DE102015220204A1

DE102015220204A1 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: DE102015220204A1
Application number: DE102015220204.6A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Uhlmann; Anselm Koch; Armin Merz; Giuseppe Minosi
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-10-16
Filing date: 2015-10-16
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Hochdruckpumpe (1) zum Fördern eines Fluides, insbesondere von Kraftstoff, z. B. Diesel oder Benzin, umfassend eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), einen Kolben (5) zum Fördern von Kraftstoff, einen Zusatzkolben (14) zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, einen Zylinder (6) zur Lagerung des Kolbens (5), einen Zusatzzylinder (15) zur Lagerung des Zusatzkolbens (14), wobei sich der Kolben (5) und Zusatzkolben (14) mittelbar auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, so dass von dem Kolben (5) und Zusatzkolben (14) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist, wobei das Totraumvolumen des Zusatzkolbens (14) an dem Zusatzzylinder (15) kleiner ist als das Totraumvolumen des Kolbens (5) an dem Zylinder (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, ein hydraulisches Hybridsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 12 und ein Verbrennungsmotorsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.
Stand der Technik
In Hochdruckeinspritzsystemen für Verbrennungsmotoren, insbesondere in Common-Rail-Einspritzsystemen von Diesel- oder Benzinmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Einspritzsystems. Die Hochdruckpumpe kann beispielsweise durch eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors mittels einer Antriebswelle angetrieben werden. Für die Förderung des Kraftstoffs zur Hochdruckpumpe werden Vorförderpumpen, z. B. eine Zahnrad- oder Drehschieberpumpe, verwendet, die der Hochdruckpumpe vorgeschaltet sind. Die Vorförderpumpe fördert den Kraftstoff von einem Kraftstofftank durch eine Kraftstoffleitung zu der Hochdruckpumpe.
Als Hochdruckpumpen werden unter anderem Kolbenpumpen eingesetzt. In einem Gehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Radial dazu sind Kolben in einem Zylinder angeordnet. Auf der Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken liegt eine Laufrolle mit einer Rollen-Rollfläche auf, die in einem Rollenschuh gelagert ist. Der Rollenschuh ist mit dem Kolben verbunden, so dass der Kolben zu einer oszillierenden Translationsbewegung gezwungen ist. Eine Feder bringt auf den Rollenschuh eine radial zu der Antriebswelle gerichtet Kraft auf, so dass die Laufrolle in ständigen Kontakt zu der Antriebswelle steht. Die Laufrolle steht mit der Rollen-Rollfläche an einer Wellen-Rollfläche als Oberfläche der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken in Kontakt mit der Antriebswelle. Die Laufrolle ist mittels eines Gleitlagers in dem Rollenschuh gelagert.
Kraftfahrzeuge mit einem hydraulischen Hybridsystem weisen einen hydraulischen Motor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, eine hydraulische Pumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und einen Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie auf. Mit dem hydraulischen Hybridsystem kann mechanische Energie, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor oder in einem Rekuperationsbetrieb die kinetische Energie des Kraftfahrzeuges, genutzt werden, um den Druck an Hydraulikflüssigkeit in einem Druckspeicher, insbesondere in einem Hochdruckspeicher, zu erhöhen um dadurch hydraulische Energie in den Hochdruckspeicher zu speichern. Aus diesem Grund ist es erforderlich, an dem Kraftfahrzeug mit dem hydraulischen Hybridsystem einen hydraulischen Motor als auch eine hydraulische Pumpe sowie den Druckspeicher aufzubewahren bzw. vorzuhalten. Die hydraulische Pumpe dient zur Umwandlung von mechanischer Energie, z. B. des Verbrennungsmotors, in hydraulische Energie, d. h. zur Erhöhung des Druckes in dem Druckspeicher. Der hydraulische Motor und die hydraulische Pumpe können auch an der Hochdruckpumpe ausgebildet sein.
Die DE 10 2006 045 933 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe zur Kraftstoffhochdruckförderung. Die Hochdruckpumpe weist eine Antriebswelle mit Nocken auf. Zylindrische Rollen sind von Rollenschuhen gelagert und liegen auf den Nocken auf. Die Rollenschuhe sind mittels einer Stößelbaugruppe in einer Bohrung eines Teils des Gehäuses gelagert. Die Pumpenelemente sind an der Stößelbaugruppe befestigt. Eine Schraubenfeder drückt die Stößelbaugruppe auf die Nocken.
Aus der DE 103 56 262 A1 ist eine Radialkolbenpumpe zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei Kraftstoffeinspritzsystemen von Brennkraftmaschinen bekannt. In einem Pumpengehäuse ist eine Antriebswelle gelagert. Kolben stützen sich an der Antriebswelle ab, so dass durch Drehen der Antriebswelle die Kolben hin und her bewegt werden. Zwischen den Kolben und der Antriebswelle sind Stößel angeordnet.
