DE102013207693A1 - High pressure pump for a fuel injection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, umfassend ein Gehäuseteil (1) mit wenigstens einer ersten Bohrung (2), die im Betrieb der Hochdruckpumpe von Kraftstoff durchströmt wird, und einer mit der ersten Bohrung (2) verbundenen zweiten Bohrung (3). Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Bohrung (2, 3) über eine Drossel (4) verbunden, die zumindest teilweise in der ersten Bohrung (2) und/oder in der zweiten Bohrung (3) angeordnet oder ausgebildet ist.The invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system, in particular a common rail injection system, comprising a housing part (1) with at least one first bore (2) through which fuel flows during operation of the high pressure pump, and one with the first bore (2 ) connected second hole (3). According to the invention, the first and the second bore (2, 3) are connected via a throttle (4) which is arranged or formed at least partially in the first bore (2) and / or in the second bore (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-Einspritzsystem, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine derartige Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil mit wenigstens einer ersten Bohrung, die im Betrieb der Hochdruckpumpe von Kraftstoff durchströmt wird, und einer mit der ersten Bohrung verbundenen zweiten Bohrung. Die Bohrungen bilden Kraftstoffleitungen aus, welche beispielsweise dem Zulauf oder dem Rücklauf von Kraftstoff dienen können.The invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection system, in particular a common-rail injection system, having the features of the preamble of
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe mit wenigstens einer Drossel bereitzustellen, bei welcher die Gefahr eines unbemerkten Verstopfens deutlich gemindert ist, so dass eine ordnungsgemäße Funktion der Drossel möglichst über die Lebensdauer der Pumpe gesichert ist. Zugleich soll die angegebene Hochdruckpumpe einfach und kostengünstig herstellbar sein.The present invention is therefore based on the object to provide a high pressure pump with at least one throttle, in which the risk of unnoticed clogging is significantly reduced, so that a proper function of the throttle is secured as possible over the life of the pump. At the same time, the specified high-pressure pump should be simple and inexpensive to produce.
Zur Lösung der Aufgabe wird die Hochdruckpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.To solve the problem, the high-pressure pump with the features of
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die für ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgeschlagene Hochdruckpumpe umfasst ein Gehäuseteil mit wenigstens einer ersten Bohrung, die im Betrieb der Hochdruckpumpe von Kraftstoff durchströmt wird, und einer mit der ersten Bohrung verbundenen zweiten Bohrung. Erfindungsgemäß sind die erste und die zweite Bohrung über eine Drossel verbunden, die zumindest teilweise in der ersten Bohrung und/oder in der zweiten Bohrung angeordnet oder ausgebildet ist. Vorgeschlagen wird demnach eine Lage der Drossel im Verschneidungsbereich der beiden Bohrungen. Da die erste Bohrung im Betrieb der Hochdruckpumpe Kraftstoff führt, kann über die in der Bohrung vorhandene Kraftstoffströmung ein Mitreißen etwaiger sich an der Drosselöffnung absetzender Partikel bewirkt werden, so dass die Gefahr eines Zusetzens der Drossel deutlich verringert ist. Die Verwendung bauraumintensiver und/oder teurer Filter zum Schutz der Drossel ist somit entbehrlich, so dass die vorgeschlagene Hochdruckpumpe zudem einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner kann durch eine geeignete Ansteuerung einer vorzugsweise als geregelte Elektrokraftstoffpumpe ausgelegten Vorförderpumpe und/oder einer Zumesseinheit eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Bohrung beziehungsweise in den Bohrungen bewirkt werden, so dass eine optimale Reinigungswirkung erzielbar ist. Letzteres setzt voraus, dass die Hochdruckpumpe mit einer Vorförderpumpe und/oder Zumesseinheit verbunden oder eine Vorförderpumpe und/oder Zumesseinheit in die Hochdruckpumpe integriert ist bzw. sind.The high-pressure pump proposed for a fuel injection system comprises a housing part with at least one first bore, through which fuel flows during operation of the high-pressure pump, and a second bore connected to the first bore. According to the invention, the first and the second bores are connected via a throttle, which is arranged or formed at least partially in the first bore and / or in the second bore. Accordingly, a position of the throttle in the intersection of the two holes is proposed. Since the first bore carries fuel during operation of the high-pressure pump, entrainment of any particles deposited on the throttle opening can be effected via the fuel flow present in the bore, so that the risk of clogging of the throttle is markedly reduced. The use of space-consuming and / or expensive filter to protect the throttle is thus unnecessary, so that the proposed high-pressure pump is also easy and inexpensive to produce. Furthermore, an increase in the flow velocities in the bore or in the bores can be effected by suitably activating a prefeed pump, preferably designed as a regulated electric fuel pump, and / or a metering unit, so that an optimum cleaning effect can be achieved. The latter presupposes that the high-pressure pump is connected to a prefeed pump and / or metering unit or a prefeed pump and / or metering unit is or are integrated in the high-pressure pump.
