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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, die über ein Getriebe mit einer Ölpumpenwelle zusammenwirkt, die den Antrieb einer in dem Kurbelgehäuse angeordneten Ölpumpe bildet, und wobei eine den Antrieb einer Kraftstoffpumpe bildende Kraftstoffpumpenwelle über das Getriebe mit der Kurbelwelle zusammenwirkt.
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Stand der Technik
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Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der
DE 10 2008 052 434 A1 bekannt. Diese Brennkraftmaschine weist ein Getriebe in Form eines Stirnradgetriebes auf, das eine Vielzahl von Zahnrädern und Zwischenrädern aufweist. Dabei weist die Brennkraftmaschine ferner eine Ölpumpe auf, die über ein Ölpumpenzwischenrad von der Kurbelwelle angetrieben ist. Die Ölpumpe ist unterhalb der Kurbelwelle angeordnet. Weiterhin ist an der Brennkraftmaschine eine Kraftstoffpumpe angebaut, die eine Kraftstoffpumpenwelle aufweist, die über mehrere Zwischenräder ebenfalls von der Kurbelwelle angetrieben ist. Die Kraftstoffpumpe ist im Bereich oberhalb der Kurbelwelle nahe einer Schnittstelle zu einem Zylinderkopf angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei der der Ölpumpenantrieb für weitere Antriebszwecke nutzbar ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kraftstoffpumpenwelle mit der Ölpumpenwelle drehverbunden ist. Dadurch wird ein eigener Antrieb für die Kraftstoffpumpenwelle eingespart. Dieser eigene Antrieb umfasst zumindest ein entsprechendes Antriebsrad, das in geeigneter Weise mit dem Getriebe, welches in der Regel ein Stirnradgetriebe ist, der Brennkraftmaschine zusammenwirkt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Kraftstoffpumpenwelle über eine Kupplung mit der Ölpumpenwelle drehverbunden. Diese Kupplung kann als Steckkupplung ausgebildet sein, wobei dann die Kraftstoffpumpenwelle in Verlängerung der Ölpumpenwelle angeordnet ist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Kraftstoffpumpe außerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet. Dabei ist dann entweder die Kraftstoffpumpenwelle oder die Ölpumpenwelle in geeigneter Weise aus dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine herausgeführt. Für den Fall, dass die Kraftstoffpumpe kraftstoffgeschmiert ist, ist die durch das Kurbelgehäuse durchgeführte Welle in geeigneter Weise, beispielsweise mittels eines Radialdichtringes, gegenüber dem Kurbelgehäuse abgedichtet. Für den Fall, dass die Kraftstoffpumpe ölgeschmiert ist, braucht keine besondere Abdichtung vorgesehen werden, wenn das Schmieröl der Brennkraftmaschine auch zur Schmierung der Kraftstoffpumpe herangezogen wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kraftstoffpumpe eine Kraftstoffhochdruckpumpe. Eine solche Kraftstoffhochdruckpumpe wird beispielsweise bei einem Common-Rail-Einspritzsystem verbaut, wobei dann die Kraftstoffhochdruckpumpe Kraftstoff über eine Hochdruckleitung in einen Hochdruckspeicher fördert, aus dem der Kraftstoff von Kraftstoff-Injektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine entnommen wird. Ein solches Common-Rail-Einspritzsystem wird normalerweise mit Dieselkraftstoff betrieben. Bei einer solchen Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Common-Rail-Einspritzsystem ist der Anbauort der Kraftstoffhochdruckpumpe eher nebensächlich, so dass die Kraftstoffhochdruckpumpe auch problemlos im Bereich unterhalb der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, beispielsweise im Bereich des Übergangs zu einer Ölwanne der Brennkraftmaschine angeordnet sein kann.
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In Weiterbildung der Erfindung weist die Kraftstoffpumpe ein Kraftstoffpumpengehäuse, insbesondere ein Scheibengehäuse auf. Ein solches Scheibengehäuse ist einfach zu fertigen und kann problemlos an der Brennkraftmaschine, beispielsweise dem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine, befestigt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist an das Kraftstoffpumpengehäuse ein weiteres Pumpengehäuse angebunden. Auch dieses weitere Pumpengehäuse kann bevorzugt als Scheibenpumpengehäuse ausgebildet sein. Dabei kann das Scheibenpumpengehäuse grundsätzlich ähnlich dem Scheibengehäuse für die Kraftstoffpumpe ausgebildet sein, wobei dann diese Gehäuse problemlos miteinander und mit der Brennkraftmaschine verbunden, beispielsweise verschraubt, werden können. Es ist aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, das Scheibenpumpengehäuse einstückig mit dem Scheibengehäuse für die Kraftstoffpumpe auszubilden. Das weitere Pumpengehäuse dient zur Aufnahme beispielsweise einer Vakuumpumpe, einer Wasserpumpe oder einer Hydraulikpumpe. Es ist aber auch möglich mehrere verschiedene Pumpen in das weitere Pumpengehäuse kombiniert einzubauen oder aber auch mehrere weitere Pumpengehäuse für jeweils eine eigenständige Pumpe vorzusehen.