Die DE 10 2012 220 851 A1 zeigt eine Hochdruckpumpe mit einer hydraulischen Pumpe und einem hydraulischen Motor.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäße Hochdruckpumpe zum Fördern eines Fluides, insbesondere von Kraftstoff, z. B. Diesel oder Benzin, umfassend eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken, einen Kolben zum Fördern von Kraftstoff, einen Zusatzkolben zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, einen Zylinder zur Lagerung des Kolbens, einen Zusatzzylinder zur Lagerung des Zusatzkolbens, wobei sich der Kolben und Zusatzkolben mittelbar auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken abstützt, so dass von dem Kolben und Zusatzkolben eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle ausführbar ist, wobei das Totraumvolumen des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder kleiner ist als das Totraumvolumen des Kolbens an dem Zylinder. Die Hochdruckpumpe umfasst somit eine erste Pumpeneinheit, die von dem Kolben und dem Zylinder gebildet ist und eine zweite Pumpeneinheit, die von dem Zusatzkolben und dem Zusatzzylinder gebildet ist. Der Zylinder und der bewegliche Kolben begrenzen an der ersten Pumpeneinheit einen im Volumen veränderlichen Arbeitsraum aufgrund der Translationsbewegung des Kolbens. Der Kolben bewegt sich zwischen einem oberen und einem unterem Totpunkt und der Arbeitsraum an dem oberen Totpunkt ist der Arbeitsraum mit einem minimalen Volumen, welche dem Totraumvolumen entspricht des Arbeitsraums, das heißt des Volumens, welcher von dem Kolben und dem Zylinder begrenzt ist bei einem fiktiv geschlossenen Ein- und Auslassventil. In analoger Weise begrenzen der Zusatzkolben und der Zusatzzylinder bei einem fiktiv geschlossenen Niederdruckventil und Hochdruckventil der zweiten Pumpeinheit einen Zusatzarbeitsraum. An einem oberen Totpunkt des Zusatzkolbens weist der Zusatzarbeitsraum ein minimales Volumen auf und dieses minimale Volumen des Zusatzarbeitsraums entspricht dem Totraumvolumen der zweiten Pumpeinheit, das heißt dem Totraumvolumen des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder. Das Totraumvolumen des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder ist von dem Zusatzkolben und dem Zusatzzylinder begrenzt bei einem fiktiv geschlossenen Niederdruckventil und einem fiktiv geschlossenen Hochdruckventil der zweiten Pumpeinheit mit dem Zusatzkolben und dem Zusatzzylinder. Das Totraumvolumen des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder ist kleiner als das Totraumvolumen des Kolbens an dem Zylinder. Die zweite Pumpeinheit weist dadurch in vorteilhafter Weise ein kleines Totraumvolumen auf. Die zweite Pumpeinheit kann sowohl als hydraulischer Motor als auch als hydraulische Pumpe betrieben werden aufgrund der Steuerung des Niederdruckventils und des Hochdruckventils. Aufgrund des kleinen Totraumvolumens und einem Betrieb der zweiten Pumpeneinheit der Hochdruckpumpe, welche von dem Zusatzzylinder und dem Zusatzkolben gebildet ist, als hydraulischer Motor weist der hydraulische Motor einen hohen Wirkungsgrad auf. Bei einem Betrieb der zweiten Pumpeneinheit als hydraulischer Motor wird temporär das Hochdruckventil geöffnet und das Niederdruckventil geschlossen gehalten, sodass dadurch aufgrund des hohen Drucks in den Zusatzarbeitsraum der Zusatzkolben von dem oberen Totpunkt zu dem unteren Totpunkt bewegt wird. Anschließend wird bei Erreichen des unteren Totpunkts temporär das Hochdruckventil geschlossen und das Niederdruckventil geöffnet. Dabei ist vor dem Öffnen des Niederdruckventils der Druck der Hydraulikflüssigkeit als Kraftstoff in dem Zusatzarbeitsraum größer als der Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem Niederdruckspeicher bzw. in dem Kraftstofftank. Der hydraulische Druck kann somit nicht vollständig ausgenutzt werden und aufgrund dieser Druckdifferenz der Hydraulikflüssigkeit in dem Zusatzarbeitsraum vor dem Öffnen des Niederdruckventils treten hydraulische Verluste bei der Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie auf. Diese hydraulischen Verluste sind umso größer, je größer diese Druckdifferenz ist und je größer das Totraumvolumen ist. Aufgrund des kleinen Totraumvolumens der zweiten Pumpeinheit der Hochdruckpumpe weist somit die zweite Pumpeinheit bei einem Betrieb als hydraulischer Motor in vorteilhafter Weise einen großen Wirkungsgrad auf.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist das Totraumvolumen des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder kleiner als 90 %, 80 % oder 50 % des Totraumvolumen des Kolbens an dem Zylinder und/oder der Kolben und Zylinder begrenzen einen im Volumen veränderlichen Arbeitsraum aufgrund der Translationsbewegung des Kolbens und/oder der Zusatzkolben und der Zusatzzylinder begrenzen einen im Volumen veränderlichen Zusatzarbeitsraum aufgrund der Translationsbewegung des Zusatzkolbens.
In einer weiteren Variante dient ein Niederdruckventil, insbesondere Magnetventil, mit einem beweglichen Niederdruckventilkolben zum Ein- oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck in oder aus dem Zusatzarbeitsraum und ein Hochdruckventil, insbesondere Magnetventil, mit einem beweglichen Hochdruckventilkolben dient zum Ein- oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck in oder aus dem Zusatzarbeitsraum.
Zweckmäßig ist der minimale radiale Abstand des Hochdruckventilkolbens zu einer Zusatzkolbenführung oder fiktiven Verlängerung der Zusatzkolbenführung des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder kleiner als der Durchmesser des Zusatzkolbens, wobei der radiale Abstand senkrecht zu einer Längsachse des Zusatzkolbens oder senkrecht zu einer Bewegungsachse des Zusatzkolbens bestimmt ist. Von der Kolbenführung bzw. einer fiktiven Verlängerung der Kolbenführung ist ein Kanal erforderlich zu dem Hochdruckventilkolben. Je kleiner dieses Volumen dieses Kanals ist, welcher Teil des Totraumvolumens ist, desto kleiner ist das Totraumvolumen. In der Schließstellung des Hochdruckventils weist der Hochdruckventilkolben den minimalen radialen Abstand senkrecht zu der Längsachse des Zusatzkolbens zu der Kolbenführung auf. Aufgrund dieses kleinen radialen Abstands tritt damit ein kleines Totraumvolumen an der zweiten Pumpeinheit in vorteilhafter Weise auf.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der minimale radiale Abstand des Hochdruckventilkolbens zu einer Zusatzkolbenführung oder fiktiven Verlängerung der Zusatzkolbenführung des Zusatzkolbens an dem Zusatzzylinder kleiner als 60 %, 50 %, 40 %, 30 %, 20 % oder 10 % des Durchmessers des Zusatzkolbens, wobei der radiale Abstand senkrecht zu einer Längsachse des Zusatzkolbens oder senkrecht zu einer Bewegungsachse des Zusatzkolbens bestimmt ist.