Bevorzugt umschließen die erste und die zweite Bohrung gemeinsam einen Winkel α, wobei α < 180°, vorzugsweise α < 120° und weiterhin vorzugsweise α ≥ 90° ist. Das heißt, dass die beiden Bohrungen nicht parallel geführt sind, so dass ein Verschneiden der beiden Bohrungen möglich ist. Weiterhin bevorzugt zweigt die zweite Bohrung von der ersten Bohrung ab. Die erste Bohrung stellt somit einen Hauptströmungsweg des Kraftstoffs dar, so dass im Betrieb der Hochdruckpumpe eine ausreichende Kraftstoffmenge an der Drossel vorbeigeführt wird, um ein Mitreißen der sich ggf. dort anlagernden Partikel zu bewirken. Der Winkel α ist vorzugsweise derart gewählt, dass die Drossel von vorne angeströmt wird. Dies ist der Fall, wenn der Winkel α > 90° beträgt. Der Winkel α liegt daher vorzugsweise zwischen 180° und 90°.Preferably, the first and the second bore together enclose an angle α, wherein α <180 °, preferably α <120 ° and further preferably α ≥ 90 °. This means that the two holes are not parallel, so that a blending of the two holes is possible. Further preferably, the second bore branches off from the first bore. The first bore thus represents a main flow path of the fuel, so that during operation of the high-pressure pump, a sufficient amount of fuel is guided past the throttle, in order to cause entrainment of the particles possibly accumulating there. The angle α is preferably selected such that the throttle is supplied from the front. This is the case when the angle α> 90 °. The angle α is therefore preferably between 180 ° and 90 °.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die zweite Bohrung zur Ausbildung der Drossel einen Abschnitt mit verringertem Strömungsquerschnitt. Auf diese Weise lässt sich die Drossel besonders einfach realisieren. Dies wiederum wirkt sich günstig auf die Herstellungskosten der Hochdruckpumpe aus.According to a preferred embodiment of the invention, the second bore for forming the throttle has a section with a reduced flow cross-section. In this way, the Very easy to implement throttle. This in turn has a favorable effect on the manufacturing cost of the high-pressure pump.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zweite Bohrung mittelbar über die Drossel in die erste Bohrung mündet. Dies gilt unabhängig davon, ob die Drossel ganz oder teilweise in der zweiten Bohrung angeordnet oder ausgebildet ist.Furthermore, it is proposed that the second bore opens indirectly via the throttle in the first bore. This applies regardless of whether the throttle is completely or partially arranged or formed in the second bore.