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Auch ist es möglich, an dem weiteren Pumpengehäuse ein weiteres Hilfsmittel, das für den Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlich ist, anzubauen. Dieses weitere Hilfsmittel kann beispielsweise eine elektrisch betriebene Zahnradpumpe sein, die als Kraftstoffniederdruckpumpe zur Zuführung von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe einsetzbar ist. Diese elektrische Zahnradpumpe kann an dem weiteren Pumpengehäuse direkt oder aber an einem das weitere Pumpengehäuse abschließenden Deckel angebaut sein.
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Da die Kraftstoffhochdruckpumpe im Betrieb das höchste Drehmoment aufnimmt, ist die Kraftstoffhochdruckpumpe vorzugsweise direkt benachbart zu der Ölpumpe angeordnet. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, benachbart zu der Ölpumpe eine weitere Pumpe anzuordnen und erst daran anschließend die Kraftstoffhochdruckpumpe anzuordnen. Die Kraftstoffpumpenwelle weist weiterhin einen Nocken, der als Einfachnocken oder als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann, auf, der mit einem Rollenstößel der Kraftstoffhochdruckpumpe zusammenwirkt. Beidseits des Nockens ist die Kraftstoffpumpenwelle in dem Kraftstoffpumpengehäuse gelagert, so dass die Biegebelastungen der Kraftstoffpumpenwelle gering sind. Die Kraftstoffpumpenwelle kann im Übrigen auch einstückig mit der Ölpumpenwelle und/oder einer Welle für die weitere Pumpe ausgebildet sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform, bei der eine Kraftstoffpumpe benachbart zu einer Ölpumpe angeordnet ist, die gemeinsam von einer Brennkraftmaschine angetrieben sind,
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2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei der eine Vakuumpumpe benachbart zu einer Ölpumpe angeordnet ist und eine Kraftstoffpumpe benachbart zu der Vakuumpumpe angeordnet ist, und
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3 eine Schnittdarstellung einer Kraftstoffpumpe und einer Vakuumpumpe, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel angeordnet sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt einen interessierenden Teilbereich einer Brennkraftmaschine, wobei der interessierende Teilbereich im Ausführungsbeispiel ein Kurbelgehäuse 1 (oder eine Ölwanne) der Brennkraftmaschine ist. Die Brennkraftmaschine weist eine nicht dargestellte Kurbelwelle auf, an der eine Anzahl von Pleueln, die jeweils einen Kolben tragen, angelenkt sind. Weiterhin treibt die Kurbelwelle über ein Getriebe, das insbesondere ein Stirnradgetriebe ist, eine Ölpumpenwelle 2 an. Die Ölpumpenwelle 2 ist mit einer Ölpumpe 3 verbunden, bzw. die Ölpumpenwelle 2 ist ein Teil der Ölpumpe 3. Die Ölpumpe 3 fördert Schmieröl, das beispielsweise aus einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine angesaugt wird, in eine oder mehrere Druckleitungen, die das Öl zu dem Schmierstellen und ggf. Kühlstellen der Brennkraftmaschine leiten.
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Die Ölpumpenwelle 2 ist auf der Antriebsseite oder der antriebsfernen Seite der Ölpumpe 3 aus dem Kurbelgehäuse 1 der Brennkraftmaschine herausgeführt und mit einer Kraftstoffpumpenwelle 4 drehverbunden. Die Verbindung kann über eine Kupplung 5, beispielsweise eine Steckkupplung, hergestellt sein.
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Alternativ ist es aber im Rahmen der Erfindung auch vorgesehen, das die Kraftstoffpumpenwelle 4 einstückig mit der Ölpumpenwelle 2 ausgebildet ist. Die Kraftstoffpumpenwelle 4 ist in einem Kraftstoffpumpengehäuse 6, das insbesondere als Scheibengehäuse ausgebildet ist, gelagert. An dem Kraftstoffpumpengehäuse 6 ist eine Kraftstoffhochdruckpumpe 7, die insbesondere als Steckpumpe ausgebildet ist, befestigt und wirkt mit der Kraftstoffpumpenwelle 4, wie nachfolgend noch erläutert wird, zusammen. An dem Kraftstoffpumpengehäuse 6 ist weiterhin ein weiteres Pumpengehäuse 8 befestigt, dass beispielsweise eine Vakuumpumpe aufnimmt. An dem weiteren Pumpengehäuse 8 oder an einem Deckel des weiteren Pumpengehäuses 8 kann ein weiteres Hilfsaggregat, beispielsweise eine elektrische Zahnradpumpe 10, angebracht sein. Die elektrische Zahnradpumpe 10 ist als Niederdruckpumpe für Kraftstoff ausgelegt, die die Kraftstoffhochdruckpumpe 7 mit Kraftstoff versorgt.