In einer zusätzlichen Variante umfasst die Hochdruckpumpe ein Gehäuse und der Zylinder mit wenigstens einer an dem Gehäuse ausgebildeten geometrischen Schnittstelle an dem Gehäuse befestigt und/oder abgedichtet ist und der Zusatzzylinder mit wenigstens einer an dem Gehäuse ausgebildeten geometrischen Zusatzschnittstelle an dem Gehäuse befestigt und/oder abgedichtet ist.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die wenigstens eine geometrische Schnittstelle und wenigstens eine geometrische Zusatzschnittstelle identisch ausgebildet, insbesondere sind sämtliche geometrischen Schnittstellen und geometrischen Zusatzschnittstellen identisch ausgebildet. An dem Gehäuse kann an der wenigstens einen Zusatzschnittstelle dadurch auch ein weiterer zweiter Zylinder zur Lagerung eines zweiten Kolbens befestigt werden. Das Gehäuse der Hochdruckpumpe kann damit in vorteilhafter Weise auch für eine Hochdruckpumpe eingesetzt werden, welche zwei Pumpeinheiten mit zwei Kolben und zwei Zylindern aufweist zum Fördern von Kraftstoff zu einem Hochdruck-Rail. Eine derartige Hochdruckpumpe weist somit keine Pumpeinheit auf, welche auch zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit dient und welche eine Pumpeneinheit aufweist, welche auch als hydraulischer Motor fungiert. Das Gehäuse der Hochdruckpumpe kann somit auch für andere Anwendungen einer anderen Hochdruckpumpe in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.
In einer zusätzlichen Variante sind die wenigstens eine geometrische Schnittstelle und wenigstens eine geometrische Zusatzschnittstellen Befestigungsbohrungen mit Innengewinde für Schrauben und/oder Auflageflächen für eine Dichtung, insbesondere O-Ring-Dichtung, und/oder Gegenformschlussgeometrien zur formschlüssigen Befestigung des Zylinders und Zusatzzylinders an Formschlussgeometrien des Zylinders und Zusatzzylinders.
Vorzugsweise ist der Durchmesser des Zusatzkolbens größer, insbesondere um wenigstens 10 %, 30 % oder 50 % größer, als der Durchmesser des wenigstens einen Kolbens.
In einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Hydraulikflüssigkeit Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel. Als Hydraulikflüssigkeit kann insbesondere auch Kraftstoff, zum Beispiel Diesel, eingesetzt werden. Dadurch ist keine zusätzliche Hydraulikflüssigkeit notwendig und der ohnehin vorhandene Kraftstoff in einem Kraftstofftank kann auch als Hydraulikflüssigkeit eingesetzt werden. Damit kann auch der Kraftstofftank in vorteilhafter Weise als Niederdruckspeicher für die Hydraulikflüssigkeit als Kraftstoff eingesetzt werden.
In einer ergänzenden Variante ist die Hochdruckpumpe, insbesondere der Zusatzkolben, der Zusatzzylinder und das Nieder- und Hochdruckventil, ausgebildet zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit als hydraulische Pumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und als hydraulischer Motor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie.
Erfindungsgemäßes hydraulisches Hybridsystem, umfassend einen hydraulischen Motor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, eine hydraulische Pumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, einen Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei die in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe, insbesondere der Zusatzkolben, der Zusatzzylinder und das Nieder- und Hochdruckventil der Hochdruckpumpe, als der hydraulische Motor und die hydraulische Pumpe fungiert.
In einer ergänzenden Ausgestaltung umfasst das Hybridsystem einen Niederdruckspeicher, insbesondere Kraftstofftank, und einen Hochdruckspeicher.
Erfindungsgemäßes Verbrennungsmotorsystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Hochdruckeinspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe, einem Hochdruck-Rail, einer Vorförderpumpe zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank zu der Hochdruckpumpe, ein hydraulisches Hybridsystem mit einem hydraulischen Motor zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, einer hydraulische Pumpe zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, einem Druckspeicher zur Speicherung von hydraulischer Energie, wobei die Hochdruckpumpe des Hochdruckeinspritzsystems und die hydraulische Pumpe sowie der hydraulische Motor des hydraulischen Hybridsystems als eine in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebene Hochdruckpumpe ausgebildet ist.
In einer zusätzlichen Ausführungsform sind die Hochdruckpumpe des Hochdruckeinspritzsystems und die hydraulische Pumpe sowie der hydraulische Motor des hydraulischen Hybridsystems von nur einer Baueinheit gebildet und/oder der Kolben der Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff zu dem Hochdruck-Rail dient und der Zusatzkolben der Hochdruckpumpe zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit, des hydraulischen Hybridsystems dient.
Zweckmäßig sind dabei ein Arbeitsraum an dem Kolben und ein Zusatzarbeitsraum an dem Zusatzkolben hydraulisch getrennt bzw. stehen nicht in hydraulischer Verbindung zueinander, so dass dadurch mit dem wenigstens einen Kolben ein anderes Fluid gefördert werden kann als mit dem wenigstens einen Zusatzkolben und/oder Fluid mit einem unterschiedlichen Druck gefördert werden kann. Das andere Fluid kann dabei ein Fluid sein, welches zu einem anderen Zweck eingesetzt wird oder ein Fluid, welches auch in der chemischen Zusammensetzung ein anderes und unterschiedliches Fluid darstellt. Mit der Hochdruckpumpe kann somit an dem wenigstens einen Kolben Kraftstoff zu einem Hochdruck-Rail eines Hochdruckeinspritzsystems gefördert werden und mit der gleichen Hochdruckpumpe kann dadurch in vorteilhafter Weise mit dem wenigstens einen Zusatzkolben eine Hydraulikflüssigkeit zu einem Druckspeicher, insbesondere einem Hochdruckspeicher, eines hydraulischen Hybridsystems gefördert werden. Die Hydraulikflüssigkeit ist dabei beispielsweise ein Hydrauliköl oder Kraftstoff, z. B. Diesel. Dadurch kann die Hochdruckpumpe in vorteilhafter Weise nicht nur zum Fördern von Kraftstoff, sondern auch zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit in einem hydraulischen Hybridsystem eingesetzt werden, so dass dadurch in vorteilhafter Weise für eine hydraulische Pumpe des hydraulischen Hybridsystems keine zusätzliche Baueinheit bzw. Pumpe erforderlich ist.
