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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere eines Common-Rail-Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen von einem Pumpenzylinderkopf abgedeckten Pumpenzylinder, in dem ein Pumpenplunger translatorisch auf und ab bewegbar ist, wobei in dem Pumpenzylinder ein von dem Pumpenzylinderkopf und dem Pumpenplunger begrenzter Pumpenarbeitsraum gebildet ist, der über ein Einlassventil mit einer Kraftstoffzuführleitung und über ein Auslassventil mit einer Hochdruckleitung verbunden ist.
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Stand der Technik
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Eine derartige Kraftstoffhochdruckpumpe ist aus der
DE 10 2011 017 786 A1 bekannt. Diese Kraftstoffhochdruckpumpe ist Teil eines Common-Rail-Einspritzsystems und fördert aus einem Kraftstoffniederdrucksystem zugeführten Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher (Rail), aus dem der dort unter hohem Druck gespeicherte Kraftstoff von Einspritzinjektoren zur Einspritzung in zugeordnete Brennräume einer Brennkraftmaschine, an der die Kraftstoffhochdruckpumpe verbaut ist, entnommen wird. An der Kraftstoffhochdruckpumpe sind Maßnahmen zur Reduzierung des von der Kraftstoffhochdruckpumpe verursachten Geräuschs verwirklicht. Diese Maßnahmen sind konstruktiv sehr aufwendig umgesetzt, indem die Pumpe eine erste Kammer und eine erste Solenoidspule aufweisen, um eine Bewegung eines ersten Ventilbauteils zu steuern. Eine zweite Kammer kann ein zweites Ventilbauteil aufweisen, um eine Fluidbewegung in eine dritte Kammer zu steuern. Ein erster Fluiddurchgangsweg kann die erste Kammer und die zweite Kammer miteinander verbinden, ein zweiter Durchgangsweg kann die zweite und die dritte Kammer miteinander verbinden und ein dritter Durchgangsweg kann die dritte Kammer und die vierte Kammer miteinander verbinden. Nach einem Druckbeaufschlagen der dritten Kammer, wodurch bewirkt wird, dass das Fluid in eine vierte Kammer strömt und aus dieser austritt, wird ein Druck in der dritten Kammer aufgrund einer nach unten gerichteten Bewegung des Pumpenplungers herabgesetzt. Während der Druckherabsetzung mit einer energiebeaufschlagten Solenoidspule wird das zweite Ventilbauteil gegen einen Ventilsitz bewegt. Während das zweite Ventilbauteil gegen den Ventilsitz bewegt wird, wird die Solenoidspule entregt, wodurch bewirkt wird, dass das erste Ventilbauteil bewegt wird und an das zweite Ventilbauteil anstößt, wenn das zweite Ventilbauteil mit einer maximalen Geschwindigkeit bewegt wird. Diese Maßnahmen und Verfahrensschritte zum Betrieb der Kraftstoffhochdruckpumpe sollen das von der Kraftstoffhochdruckpumpe hervorgerufene Geräusch reduzierten. Die Maßnahmen sind bauaufwendig, störanfällig und teuer umzusetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffhochdruckpumpe bereitzustellen, die hinsichtlich ihrer Geräuschemissionen bei geringem Aufwand und niedrigen Kosten ohne nachteiligen Einfluss auf die Funktion der Kraftstoffhochdruckpumpe verbessert 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 Kraftstoffhochdruckpumpe zumindest in Teilbereichen von einer Geräuschdämpfungsabdeckung umgeben ist. Eine solche Geräuschdämpfungsabdeckung übt keinen Einfluss auf die Funktion der Kraftstoffhochdruckpumpe aus und ist mit geringem Aufwand und geringen Kosten umsetzbar. Hierbei ist die Geräuschdämpfungsabdeckung so ausgebildet, dass sie insbesondere die Hochdruckeinheit der Kraftstoffhochdruckpumpe umgibt. Dabei übt die Geräuschdämpfungsabdeckung neben der Funktion der Geräuschdämpfung auch die Funktion eines Spritzwasserschutzes und einer optischen Aufwertung zumindest der Hochdruckeinheit aus. Hierbei bietet sich darüber hinaus auch die Möglichkeit, die Geräuschdämpfungsabdeckung nur an solchen Kraftstoffhochdruckpumpen zu verbauen, die aufgrund ihres Einsatzes mit geräuschdämpfenden Maßnahmen versehen sein sollen. Die Geräuschdämpfungsabdeckung ist bevorzugt als eine Abdeckkappe ausgebildet. Eine solche Abdeckkappe ist bevorzugt ein einteiliges gegebenenfalls