition to the high-pressure pump, a further pump is provided and driven by the camshaft. By this configuration, a further camshaft or other shaft is saved with the associated drive in the form of a gear drive or a chain drive.
In Weiterbildung der Erfindung ist die weitere Pumpe eine Ölpumpe und/oder eine Vakuumpumpe. Insbesondere die Ausgestaltung der Pumpe als Ölpumpe ist vorteilhaft, da eine Ölpumpe an jeder Brennkraftmaschine zur Förderung des Schmieröls der Brennkraftmaschine zwingend notwendig ist. Die weitere Pumpe kann aber auch eine Vakuumpumpe sein, die beispielsweise zur Erzeugung des notwendigen Unterdrucks für eine Bremsanlage eines Fahrzeugs, in das die Brennkraftmaschine eingebaut ist, benötigt wird. Aber auch die Ausbildung der Pumpe als Wasserpumpe oder Hydraulikpumpe oder als Kraftstoffniederdruckpumpe ist im Rahmen der Erfindung möglich und vorgesehen. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung ausdrücklich auch möglich, mehrere der zuvor erläuterten Pumpen neben der Hochdruckpumpe vorzusehen und mit dieser zu kombinieren.In a further development of the invention, the further pump is an oil pump and / or a vacuum pump. In particular, the design of the pump as an oil pump is advantageous because an oil pump on each internal combustion engine to promote the lubricating oil of the internal combustion engine is absolutely necessary. The further pump may also be a vacuum pump, which is needed, for example, to generate the necessary negative pressure for a brake system of a vehicle in which the internal combustion engine is installed. But the formation of the pump as a water pump or hydraulic pump or as a low-pressure fuel pump is possible and provided within the scope of the invention. It is expressly also possible within the scope of the invention to provide a plurality of the above-explained pumps in addition to the high pressure pump and to combine with this.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hochdruckpumpe kraftstoffgeschmiert. Eine Kraftstoffschmierung einer insbesondere als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildeten Hochdruckpumpe ist bekannt und solche Kraftstoffhochdruckpumpen stehen zur Verfügung. Dabei wird bei der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe bevorzugt auf eine solche vorhandene Kraftstoffhochdruckpumpe zurückgegriffen, wobei diese Kraftstoffhochdruckpumpe bevorzugt als Common-Rail-Hochdruckpumpe mit einem eigenen Pumpengehäuse ausgebildet ist. Diese Hochruckpumpe wird mit dem wesentlichen Teil des Pumpengehäuses (Ausnahme ein Pumpengehäusedeckel) beim Gegenstand der Erfindung verwendet. In a further embodiment of the invention, the high pressure pump is fuel lubricated. A fuel lubrication of a high-pressure pump designed in particular as a high-pressure fuel pump is known and such high-pressure fuel pumps are available. In the case of the high-pressure pump according to the invention, preference is given to using such an existing high-pressure fuel pump, wherein this high-pressure fuel pump is preferably designed as a common-rail high-pressure pump with its own pump housing. This high pressure pump is used with the essential part of the pump housing (except a pump housing cover) in the subject invention.
Die Kraftstoffschmierung erfolgt normalerweise so, dass der von einer Kraftstoffvordruckpumpe geförderte Kraftstoff in einen von dem Pumpengehäuse gebildeten Nockenraum, der den Nocken der Nockenwelle umgibt, eingeleitet wird und zur Schmierung der Lagerstellen und des Rollenstößels weitergeleitet wird. Weiterhin wird diesen Nockenraum Kraftstoff zur Zuführung in einen Pumpenarbeitsraum entnommen, wobei der Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum von dem Pumpenkolben verdichtet und in einen Hochdruckspeicher gefördert wird. Dieses System wird bei der vorliegenden Erfindung unverändert übernommen.The fuel lubrication normally takes place in such a way that that of a pre-pressurized fuel pump subsidized fuel is introduced into a cam space formed by the pump housing, which surrounds the cam of the camshaft, and is forwarded for lubrication of the bearing points and the roller tappet. Further, this cam space fuel is removed for supply to a pump working space, wherein the fuel is compressed in the pump working space of the pump piston and conveyed into a high-pressure accumulator. This system is adopted unchanged in the present invention.