Zweckmäßig stützt sich der wenigstens eine Zusatzkolben mittelbar auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab und vorzugsweis stützt sich der wenigstens eine Kolben und der wenigstens eine Zusatzkolben auf der identischen Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab.
Insbesondere ist der Durchmesser des wenigstens einen Zusatzkolbens größer, insbesondere um wenigstens 10%, 30%, 50% oder 100% größer, als der Durchmesser des wenigstens einen Kolbens. Der Kraftstoff wird von der Hochdruckpumpe unter einem Druck von z. B. 1000–3000 bar zu dem Hochdruck-Rail gefördert und die Hydraulikflüssigkeit unter einem Druck von z. B. 200–700 bar zu dem Hochdruckspeicher gefördert. Die Hydraulikflüssigkeit wird somit mit einem wesentlich geringeren Druck gefördert, so dass dadurch ein größerer Durchmesser des Zusatzkolbens und damit auch ein größeres Fördervolumen an Hydraulikflüssigkeit ausführbar ist mit der Hochdruckpumpe je Hub des Zusatzkolbens im Vergleich zu dem Kolben mit dem kleineren Durchmesser.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Hochdruckpumpe einen Schmierraum auf innerhalb dessen die Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken angeordnet ist, zur Schmierung und Kühlung der Antriebswelle auf. Der Schmierraum dient zur Kühlung und/oder Schmierung von Komponenten der Hochdruckpumpe, insbesondere der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken und/oder einer Laufrolle und/oder einer Gleitlagerung der Laufrolle an einem Rollenschuh.
Vorzugsweise weist die Hochdruckpumpe eine Zusatzzumesseinheit an einem Zusatzeinlasskanal auf zur Steuerung und/oder Regelung des dem wenigstens einen Zusatzarbeitsraum an dem Zusatzkolben zuführbaren Volumenstromes an Fluid. Die Zusatzzumesseinheit weist einen Ventilschieber auf, der mit einem Elektromagneten geöffnet und geschlossen werden kann. Der Ventilschieber wird dabei ständig geöffnet und geschlossen und länger die Öffnungszeiten sind im Verhältnis zu den Schließzeiten, desto mehr Hydraulikflüssigkeit kann von dem Zusatzkolben durch den Zusatzarbeitsraum gefördert werden und umgekehrt. Mit der Zusatzzumesseinheit kann somit beispielsweise in einem Rekuperationsbetrieb gesteuert und/oder geregelt werden, wie viel kinetische Energie mit der Hochdruckpumpe an dem wenigstens einen Zusatzkolben in hydraulische Energie umgewandelt wird, wobei dies auch mit dem Nieder- und Hochdruckventil gesteuert werden kann, so dass keine Zusatzzumesseinheit notwendig ist.
In einer weiteren Ausführungsform stützt sich der wenigstens eine Kolben und/oder der wenigstens eine Zusatzkolben mittelbar mittels wenigstens einer Laufrolle oder einem Tassenstößel auf der Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken ab.
In einer weiteren Variante umfasst das Verbrennungsmotorsystem und/oder das hydraulische Hybridstem den Verbrennungsmotor und/oder einen mechanischen Antriebsstrang zur ausschließlichen mechanischen Kraftübertragung von dem Verbrennungsmotor zu dem wenigstens einen Antriebsrad des Kraftfahrzeuges.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Vorförderpumpe eine Vorförderpumpe mit Elektromotor, so dass die Vorförderpumpe von dem Elektromotor angetrieben ist und insbesondere ist die Förderleistung der Vorförderpumpe steuerbar und/oder regelbar.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken als eine Exzenterwelle ausgebildet.
Vorzugsweise ist die Zumesseinheit und/oder die Zusatzzumesseinheit als ein elektrisches Schaltventil ausgebildet.
Zweckmäßig ist die Antriebswelle mit dem wenigstens einen Nocken eine im Querschnitt kreisförmige Antriebswelle, welche exzentrisch zu einer zentrischen Längsachse der Antriebswelle gelagert ist, so dass die Rotationsachse einen Abstand zu der Längsachse aufweist. Die Längsachse ist im Querschnitt im Mittelpunkt der kreisförmigen Antriebswelle angeordnet.
Zweckmäßig ist die Vorförderpumpe eine Zahnrad- oder Drehschieberpumpe.
Insbesondere weist die Hochdruckpumpe als eine Baueinheit nur eine Antriebswelle mit wenigstens einem Nocken auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen stark vereinfachten Teilquerschnitt an einem Kolben und eines Gehäuses einer Hochdruckpumpe zum Fördern eines Fluides,
2 einen weiteren stark vereinfachten Teilquerschnitt an einem Zusatzkolben und dem Gehäuse der gleichen Hochdruckpumpe gemäß 1,
3 einen Schnitt A-A gemäß 1 und 2 einer Laufrolle mit Rollenschuh und einer Antriebswelle,
4 eine perspektivische Ansicht der Hochdruckpumpe,
5 einen Teilquerschnitt an dem Zusatzkolben und einem Zusatzzylinder,
6 einen Teilquerschnitt an dem Zusatzkolben und dem Zusatzzylinder im Bereich des oberen Endes eines Zusatzarbeitsraumes,
7 eine stark schematisierte Ansicht eines Verbrennungsmotorsystems mit einem Hochdruckeinspritzsystems und einem hydraulischen Hybridsystem,
8 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 und 2 ist ein Querschnitt einer Hochdruckpumpe 1 zum Fördern von Kraftstoff dargestellt. Die Hochdruckpumpe 1 dient dazu, Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, unter Hochdruck zu einem Hochdruck-Rail 30 eines Verbrennungsmotors 39 für ein Kraftfahrzeug 52 mit einem Antriebsrad 53 zu fördern und Hydraulikflüssigkeit zu einem Hochdruckspeicher 43 eines hydraulischen Hybridsystems 37 (7) zu fördern. Der von der Hochdruckpumpe 1 erzeugbare Druck liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1000 und 3000 bar für das Hochdruck-Rail 30 und zwischen 200 und 700 bar für das hydraulische Hybridsystem 37.