aus verschiedenen Komponenten zusammengesetztes Bauteil, das an der Kraftstoffhochdruckpumpe, insbesondere der Hochdruckeinheit der Kraftstoffhochdruckpumpe, angebracht ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umgibt die Geräuschdämpfungsabdeckung den Pumpenzylinderkopf und zumindest einen Teilbereich des Pumpenzylinders der Kraftstoffhochdruckpumpe. An diesen Bauteilen werden durch die Pumpbewegung der Kraftstoffhochdruckpumpe zusammen mit der Steuerung der Zuführung von Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum und der Weiterführung in die Hochdruckleitung die zu dämpfenden Geräusche erzeugt. Hierbei sind diese Geräusche bei Kraftstoffhochdruckpumpen, die schnellschaltende, elektrische Schaltventile als Einlassventil im Pumpenzylinderkopf zur Mengenzumessung des Kraftstoffs in den Pumpenarbeitsraum nutzen, deutlich ausgeprägter als bei Kraftstoffhochdruckpumpen, die elektromagnetische Schieberventile nutzen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Geräuschdämpfungsabdeckung an der Kraftstoffhochdruckpumpe festgeklemmt, festgeclipst, festgeschraubt und/oder festgeklebt. Hierbei wird eine Befestigung, die ausdrücklich auch unterschiedliche Befestigungsarten miteinander kombinieren kann, nach den jeweiligen Gegebenheiten ausgewählt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Geräuschdämpfungsabdeckung einen inneren mit der Kraftstoffhochdruckpumpe verbindbaren Grundkörper auf, an dem eine äußere Geräuschdämpfungsstruktur angebracht ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht es für Einsatzzwecke, an denen keine ausgeprägte Geräuschdämpfung an der Kraftstoffhochdruckpumpe verwirklicht werden soll oder muss, nur einen Grundkörper, der beispielsweise eine Spritzwasserschutzfunktion bietet, an der Kraftstoffhochdruckpumpe anzubringen. Auf diesen Grundkörper kann für die Herstellung der Geräuschdämpfungsabdeckung zurückgegriffen werden, indem der Grundkörper mit einer äußeren Geräuschdämpfungsstruktur versehen wird. Dabei sind die Platzverhältnisse an bekannten Kraftstoffhochdruckpumpen so, dass eine Geräuschdämpfungsabdeckung ohne platzmäßige Probleme an einer Kraftstoffhochdruckpumpe angebaut werden kann.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Geräuschdämpfungsstruktur von einem Mantel umgeben, der wiederum in vorteilhafter Weiterbildung mit dem Grundkörper zumindest abschnittsweise verbunden ist. Dieser Mantel, der beispielsweise aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigt ist, weist unter Anderem eine Abdeckfunktion der gegebenenfalls aus einem leicht verformbaren Werkstoff hergestellten Geräuschdämpfungsstruktur auf.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Geräuschdämpfungsstruktur ein Kunststoffschaum, ein Metallschaum und/oder ein Kunststoff. Selbstverständlich sind auch Kombinationen von verschiedenen Werkstoffen möglich. Ein solcher Schaum kann beispielsweise an den Grundkörper angespritzt werden. Bei einer Ausgestaltung der Geräuschdämpfungsabdeckung mit einem Grundkörper und einem Mantel kann der Schaum in die vorgefertigte Struktur bestehend aus dem Grundkörper und dem Mantel eingespritzt werden. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Geräuschdämpfungsabdeckung immer die gleiche äußere Ausgestaltung aufweist.
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In Weiterbildung der Erfindung ist die Geräuschdämpfungsstruktur mit dem Grundkörper verklebt. Hierbei wird die Geräuschdämpfungsstruktur vorzugsweise in einem separaten Fertigungsschritt hergestellt und dann mit dem Grundkörper verklebt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Mantel mit dem Grundkörper verklebt, verschweißt oder verschraubt. Gegebenenfalls kommt auch eine einteilige Herstellungsweise beispielsweise aus einem gespritzten Kunststoffteil in Frage. Eine Verklebung oder Verschraubung der Teile kommt insbesondere in Frage, wenn diese aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden. Eine Verschweißung der Teile kommt insbesondere in Frage, wenn diese aus einem metallischen oder auch einem Kunststoffwerkstoff gefertigt sind.