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Das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich durch eine andere Anordnung des weiteren Pumpengehäuses 8 und des Kraftstoffpumpengehäuses 6 an der Brennkraftmaschine 1. Hier ist benachbart zu der Ölpumpe 3 das weitere Pumpengehäuse 8 und daran anschließend das Kraftstoffpumpengehäuse 6 an der Brennkraftmaschine montiert.
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Die Schnittdarstellung gemäß 3 zeigt den interessierenden Bereich der Brennkraftmaschine 1 mit der Ölpumpenwelle 2. Die Ölpumpenwelle 2 ist über eine erste Kupplung 5 mit der Kraftstoffpumpenwelle 4 drehverbunden. Die Kupplung 5 ist in dem Ausführungsbeispiel als Steckkupplung ausgebildet und innerhalb der Brennkraftmaschine, beispielsweise innerhalb des Kurbelgehäuses 1 angeordnet.
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Die Kraftstoffpumpenwelle 4 weist einen Nocken 11 auf, der als Einfachnocken oder als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Beidseits des Nockens 11 ist die Kraftstoffpumpenwelle 4 in dem Kraftstoffpumpengehäuse 6, das als Scheibengehäuse ausgebildet ist, in Lagern 12a, 12b gelagert. Die Lager 12a, 12b sind beispielsweise als Gleitlager ausgebildet.
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An dem Kraftstoffpumpengehäuse 6 ist die Kraftstoffhochdruckpumpe 7, die beispielsweise als Steckpumpe ausgebildet ist, mit einem Zylinderkopf 13 befestigt. Der Zylinderkopf 13 ist einstückig mit einem Zylinder 14 ausgebildet, in dem ein Pumpenplunger 15 auf und ab bewegbar ist. Der Pumpenplunger 15 wirkt über einen Rollenstößel 16 mit dem Nocken 11 der Kraftstoffpumpenwelle 4 zusammen, wobei der Rollenstößel 16 die Drehbewegung der Kraftstoffpumpenwelle 4 in die translatorische Auf- und Abbewegung des Pumpenplungers 15 umsetzt. Der Rollenstößel 16 und der Pumpenplunger 15 werden von einer Feder 17 gegen den Nocken 11 der Kraftstoffpumpenwelle 4 gedrückt.
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Der Pumpenplunger 15 wirkt mit einem Pumpenarbeitsraum 18 zusammen, in dem beispielsweise über eine Zumesseinheit Kraftstoff eingeführt wird. Bei einem Verdichtungshub des Pumpenplungers 15 wird der in dem Pumpenarbeitsraum 18 befindliche Kraftstoff über ein Rückschlagventil und eine Hochdruckleitung in einen Hochdruckspeicher gefördert. Aus diesem Hochdruckspeicher wird gespeicherter Kraftstoff von Injektoren gezielt zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine entnommen.
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Neben dem Kraftstoffpumpengehäuse 6 ist das weitere Pumpengehäuse 8 angeordnet und befestigt, wobei das weitere Pumpengehäuse 8 eine Vakuumpumpe aufnimmt. Eine Vakuumpumpe wird beispielsweise für ein Bremssystem eines Fahrzeugs, in dem die erfindungsgemäß ausgestaltete Brennkraftmaschine eingebaut ist, benötigt. Die Vakuumpumpe ist als Flügelzellen-Vakuumpumpe ausgebildet und weist eine Anzahl von Flügeln auf, die in einem scheibenförmigen Körper, der mit einer Vakuumpumpenwelle 19 verbunden ist, beweglich angeordnet sind. Die Vakuumpumpenwelle 19 ist über eine zweite Kupplung 5a mit der Kraftstoffpumpenwelle 4 verbunden, wobei die zweite Kupplung 5a in dem weiteren Pumpengehäuse 8 angeordnet ist. Die Vakuumpumpe weist nicht dargestellte Anschlüsse zum Verbinden mit Leitungen auf. Die Vakuumpumpenwelle 19 ist in dem weiteren Pumpengehäuse 8 gelagert. Für den Fall, dass die Vakuumpumpenwelle 20 einstückig mit der Kraftstoffpumpenwelle 4 ausgebildet ist, kann diese zusätzliche Lagerung entfallen. Das weitere Pumpengehäuse 8 ist von dem Deckel 9 verschlossen und an dem Deckel 9 ist die elektrisch betriebene Zahnradpumpe 10 befestigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008052434 A1 [0002]