Die Hochdruckpumpe 1 weist nur eine Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 auf, die um eine Rotationsachse 26 eine Rotationsbewegung ausführt. Die Rotationsachse 26 liegt in der Zeichenebene von 1 und 2 und steht senkrecht auf der Zeichenebene von 3. Ein Kolben 5 ist in einem Zylinder 6 bzw. Zylinderkopf 6 gelagert und der Zylinder 6 ist an einem einem Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 befestigt. Ein Arbeitsraum 29 wird von dem Zylinder 6 als Kolbenführung 7 und dem Kolben 5 begrenzt. In den Arbeitsraum 29 mündet ein Einlasskanal 22 mit einem Einlassventil 19 und ein Auslasskanal 24 mit einem Auslassventil 20. Durch den Einlasskanal 22 mit einer Einlassöffnung 21 strömt der Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 ein und durch den Auslasskanal 24 mit einer Auslassöffnung 23 strömt der Kraftstoff unter Hochdruck aus den Arbeitsraum 29 wieder aus. Das Einlassventil 19, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und das Auslassventil 20, z. B. ein Rückschlagventil, ist dahingehend ausgebildet, dass nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Das Volumen des Arbeitsraumes 29 wird aufgrund einer oszillierenden Hubbewegung des Kolbens 5 verändert. Der Kolben 5 stützt sich mittelbar auf der Antriebswelle 2 ab. Am Ende des Kolbens 5 bzw. Pumpenkolbens 5 ist ein Rollenschuh 9 mit einer Laufrolle 10 befestigt. Die Laufrolle 10 kann dabei eine Rotationsbewegung ausführen, deren Rotationsachse 25 in der Zeichenebene gemäß 1 und 2 liegt und senkrecht auf der Zeichenebene von 3 steht. Die Antriebswelle 2 mit dem wenigstens einen Nocken 3 weist eine Wellen-Rollfläche 4 und die Laufrolle 10 eine Rollen-Rollfläche 11 auf.
Die Rollen-Lauffläche 11 der Laufrolle 10 rollt sich auf der Wellen-Rollfläche 4 als Kontaktfläche 12 der Antriebswelle 2 mit den beiden Nocken 3 ab. Der Rollenschuh 9 ist in einer von dem Gehäuse 8 gebildeten Rollenschuhlagerung als Gleitlager gelagert. Eine Feder 27 bzw. Spiralfeder 27 als elastisches Element 28, die zwischen dem Gehäuse 8 und dem Rollenschuh 9 eingespannt ist, bringt auf den Rollenschuh 9 eine Druckkraft auf, so dass die Rollen-Rollfläche 11 der Laufrolle 10 in ständigen Kontakt mit der Wellen-Rollfläche 4 der Antriebswelle 2 steht. Der Rollenschuh 9 und der Kolben 5 führen damit gemeinsam eine oszillierende Hubbewegung aus. Die Laufrolle 10 ist mit einer Gleitlagerung 13 in dem Rollenschuh 9 gelagert.
Die in 1 bis 3 dargestellte Hochdruckpumpe 1 weist neben dem in 1 dargestellten Kolben 5 zum Fördern von Kraftstoff auch einen Zusatzkolben 14 (2, 5 und 7) zum Fördern einer Hydraulikflüssigkeit, nämlich Kraftstoff, insbesondere Diesel, auf. Sowohl der Kolben 5 als auch der Zusatzkolben 14 stützt sich mittelbar auf nur einer Antriebswelle 2 auf. Im Nachfolgenden werden bezüglich des Zusatzkolbens 14 nur im Wesentlichen die Unterschiede zu dem in 1 dargestellten Kolben 5 dargestellt. Der in 2 dargestellte Zusatzkolben 14 ist in analoger Weise wie der in 1 dargestellten Kolben 5 von einer Zusatzkolbenführung 16 als Zusatzzylinder 16 gelagert. Aufgrund der oszillierenden Bewegung des Zusatzkolbens 14 weist ein Zusatzarbeitsraum 51 ein veränderliches Volumen auf. Das von dem Zusatzkolben 14 geförderte Fluid, nämlich Kraftstoff, unterscheidet sich nicht von dem in einem Schmierraum 40 befindlichen Schmierflüssigkeit, nämlich Kraftstoff.
In 7 ist ein Hochdruckeinspritzsystem 36 für das Kraftfahrzeug 52 dargestellt. Eine, vorzugsweise elektrische, Vorförderpumpe 35 fördert Kraftstoff durch eine Kraftstoffleitung 33 von einem Kraftstofftank 32 zu der Hochdruckpumpe 1, d. h. dem Arbeitsraum 29 der Hochdruckpumpe 1 an dem Kolben 5. Das Einlassventil 19 und das Auslassventil 20 sind dabei als Rückschlagventile ausgebildet, so dass durch das Einlassventil 19 nur Kraftstoff in den Arbeitsraum 29 einströmen kann und durch das Auslassventil 20 nur Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 29 ausströmen kann. Mit einer Zumesseinheit 18 wird die Förderleistung der Hochdruckpumpe 1 an dem Kolben 5 gesteuert und/oder geregelt. Sofern die Förderleistung der elektrischen Vorförderpumpe 35 steuerbar und/oder regelbar ist, kann auf die Zumesseinheit 18 auch verzichtet werden. Der von dem Kolben 5 unter Hochdruck der Kraftstoffleitung 33 zugeführte Kraftstoff wird in das Hochdruck-Rail 30 bzw. ein Kraftstoffverteilerrohr 31 eingeführt. Von dem Hochdruck-Rail 30 wird der Kraftstoff unter Hochdruck, z. B. 2000 bar, mittels nicht dargestellter Einspritzorgane den Brennräumen des Verbrennungsmotors 39 zugeführt.