In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Pumpengehäuse und einem Gehäuse einer weiteren Pumpe ein Zwischengehäuse angeordnet, das eine Ringausnehmung aufweist, in der zumindest ein Dichtring, insbesondere ein Wellendichtring, angeordnet ist und mit der Nockenwelle zusammenwirkt. Dieser Dichtring stellt sicher, dass einerseits kein Kraftstoff aus dem Nockenraum zu der zusätzlichen Pumpe gelangt und umgekehrt kein Kraftstoff von der zusätzlichen Pumpe in den Nockenraum der Hochdruckpumpe gelangt. Dabei sind bevorzugt zwei spiegelbildlich angeordnete Wellendichtringe auf der Nockenwelle angeordnet, die eine zuverlässige Abdichtung der Pumpe und der Hochdruckpumpe gegeneinander bewirken. Weiterhin ersetzt das Zwischengehäuse den erwähnten Pumpengehäusedeckel, indem das Zwischengehäuse einen Ringflansch aufweist, der mit dem Pumpengehäuse zusammenwirkend den Pumpengehäusedeckel ersetzt.In a further development of the invention, an intermediate housing is disposed between the pump housing and a housing of a further pump having an annular recess in which at least one sealing ring, in particular a shaft seal, is arranged and cooperates with the camshaft. This sealing ring ensures that, on the one hand, no fuel passes from the cam space to the additional pump and, conversely, no fuel passes from the additional pump into the cam space of the high-pressure pump. In this case, two mirror-image arranged shaft seals are preferably arranged on the camshaft, which cause a reliable sealing of the pump and the high-pressure pump against each other. Furthermore, the intermediate housing replaces the aforementioned pump housing cover in that the intermediate housing has an annular flange which cooperates with the pump housing to replace the pump housing cover.
In Weiterbildung der Erfindung ist in das Pumpengehäuse eine Druckausgleichsleitung eingelassen, die in die Ringausnehmung zwischen benachbarten Dichtringen einmündet. Diese Druckausgleichsleitung ist mit der Umgebung oder aber beispielsweise mit einem Kurbelgehäuseentlüftungssystem der Brennkraftmaschine verbunden und stellt sicher, dass sich in dem Raum zwischen zwei benachbarten Dichtringen kein unzulässig hoher Überdruck oder Unterdruck einstellt. In a further development of the invention, a pressure compensation line is inserted into the pump housing, which opens into the annular recess between adjacent sealing rings. This pressure equalization line is connected to the environment or, for example, to a crankcase ventilation system of the internal combustion engine and ensures that no inadmissibly high overpressure or underpressure occurs in the space between two adjacent sealing rings.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Ölpumpe eine Flügelzellenölpumpe. Eine solche Flügelzellenölpumpe hat sich als besonders geeignet erwiesen, wobei die Ölpumpe aber grundsätzlich auch beispielsweise als Zahnradölpumpe oder sonstige Ölpumpe ausgebildet sein kann. In a further development of the invention, the oil pump is a vane-oil pump. Such a vane oil pump has proved to be particularly suitable, but the oil pump can basically also be configured for example as a gear oil pump or other oil pump.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Nockenwelle beidseits der Hochdruckpumpe, insbesondere in Gleitlagern, gelagert. Einerseits ist die Lagerung der Nockenwelle beidseits der Hochdruckpumpe vorteilhaft, da von der Hochdruckpumpe die höchsten Lagerbelastungen ausgehen. Da beidseits der Hochdruckpumpe somit Lager vorgesehen sind, werden die auftretenden Kräfte ohne unzulässig hohe Belastungen, insbesondere Biegebelastungen, in die Nockenwelle eingeleitet. Andererseits sind die Lager für die so gelagerte Nockenwelle auf die auftretenden Belastungen der Hochdruckpumpe ausgelegt und ohne weiteres in der Lage, die zusätzliche Belastung, die beispielsweise von einer Ölpumpe herrührt, ohne eine Verstärkung aufzunehmen. Insofern ist die so ausgebildete Lagerung besonders effektiv. In a further development of the invention, the camshaft is mounted on both sides of the high-pressure pump, in particular in plain bearings. On the one hand, the bearing of the camshaft on both sides of the high-pressure pump is advantageous, since the highest bearing loads emanate from the high-pressure pump. Since bearings are provided on both sides of the high-pressure pump, the forces occurring are introduced into the camshaft without unduly high loads, in particular bending loads. On the other hand, the bearings are designed for the so-mounted camshaft on the loads occurring in the high-pressure pump and readily able to absorb the additional burden, for example, from an oil pump, without gain. In this respect, the storage thus formed is particularly effective.