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Zusammenfassend werden mit der erfindungsgemäßen Geräuschdämpfungsabdeckung die folgenden Vorteile erzielt:
- – Die Schaltgeräusche des Einlassventils werden gedämmt, die Geräuschemission durch Körperschall und/oder Luftschall wird reduziert,
- – die Geräuschquelle bzw. Schallquelle wird direkt vom geräuschdämmenden Material umschlossen,
- – es kann alternativ ein Grundkörper oder ein zu der Geräuschdämpfungsabdeckung umgebauter Grundkörper mit einer Geräuschdämpfungsstruktur verbaut werden,
- – bei Anwendungen mit einem elektrischen Schaltventil als Einlassventil kann die umspritzte Ventileinheit selbst von einer Geräuschdämpfungabdeckung umschlossen sein, so dass nur die elektrische Kontaktierung herausragt,
- – durch die lokale Ummantelung ist der Materialaufwand bezüglich einer Geräuschdämmung gering,
- – durch die lokale Abkapselung kann die Geräuschdämpfung speziell auf die in der Kraftstoffhochdruckpumpe beziehungsweise durch das elektrische Schaltventil verursachten, charakteristischen Lärmfrequenzen hin optimiert und ausgewählt werden. (So müssen im Motorraum und Fahrzeugraum vorhandene Geräuschdämpfungen ein größeres Frequenzspektrum abdecken, vor allem auch tiefere „Brumfrequenzen“ der Brennkraftmaschine, während höherfrequente Anregungen eher weniger gedämmt werden),
- – die Geräuschdämpfungsabdeckung kann je nach Einsatz der Brennkraftmaschine von dem Endkunden montiert werden,
- – es bestehen keine oder nur geringe Mehranforderungen an den Bauraum im Motorraum und
- – die Geräuschdämpfungsabdeckung kann aus Metall, aus Kunststoff oder einer Kunststoff-Metall-Hybridlösung ausgebildet sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung 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 einen Schnitt durch einen Teil einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die von einer Geräuschdämpfungsabdeckung umgeben ist und
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2 einen Schnitt durch einen Teil einer Kraftstoffhochdruckpumpe, die von einer Geräuschdämpfungsabdeckung in einer zweiten Ausführungsform umgeben ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt einen Schnitt durch den im Wesentlichen pumpenzylinderkopfseitigen Bereich einer bekannten Kraftstoffhochdruckpumpe mit der von einem Niederdrucksystem zugeführter Kraftstoff über eine Hochdruckleitung in einen Hochdruckspeicher (Rail) gefördert wird. Das Niederdrucksystem weist eine Niederdruckpumpe auf, von der in einem Tank bevorrateter Kraftstoff durch zumindest einen Kraftstofffilter der Kraftstoffhochdruckpumpe zugeführt wird.
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Aus dem Hochdruckspeicher wird der dort unter hohem Druck gespeicherte Kraftstoff zur Einspritzung in Brennräume einer Brennkraftmaschine von Kraftstoffinjektoren entnommen. Das so ausgebildete Kraftstoffeinspritzsystem ist ein Common-Rail-Einspritzsystem und kann vorzugsweise mit Dieselkraftstoff, aber auch gegebenenfalls mit Benzin, betrieben werden.
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Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist einen Pumpenzylinder 1 auf, der vorzugsweise einstückig mit einem Pumpenzylinderkopf 2 gefertigt ist. In den Pumpenzylinder 1 ist eine Bohrung für einen Pumpenplunger 3 eingelassen, wobei der Pumpenplunger 3 über einen nicht dargestellten Rollenstößel mit einem Nocken einer Nockenwelle zusammenwirkt. Bei einer Drehbewegung der Nockenwelle wird der Pumpenplunger über den Rollenstößel translatorisch auf und ab bewegt. Damit der Rollenstößel mitsamt dem Pumpenplunger 3 immer in Kontakt mit der Lauffläche des Nockens beziehungsweise der Nockenwelle steht, ist eine Pumpenfeder 4 vorgesehen, die sich an einem Absatz in dem Pumpenzylinder 1 und einer Haltescheibe abstützt, wobei die Haltescheibe sich auf einem Pumpenplungerfuss des Pumpenplungers diesen auf dem Rollenstößel drückend abstützt.