An der Antriebswelle 2 mit zwei Nocken 3 stützt sich mittelbar nicht nur der Kolben 5, sondern auch der Zusatzkolben 14 ab. Der Zusatzkolben 14 und der Zusatzzylinder 15 bildet damit eine zweite Pumpeneinheit der Hochdruckpumpe 1 und diese weitere Fördereinheit dient als hydraulische Pumpe 41 und hydraulischer Motor 38 des hydraulischen Hybridsystems 37. Dabei ist der Durchmesser 69 des Zusatzkolbens 14 größer als der Durchmesser 68 des Kolbens 5, da der erforderliche Druck an Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Hybridsystem 37 wesentlich kleiner ist, beispielsweise im Bereich zwischen 200 und 700 bar, als der erforderliche Druck in dem Hochdruck-Rail 30, beispielsweise mit einem Druck von 2000 bar. Dadurch kann mit einem Förderhub des Zusatzkolbens 14 ein größeres Volumen an Hydraulikflüssigkeit als Kraftstoff gefördert werden als bei einem Kolbenhub des Kolbens 5 an Kraftstoff. Ein Niederdruckventil 46 an einem Zusatzeinlasskanal 55 und ein Hochdruckventil 47 an einem Zusatzauslasskanal 56 (2) zu dem Zusatzarbeitsraum 51 sind als Magnetventile 48 ausgebildet. Das Niederdruckventil 46 umfasst ein Ventilgehäuse und einen beweglichen Niederdruckventilkolben 57. Der Niederdruckventilkolben 57 ist von einem Elektromagneten 49 und einer Ventilfeder zwischen einer Schließstellung und eine Öffnungsstellung beweglich. Das Hochdruckventil 47 umfasst ein Ventilgehäuse und einen beweglichen Hochdruckventilkolben 58. Der Hochdruckventilkolben 58 ist von einem Elektromagneten 49 und einer Ventilfeder zwischen einer Schließstellung und eine Öffnungsstellung beweglich. In 6 ist das Niederdruckventil 46 geöffnet und das Hochdruckventil 47 geschlossen. Mittels eines entsprechend gesteuerten Öffnen und Schließens des Niederdruckventiles 46 und des Hochdruckventiles 47 kann der Zusatzkolben 14 an dem Zusatzzylinder 15 als hydraulische Pumpe 41 und als hydraulischer Motor 38 betrieben werden. Der Zusatzeinlasskanal 55 fungiert bei einem Betrieb als hydraulischer Motor 38 aus Zusatzauslasskanal 55 und der Zusatzauslasskanal 56 als Zusatzeinlasskanal 56. Der Zusatzeinlasskanal 55 fungiert bei einem Betrieb als hydraulischer Pumpe 41 aus Zusatzeinlasskanal 55 und der Zusatzauslasskanal 56 als Zusatzauslasskanal 56.
Das hydraulische Hybridsystem 37 weist ferner zwei Druckspeicher 42 als Hochdruckspeicher 43 und Niederdruckspeicher 44 auf, wobei der Niederdruckspeicher 44 von dem Kraftstofftank 32 gebildet ist. Die Förderleistung der Hochdruckpumpe 1 als hydraulische Pumpe 41 und/oder hydraulischen Motor 38 an dem Zusatzkolben 14 kann dabei mit einer Zusatzzumesseinheit 34 (7) gesteuert und/oder geregelt werden. Die Antriebswelle 2 wird von dem Verbrennungsmotor 39 angetrieben. Bei einer Rotationsbewegung der Antriebswelle 2 um die Rotationsachse 26 führen damit sowohl der Kolben 5 als auch der Zusatzkolben 14 eine oszillierende Bewegung aus. Dadurch kann mit dem Zusatzkolben 14 Hydraulikflüssigkeit als Kraftstoff von dem Niederdruckspeicher 44 dem Hochdruckspeicher 43 unter einem höheren Druck zugeführt werden und dadurch hydraulische Energie in dem Hochdruckspeicher 43 gespeichert werden. Zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie kann mittel nicht dargestellter Ventilen an den Hydraulikleitungen 45 die Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck von dem Hochdruckspeicher 43 durch den hydraulischen Motor 38 dem Niederdruckspeicher 44 zugeführt bzw. zugeleitet werden und diese hydraulische Energie wird von dem hydraulischen Motor 38 in mechanische Energie umgewandelt, so dass dadurch mittels hydraulischer Energie aus dem Hochdruckspeicher 43 das Antriebsrad 53 des Kraftfahrzeuges 52 angetrieben werden kann. Bei einem Antrieb der Antriebswelle 2 durch kinetische Energie des Kraftfahrzeuges 52 in einem Rekuperationsbetrieb kann somit mittels des Zusatzkolbens 14 kinetische Energie des Kraftfahrzeuges 52 in hydraulische Energie umgewandelt und in dem Hochdruckspeicher 43 gespeichert werden. Ein Verbrennungsmotorsystem 50 umfasst sowohl das Hochdruckeinspritzsystem 36 als auch das hydraulische Hybridsystem 37.
Die Hochdruckpumpe 1 weist die erste Pumpeneinheit auf, welche im Wesentlichen von dem Kolben 5, dem Zylinder 6 sowie dem Einlassventil 19 und dem Auslassventil 20 gebildet ist. Außerdem ist an der Hochdruckpumpe 1 auch eine zweite Pumpeneinheit ausgebildet, welche im Wesentlichen gebildet ist von dem Zusatzkolben 14, dem Zusatzzylinder 15 sowie dem Niederdruckventil 46 und dem Hochdruckventil 47. Der Zylinder 6 und der Zusatzzylinder 15 sind an einem gemeinsamen Gehäuse 8 befestigt. Zur Befestigung und fluiddichten Abdichtung der ersten Pumpeneinheit an dem Gehäuse 8 weist das Gehäuse 8 geometrische Schnittstellen 60 auf und außerdem geometrische Zusatzschnittstellen 61 zur Befestigung und fluiddichten Abdichtung der zweiten Pumpeneinheit an dem gemeinsamen Gehäuse 8. An dem Gehäuse 8 sind vier Befestigungsbohrungen 62 mit einem Innengewinde ausgebildet und mittels der Befestigungsbohrungen 62 mit dem Innengewinde sowie Schrauben 71 mit einem Schraubenkopf 72 ist der Zylinder 6 an dem Gehäuse 8 festgeschraubt. An dem Zylinder 6 ist eine Aufnahmenut 70 ausgebildet und innerhalb der Aufnahmenut 70 ist eine Dichtung 17 als eine O-Ring-Dichtung 17 angeordnet. Die Dichtung 17 liegt somit auf dem Zylinder 6 und auf einer Auflagefläche 63 an dem Gehäuse 8 auf. An dem Zylinder 6 ist außerdem ein ringförmiger Vorsprung 65 als eine Formschlussgeometrie 64 ausgebildet und komplementär hierzu ist an dem Gehäuse 8 eine ringförmige Befestigungsnut 67 als eine Gegenformschlussgeometrie 66 ausgebildet. Der Vorsprung 65 ist innerhalb der Befestigungsnut 67 angeordnet, sodass dadurch der Zylinder 6 formschlüssig an dem Gehäuse 8 befestigt ist. Die Befestigungsbohrung 62, die Auflagefläche 63 für die Dichtung 17 und die Befestigungsnut 67 als die Gegenformschlussgeometrie 66 bilden damit geometrische Schnittstellen 60 zur Befestigung und Abdichtung des Zylinders 6 an dem Gehäuse 8. Die Dichtung 17 liegt unter einer Vorspannkraft zwischen der Aufnahmenut 70 und der Auflagefläche 63 an dem Gehäuse 8 auf.