Bei vollständiger Anordnung oder Ausbildung der Drossel in der zweiten Bohrung fällt die Mündung der Drossel bzw. der zweiten Bohrung mit der Ebene der Verschneidung der Drossel bzw. der zweiten Bohrung mit der ersten Bohrung zusammen. Das heißt, dass die Mündung der Drossel bzw. der zweiten Bohrung durch die Innenwandfläche der ersten Bohrung begrenzt wird. Der die erste Bohrung durchströmende Kraftstoff wird demzufolge unmittelbar an der Mündung der Drossel bzw. der zweiten Bohrung vorbeigeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass etwaige sich an der Drossel ablagernde Partikel über die Kraftstoffströmung in der ersten Bohrung mitgerissen werden.With complete arrangement or design of the throttle in the second bore, the mouth of the throttle or the second bore coincides with the plane of the intersection of the throttle and the second bore with the first bore. That is, the mouth of the throttle or the second bore is limited by the inner wall surface of the first bore. The fuel flowing through the first bore is therefore passed directly past the mouth of the throttle or the second bore. In this way it is ensured that any particles depositing on the throttle are entrained by the fuel flow in the first bore.
Alternativ kann zumindest ein Abschnitt der Drossel in der ersten Bohrung angeordnet bzw. ausgebildet sein, so dass die Mündung der Drossel bzw. der zweiten Bohrung von der Innenwandfläche weg innerhalb der ersten Bohrung zu liegen kommt. Dadurch kann der vorstehend bereits genannte Effekt, dass etwaige sich an der Drossel anlagernde Partikel über den Kraftstoffstrom der ersten Bohrung mitgerissen werden, noch verstärkt werden. Denn die Mündung wird bei entsprechender Anordnung oder Ausbildung der Drossel optimal umströmt.Alternatively, at least a portion of the throttle may be disposed in the first bore such that the mouth of the throttle or the second bore comes to lie within the first bore away from the inner wall surface. As a result, the above-mentioned effect that any particles attached to the throttle may be entrained by the fuel flow of the first bore can be enhanced. Because the mouth is optimally flowed around with appropriate arrangement or design of the throttle.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass die Drossel zumindest einen Abschnitt besitzt, der sich in den Strömungsquerschnitt der ersten Bohrung hinein erstreckt, um ein optimales Umströmen der Mündung der Drossel zu gewährleisten. Vorzugsweise wird der in die erste Bohrung hineinragende Abschnitt der Drossel durch ein Rohrstück ausgebildet. Das Rohrstück kann auch die gesamte Drossel ausbilden, wenn diese vollständig in der ersten Bohrung angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, it is therefore proposed that the throttle has at least one section which extends into the flow cross-section of the first bore, in order to ensure an optimal flow around the mouth of the throttle. Preferably, the portion of the throttle projecting into the first bore is formed by a piece of pipe. The pipe section can also form the entire throttle, if it is arranged completely in the first bore.
Sowohl die innenwandflächenbündige als auch die sich über die Innenwandfläche hinaus in die erste Bohrung hinein erstreckende Anordnung der Mündung der Drossel ermöglicht eine Positionierung der Drossel quer zur ersten Bohrung und damit quer zur Hauptströmungsrichtung des Kraftstoffs. Mit zunehmender Kraftstoffmenge, welche die erste Bohrung durchströmt, nimmt der Strömungsanteil rechtwinklig zur Drossel zu. Etwaige sich an der Mündung der Drossel anlagernde Partikel werden auf diese Weise über den Kraftstoffstrom weggetragen.Both the inner wall surface flush and extending beyond the inner wall surface out into the first bore into the arrangement of the mouth of the throttle allows positioning of the throttle transversely to the first bore and thus transversely to the main flow direction of the fuel. As the amount of fuel passing through the first bore increases, the flow rate increases at right angles to the throttle. Any particles accumulating at the mouth of the throttle are carried away in this way via the fuel flow.