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In dem Pumpenzylinder 1 ist ein von dem Pumpenzylinderkopf 2 und dem Pumpenplunger 3 begrenzter Pumpenarbeitsraum 5 gebildet, in den Kraftstoff über ein beispielsweise als elektrisches Schaltventil ausgebildetes Einlassventil 6 eingebracht wird. Ein Ventilkörper 7 des Einlassventils 6 ist mit einer nicht dargestellten Kraftstoffzuführleitung verbunden, die mit dem Niederdrucksystem des Kraftstoffeinspritzsystems verbunden ist. Der Pumpenarbeitsraum 5 weist weiterhin einen Hochdruckauslass 8 auf, in den ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil 9 eingebaut ist. Der Hochdruckauslass 8 mit dem eingesetzten Auslassventil 9 ist mit einer nicht dargestellten Hochdruckleitung verbunden, die zu dem Hochdruckspeicher geführt ist.
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Auf dem Pumpenzylinderkopf 2 ist eine weiterhin auch zumindest einen Teilbereich des Pumpenzylinders 1 umgebende Geräuschdämpfungsabdeckung 10 aufgesetzt und beispielsweise mit Klemmvorrichtungen 11 an dem Pumpenzylinder 1 und dem Pumpenzylinderkopf 2 befestigt. Die Geräuschdämpfungsabdeckung 10 weist einen Grundkörper 12 auf, der von einer Geräuschdämpfungsstruktur 13 umgeben ist. Der Grundkörper 12 ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder auch aus Blech hergestellt, während die Geräuschdämpfungsstruktur beispielsweise aus einem Kunststoffschaum oder einem Metallschaum gefertigt ist. An dem Grundkörper 12 sind weiterhin die Klemmvorrichtungen 11 befestigt, beispielsweise bei einer Herstellung aus Kunststoffmaterial angespritzt. Die Geräuschdämpfungsstruktur 13 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise als eigenständiges Bauteil gebildet und mit dem Grundkörper 12 verklebt. Bei keinen Anforderungen an eine Geräuschdämpfung kann der Grundkörper 12 dieser Ausführungsform auch ohne die Geräuschdämpfungsstruktur 13 an der Kraftstoffhochdruckpumpe montiert werden, um beispielsweise eine Spritzwasserschutzfunktion auszuüben. Die Geräuschdämpfungsstruktur 13 reicht vorzugsweise hinunter bis in den Bereich des Pumpenplungerfusses, in jedem Fall aber soweit hinunter, dass die geräuschabstrahlenden Bereiche der Kraftstoffhochdruckpumpe, also insbesondere deren Hochdruckeinheit, umgeben beziehungsweise zumindest weitgehend abgedeckt sind. Im Bereich des Hochdruckauslasses 8 kann ein Durchgang in die Geräuschdämpfungsabdeckung 10 eingelassen sein, der so ausgebildet ist, dass die Hochdruckleitung problemlos mit dem Hochdruckauslass 8 beispielsweise verschraubbar ist. Weiterhin sind zumindest ein Durchgang für die mit dem Einlassventil 6 verbundene Niederdruckleitung vorgesehen, durch die beispielsweise auch ein elektrisches Anschlusskabel zur Ansteuerung des Einlassventils 6 hindurch gesteckt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist mit dem Grundkörper 12 im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 ein Mantel 14 verbunden, und in den Zwischenraum zwischen dem Grundkörper 12 und dem Mantel 14 ist die Geräuschdämpfungsstruktur 13 eingebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Geräuschdämpfungsstruktur 13 vorzugsweise in den zwischen den Grundkörper 12 und dem Mantel 14 gebildeten Raum beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnungen in dem Mantel 14 eingespritzt. Der Mantel 14 kann bei dieser Ausführungsform auch nur in Teilbereichen, beispielsweise im Bereich des Pumpenzylinderkopfs 2 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011017786 A1 [0002]