An dem Gehäuse 8 sind außerdem geometrische Zusatzschnittstellen 61 zur Befestigung des Zusatzzylinders 15 bzw. der zweiten Pumpeneinheit an dem Gehäuse 8 ausgebildet. Die geometrischen Zusatzschnittstellen 61 sind dabei identisch ausgebildet wie die geometrischen Schnittstellen 60. Der Zusatzzylinder 15 ist damit in gleicher Weise an dem Gehäuse 8 befestigt wie der Zylinder 6. Der Zusatzzylinder 15 ist damit mittels vier Schrauben 71 innerhalb der Befestigungsbohrungen 62 als eine geometrische Zusatzschnittstelle 61 mit dem Gehäuse 8 verschraubt. Die Dichtung 17 zwischen dem Zusatzzylinder 15 und dem Gehäuse 8 liegt somit unter Vorspannung zwischen der Aufnahmenut 70 in dem Zusatzzylinder 15 und der Auflagefläche 63 an dem Gehäuse 8 auf. Die Formschlussgeometrie 64 an dem Zylinder 6 entspricht der Formschlussgeometrie 64 an dem Zusatzzylinder 15 und die Gegenformschlussgeometrie 66 an dem Gehäuse 8 für den Zylinder 6 entspricht der Gegenformschlussgeometrie 66 für den Zusatzzylinder 15. An einem ansonsten identischen Gehäuse 8 kann dadurch auch eine zweite Pumpeneinheit an den geometrischen Zusatzschnittstellen 61 befestigt werden, welche der ersten Pumpeneinheit mit dem Kolben 5 und dem Zylinder 6 entspricht. Das Gehäuse 8 kann damit auch für andere Hochdruckpumpen 1 eingesetzt werden, welche keine Pumpeinheit aufweisen mit der Funktionalität eines hydraulischen Motors 38 und Motor 41
Der Hochdruckventilkolben 58 des Hochdruckventils 47 weist einen minimalen radialen Abstand 59 (6) zu der Zusatzkolbenführung 16 oder einer fiktiven Verlängerung der Zusatzkolbenführung 16 auf. Der minimale radiale Abstand 59 tritt in einer Schließstellung des Hochdruckventilkolbens 58 auf. Der minimale radiale Abstand 59 ist dabei wesentlich kleiner als der Durchmesser 69 des Zusatzkolbens 14. Der Kanal von dem Ende des Hochdruckventilkolbens 58 zu dem übrigen Zusatzarbeitsraum 51 ist damit sehr kurz, sodass dadurch die zweite Pumpeneinheit der Hochdruckpumpe 1 einen kleinen Totraum aufweist.
Bei einem Betrieb der zweiten Pumpeinheit als hydraulischer Motor 38, weist damit der hydraulische Motor 38 einen großen Wirkungsgrad auf.
Insgesamt betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 und dem erfindungsgemäßen hydraulischen Hybridsystem 37 wesentliche Vorteile verbunden. Die zweite Pumpeinheit der Hochdruckpumpe 1 weist ein kleines Totraumvolumen auf. Dadurch kann die zweite Pumpeinheit bei einem Betrieb als hydraulischer Motor 38 in vorteilhafter Weise mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden. Das Gehäuse 8 der Hochdruckpumpe 1 kann auch für andere Hochdruckpumpen 1 eingesetzt werden, bei welcher die Hochdruckpumpe 1 zwei identische Pumpeinheiten aufweist zum Fördern von Kraftstoff zu einem Hochdruck-Rail 30. Das Material des Zusatzzylinders 15 kann aus einem preiswerteren Material ausgebildet sein als das Material für den Zylinder 6, weil an dem Zusatzzylinder 15 ein kleinerer Druck auftritt als an dem Zylinder 6. Der Zylinder 6 ist beispielsweise aus dem Werkstoff 100Cr6 ausgebildet und der Zusatzzylinder 15 aus einem preiswerterem Werkstoff, welcher nur kleineren Drücken standhalten kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006045933 A1 [0005]
DE 10356262 A1 [0006]
DE 102012220851 A1 [0007]

Claims

Hochdruckpumpe (1) zum Fördern eines Fluides, insbesondere von Kraftstoff, z. B. Diesel oder Benzin, umfassend – eine Antriebswelle (2) mit wenigstens einem Nocken (3), – einen Kolben (5) zum Fördern von Kraftstoff, – einen Zusatzkolben (14) zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit, – einen Zylinder (6) zur Lagerung des Kolbens (5), – einen Zusatzzylinder (15) zur Lagerung des Zusatzkolbens (14), – wobei sich der Kolben (5) und Zusatzkolben (14) mittelbar auf der Antriebswelle (2) mit dem wenigstens einen Nocken (3) abstützt, so dass von dem Kolben (5) und Zusatzkolben (14) eine Translationsbewegung aufgrund einer Rotationsbewegung der Antriebswelle (2) ausführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Totraumvolumen des Zusatzkolbens (14) an dem Zusatzzylinder (15) kleiner ist als das Totraumvolumen des Kolbens (5) an dem Zylinder (6).