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die erste Bohrung wenigstens zwei Abschnitte, die in einem Winkel β < 180°, vorzugsweise β < 120°, weiterhin vorzugsweise β = 90°, zueinander liegen, so dass eine Innenecke oder Innenkurve ausgebildet wird. Das heißt, dass die erste Bohrung nicht durchgehend gerade verläuft, sondern abschnittsweise auch einen abknickenden oder gekrümmten Verlauf aufweisen kann. In diesem Fall ist die Drossel vorzugsweise stromabwärts der Innenecke oder Innenkurve angeordnet oder ausgebildet. Die Anordnung oder Ausbildung der Drossel erfolgt weiterhin vorzugsweise „innenliegend“, das heißt in Verlängerung der Innenecke oder Innenkurve, so dass über den Kraftstoffstrom mitgeführte Partikel – vorzugsweise in einem weiten Bogen – am Mündungsbereich der Drossel vorbeigeführt werden. Denn bei einem Richtungswechsel der Kraftstoffströmung werden etwaige im Kraftstoff enthaltene Partikel durch die Strömungsverhältnisse nach außen gedrängt. Dadurch wird die Gefahr, dass im Kraftstoff mitgeführte Partikel die Mündung der Drossel zusetzen, weiter verringert.According to a further preferred embodiment of the invention, the first bore has at least two sections which are at an angle β <180 °, preferably β <120 °, further preferably β = 90 ° to each other, so that an inner corner or inner curve is formed. This means that the first bore is not continuous straight, but sections may also have a kinking or curved course. In this case, the throttle is preferably arranged or formed downstream of the inner corner or inner curve. The arrangement or design of the throttle is also preferably "inside", ie in extension of the inner corner or inner curve, so that over the fuel flow entrained particles - are passed - preferably in a wide arc - at the mouth of the throttle. Because with a change in direction of the fuel flow any particles contained in the fuel are forced by the flow conditions to the outside. This further reduces the risk of particles entrained in the fuel clogging the throat of the throttle.
Vorzugsweise ist die erste Bohrung eine Zulaufleitung, die weiterhin vorzugsweise einen Triebwerksraum der Hochdruckpumpe mit einem Pumpenelement oder mit einer dem Pumpenelement vorgeschalteten Zumesseinheit der Hochdruckpumpe verbindet. Der die erste Bohrung durchströmende Kraftstoff entspricht in diesem Fall der Fördermenge der Hochdruckpumpe. Dadurch ist sichergestellt, dass in der ersten Bohrung eine ausreichende Kraftstoffströmung herrscht, welche ein Anlagern von Partikeln an der in die erste Bohrung mündenden Drossel verhindert.Preferably, the first bore is a supply line, which further preferably connects an engine room of the high pressure pump with a pump element or with a metering unit of the high pressure pump upstream of the pump element. The fuel flowing through the first bore corresponds in this case to the flow rate of the high-pressure pump. This ensures that sufficient fuel flow prevails in the first bore, which prevents particles from accumulating on the throttle opening into the first bore.
Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass die zweite Bohrung eine Rücklaufleitung ist. Beispielsweise kann die zweite Bohrung der Rückführung eines Teilkraftstoffstroms dienen, welcher zur Schmierung und/oder Kühlung der Hochdruckpumpe eingesetzt wird. Sofern die zweite Bohrung nicht selbst eine Rücklaufleitung ausbildet, kann die zweite Bohrung auch mit einer Rücklaufleitung verbunden sein.Alternatively or additionally, it is proposed that the second bore is a return line. For example, the second bore may serve to return a partial fuel flow which is used for lubricating and / or cooling the high-pressure pump. If the second bore does not itself form a return line, the second bore may also be connected to a return line.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen:Preferred embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. These show:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings
Die in den
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Wie in der vergrößerten Darstellung der
Das in der
Alternativ zur dargestellten Ausführungsform kann die Drossel
Die Wirkung eines Richtungswechsels der Kraftstoffströmung ist ferner dem Ausführungsbeispiel der
Im Hinblick auf die Ausführungsformen der
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE102010043283A1 (en) | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Low-pressure system for common rail injection system for injecting fuel into combustion chamber of combustion engine, has pressure sensor arranged upstream high pressure pump, and metering unit arranged in low pressure region of pump |
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DE102010043283A1 (en) | 2010-11-03 | 2012-05-03 | Robert Bosch Gmbh | Low-pressure system for common rail injection system for injecting fuel into combustion chamber of combustion engine, has pressure sensor arranged upstream high pressure pump, and metering unit arranged in low pressure region of pump |
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