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist die Brennkraftmaschine eine Standardschnittstelle zum Anbau der Hochdruckpumpe und/oder der weiteren Pumpe auf. Damit ist die erfindungsgemäß ausgebildete und um zumindest eine zusätzliche Pumpe erweiterte Hochdruckpumpe problemlos an eine Brennkraftmaschine anbaubar, an der bisher nur eine spezielle Common-Rail-Hochdruckpumpe angebaut werden konnte. Dabei weist die Standardschnittstelle insbesondere einen vorgegebenen Flanschdurchmesser auf, der in eine entsprechende Öffnung, insbesondere des Kurbelgehäuses, der Brennkraftmaschine eingesetzt ist. Die Nockenwelle weist vorzugsweise einen endseitigen Standardkonus auf, auf den ein Antriebszahnrad aufsetzbar und mit der Nockenwelle fest verbindbar ist. Das Antriebszahnrad kämmt bei an die Brennkraftmaschine angebauter Nockenwelle mit einem weiteren Zahnrad des Rädertriebs der Brennkraftmaschine und erzeugt somit beim Betrieb der Brennkraftmaschine die Drehbewegung der Nockenwelle. In an advantageous development of the invention, the internal combustion engine has a standard interface for mounting the high-pressure pump and / or the further pump. Thus, the inventively designed and extended by at least one additional pump high-pressure pump can be easily attached to an internal combustion engine to which previously only a special common-rail high-pressure pump could be grown. In this case, the standard interface in particular has a predetermined flange diameter, which is inserted into a corresponding opening, in particular of the crankcase, of the internal combustion engine. The camshaft preferably has an end-side standard cone, on which a drive gear can be placed and firmly connected to the camshaft. The drive gear meshes with the camshaft mounted on the internal combustion engine with another gear of the gear drive of the internal combustion engine and thus generates the rotational movement of the camshaft during operation of the internal combustion engine.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Ölpumpe benachbart zu der Brennkraftmaschine angeordnet. Damit ist die Ölpumpe beim Anbau der Hochdruckpumpe direkt benachbart zu dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine und dementsprechend kann eine Ölversorgung und Weiterführung von gefördertem Öl direkt durch das Kurbelgehäuse erfolgen. Weiterhin braucht die Nockenwelle gegenüber dem Kurbelgehäuse nicht öldicht abgedichtet werden, da aus dem Kurbelgehäuse durch die entsprechende Öffnung in das Ölpumpengehäuse eintretende Schmieröl der Brennkraftmaschine nur an die das Schmieröl fördernde Ölpumpe gelangt. In a further development of the invention, the oil pump is arranged adjacent to the internal combustion engine. Thus, the oil pump when attaching the high-pressure pump is directly adjacent to the crankcase of the engine and accordingly, an oil supply and continuation of promoted oil can be done directly through the crankcase. Furthermore, the camshaft need not be sealed oil-tight relative to the crankcase, since from the crankcase through the corresponding opening in the oil pump housing entering lubricating oil of the engine only passes to the lubricating oil-promoting oil pump.
Alternativ ist es aber auch möglich die Hochdruckpumpe benachbart zu der Brennkraftmaschine anzuordnen, wenn dies beispielsweise aus einbautechnischen Gegebenheiten sinnvoll oder notwendig ist. In diesem Fall muss dann aber die Nockenwelle zusätzlich im Bereich der Standardschnittstelle zwischen dem Kurbelgehäuse und dem Pumpengehäuse durch zumindest einen weiteren Dichtring abgedichtet sein. Alternatively, it is also possible to arrange the high pressure pump adjacent to the internal combustion engine, if this is useful or necessary, for example, from technical installation conditions. In this case, however, the camshaft then additionally has to be sealed off in the area of the standard interface between the crankcase and the pump housing by at least one further sealing ring.
In Weiterbildung der Erfindung ist in das Zwischengehäuse zumindest eine Ölleitung eingelassen. Dabei kann die entsprechende Ölleitung vorzugsweise als Kanal ausgebildet sein, der in das Zwischengehäuse, das beispielsweise wie auch das Pumpengehäuse und das Ölpumpengehäuse aus Aluminium gefertigt sein kann, eingegossen oder eingebohrt wird. In das Zwischengehäuse eingelassenen Ölleitungen ermöglichen den Verzicht auf externe Leitungen, die in geeigneter Weise mit dem Pumpengehäuse bzw. dem Gehäuse der jeweiligen Pumpe, also beispielsweise dem Ölpumpengehäuse, verbunden werden müssen und ggf. auch noch fixiert werden müssen. In a further development of the invention, at least one oil line is embedded in the intermediate housing. In this case, the corresponding oil line may preferably be formed as a channel which is cast in the intermediate housing, which may be made of aluminum, for example, as well as the pump housing and the oil pump housing is drilled. In the intermediate housing recessed oil lines allow the waiver of external lines that must be connected in a suitable manner with the pump housing or the housing of the respective pump, so for example the oil pump housing, and possibly also still need to be fixed.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist. Further advantageous embodiments of the invention are described in the drawings, in which an embodiment shown in the figures is described in more detail.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Es zeigen:Show it:
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
An das Ölpumpengehäuse
In dem Zwischengehäuse
Das Pumpengehäuse
In das Pumpengehäuse
Das Pumpengehäuse
Der Rollenstößel
Zwischen der Kraftstoffhochdruckpumpe
Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102008008259 A1 [0003] DE 102008008259 A1 [0003]
- DE 102010063363 A1 [0004] DE 102010063363 A1 [0004]
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