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Totraumvolumen des Zusatzkolbens (14) an dem Zusatzzylinder (15) kleiner ist als 90%, 80% oder 50% des Totraumvolumen des Kolbens (5) an dem Zylinder (6) und/oder der Kolben (5) und Zylinder (6) einen im Volumen veränderlichen Arbeitsraum (29) begrenzen aufgrund der Translationsbewegung des Kolbens (5) und/oder der Zusatzkolben (14) und der Zusatzzylinder (15) einen im Volumen veränderlichen Zusatzarbeitsraum (51) begrenzen aufgrund der Translationsbewegung des Zusatzkolbens (14).
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niederdruckventil (46), insbesondere Magnetventil (48), mit einem beweglichen Niederdruckventilkolben (57) zum Ein- oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit unter Niederdruck in oder aus dem Zusatzarbeitsraum (51) dient und ein Hochdruckventil (47), insbesondere Magnetventil (48), mit einem beweglichen Hochdruckventilkolben (58) zum Ein- oder Ausleiten von Hydraulikflüssigkeit unter Hochdruck in oder aus dem Zusatzarbeitsraum (51) dient.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale radiale Abstand (59) des Hochdruckventilkolbens (58) zu einer Zusatzkolbenführung (16) oder fiktiven Verlängerung der Zusatzkolbenführung (16) des Zusatzkolbens (14) an dem Zusatzzylinder (15) kleiner ist als der Durchmesser (69) des Zusatzkolbens (14).
Hochdruckpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale radiale Abstand (59) des Hochdruckventilkolbens (58) zu einer Zusatzkolbenführung (16) oder fiktiven Verlängerung der Zusatzkolbenführung (16) des Zusatzkolbens (14) an dem Zusatzzylinder (15) kleiner ist als 60%, 50%, 40%, 30%, 20% oder 10% des Durchmessers (69) des Zusatzkolbens (14).
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) ein Gehäuse (8) umfasst und der Zylinder (6) mit wenigstens einer an dem Gehäuse (8) ausgebildeten geometrischen Schnittstelle (60) an dem Gehäuse (8) befestigt und/oder abgedichtet ist und der Zusatzzylinder (15) mit wenigstens einer an dem Gehäuse (8) ausgebildeten geometrischen Zusatzschnittstelle (61) an dem Gehäuse (8) befestigt und/oder abgedichtet ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine geometrische Schnittstelle (60) und die wenigstens eine geometrische Zusatzschnittstelle (61) identisch ausgebildet ist, insbesondere sämtliche geometrischen Schnittstellen (60) und geometrischen Zusatzschnittstellen (61) identisch ausgebildet sind.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine geometrische Schnittstelle (60) und wenigstens eine geometrische Zusatzschnittstelle (61) Befestigungsbohrungen (62) mit Innengewinde für Schrauben (71) und/oder Auflageflächen (63) für eine Dichtung (17), insbesondere O-Ring-Dichtung (17), und/oder Gegenformschlussgeometrien (66) zur formschlüssigen Befestigung des Zylinders (6) und Zusatzzylinders (15) an Formschlussgeometrien (64) des Zylinders (6) und Zusatzzylinders (15) sind.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (69) des Zusatzkolbens (14) größer, insbesondere um wenigstens 10%, 30% oder 50% größer, ist als der Durchmesser (68) des wenigstens einen Kolbens (5).
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikflüssigkeit Kraftstoff, z. B. Benzin oder Diesel, ist.
Hochdruckpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1), insbesondere der Zusatzkolben (14), der Zusatzzylinder (15) und das Nieder- und Hochdruckventil (46, 47), ausgebildet ist zum Fördern von Hydraulikflüssigkeit als hydraulische Pumpe (1) zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie und ausgebildet ist als hydraulischer Motor (1) zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie.
Hydraulisches Hybridsystem (37) für ein Kraftfahrzeug (52), umfassend – einen hydraulischen Motor (38) zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, – eine hydraulische Pumpe (41) zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, – einen Druckspeicher (42) zur Speicherung von hydraulischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1), insbesondere der Zusatzkolben (14), der Zusatzzylinder (15) und das Nieder- und Hochdruckventil (46, 47), gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche als der hydraulische Motor (38) und die hydraulische Pumpe (41) fungiert.
Hydraulisches Hybridsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridsystem (37) einen Niederdruckspeicher (44), insbesondere Kraftstofftank (32), und einen Hochdruckspeicher (43) umfasst.
Verbrennungsmotorsystem (50) für ein Kraftfahrzeug (52), umfassend – ein Hochdruckeinspritzsystem (36) mit einer Hochdruckpumpe (1), einem Hochdruck-Rail (30), einer Vorförderpumpe (35) zum Fördern eines Kraftstoffes von einem Kraftstofftank (32) zu der Hochdruckpumpe (1), – ein hydraulisches Hybridsystem (37) mit einem hydraulischen Motor (38) zur Umwandlung von hydraulischer Energie in mechanische Energie, einer hydraulische Pumpe (41) zur Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische Energie, einem Druckspeicher (42) zur Speicherung von hydraulischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) des Hochdruckeinspritzsystems (36) und die hydraulische Pumpe (41) sowie der hydraulische Motor (38) des hydraulischen Hybridsystems (37) als Hochdruckpumpe (1) gemäß einem oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
Verbrennungsmotorsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (1) des Hochdruckeinspritzsystems (36) und die hydraulische Pumpe (41) sowie der hydraulische Motor (38) des hydraulischen Hybridsystems (37) von nur einer Baueinheit (1) gebildet sind und/oder der Kolben (5) der Hochdruckpumpe (1) zum Fördern von Kraftstoff zu dem Hochdruck-Rail (30) dient und der Zusatzkolben (14) der Hochdruckpumpe (1) zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Kraftstoff als Hydraulikflüssigkeit, des hydraulischen Hybridsystems (37) dient.