DE102016006259A1

DE102016006259A1 - Fuel pump for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016006259A1
Application number: DE102016006259.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Gaisberg-Helfenberg; Thomas Stolk
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe (18) zum Fördern eines flüssigen Kraftstoffes für eine Verbrennungskraftmaschine, mit wenigstens einem von einer Antriebseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Pumpennocken (32), mittels welchem wenigstens ein Pumpenelement (22) zum Fördern des Kraftstoffes antreibbar ist, wobei wenigstens ein Kompensationselement (36) zum zumindest teilweisen Kompensieren von Drehmomentschwankungen des Pumpennockens (32) vorgesehen ist.The invention relates to a fuel pump (18) for conveying a liquid fuel for an internal combustion engine, having at least one pump cam (32) which can be driven by a drive device of the internal combustion engine, by means of which at least one pump element (22) for conveying the fuel can be driven, wherein at least one compensation element (36) is provided for at least partially compensating torque fluctuations of the pump cam (32).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a fuel pump for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Kraftstoffpumpen zum Fördern eines flüssigen Kraftstoffs für Verbrennungskraftmaschinen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau bereits hinlänglich bekannt. Eine solche Kraftstoffpumpe umfasst wenigstens einen von einer Antriebseinrichtung der Verbrennungskraftmaschine antreibbaren Pumpennocken, mittels welchem wenigstens ein Pumpenelement zum Fördern des Kraftstoffes antreibbar ist. Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise ein Umschlingungstrieb, welcher üblicherweise auch als Zugmitteltrieb bezeichnet wird und wenigstens ein Zugmittel umfasst. Das Zugmittel ist beispielsweise, insbesondere über jeweilige Räder, mit einer beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine sowie mit einer weiteren Welle der Kraftstoffpumpe gekoppelt, sodass die weitere Welle der Kraftstoffpumpe über das Zugmittel von der Abtriebswelle antreibbar ist. Bei dem Zugmittel handelt es sich beispielsweise um einen Riemen oder um eine Kette, sodass die Antriebseinrichtung als Riementrieb oder als Kettentrieb ausgebildet ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Antriebseinrichtung beispielsweise als Zahnradtrieb ausgebildet ist.Such fuel pumps for conveying a liquid fuel for internal combustion engines are already well known from the general state of the art and in particular from series production. Such a fuel pump comprises at least one pump cam drivable by a drive device of the internal combustion engine, by means of which at least one pump element for conveying the fuel can be driven. The drive device is, for example, a belt drive, which is usually also referred to as a traction drive and comprises at least one traction means. The traction means is coupled, for example, in particular via respective wheels, with an output shaft, for example, designed as a crankshaft of the internal combustion engine and with a further shaft of the fuel pump, so that the further shaft of the fuel pump can be driven by the traction means of the output shaft. The traction means are, for example, a belt or a chain, so that the drive device is designed as a belt drive or as a chain drive. Alternatively, it is conceivable that the drive device is designed for example as a gear drive.

Darüber hinaus offenbart die EP 1 783 355 A1 eine Kraftstoffhochdruckpumpe zum Versorgen einer Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoff, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe zwei Aktoren zum Fördern des Kraftstoffs umfasst.In addition, the reveals EP 1 783 355 A1 a high-pressure fuel pump for supplying an internal combustion engine with fuel, wherein the high-pressure fuel pump comprises two actuators for conveying the fuel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffpumpe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auf die Antriebseinrichtung wirkende Belastungen besonders gering gehalten werden können.Object of the present invention is to develop a fuel pump of the type mentioned in such a way that acting on the drive means loads can be kept very low.

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a fuel pump having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Kraftstoffpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass auf die Antriebseinrichtung wirkende Belastungen besonders gering gehalten werden können, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Kompensationselement zum Kompensieren von Drehmomentschwankungen des Pumpennockens vorgesehen. Dabei können die Drehmomentschwankungen des Pumpennockens von diesem selbst und/oder von einer anderen Komponente des Motors, wie beispielsweise der Nockenwelle oder dem Kurbeltrieb, verursacht werden.In order to develop a fuel pump specified in the preamble of claim 1 species such that acting on the drive means loads can be kept particularly low, at least one compensation element for compensating torque fluctuations of the pump cam is provided according to the invention. The torque fluctuations of the pump cam can thereby be caused by itself and / or by another component of the engine, such as the camshaft or the crank mechanism.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde:
Die Antriebseinrichtung umfasst üblicherweise einen Ventiltrieb, mittels welchem wenigstens ein Gaswechselventil der beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine betätigbar, insbesondere aus einer Schließstellung in wenigstens eine Offenstellung bewegbar, ist. Der Ventiltrieb umfasst dabei wenigstens eine Nockenwelle zum Betätigen des Gaswechselventils, wobei die Nockenwelle mittels der Antriebseinrichtung antreibbar ist. Dabei wird die Antriebseirichtung auch als Steuertrieb bezeichnet.The invention is based in particular on the following finding:
The drive device usually comprises a valve drive, by means of which at least one gas exchange valve of the example designed as a reciprocating engine internal combustion engine actuated, in particular from a closed position in at least one open position movable. The valve drive in this case comprises at least one camshaft for actuating the gas exchange valve, wherein the camshaft is drivable by means of the drive device. The Antriebseirichtung is also referred to as Steuertrieb.

Ferner ist es möglich, dass Zusatzaggregate der Verbrennungskraftmaschine in die Antriebseinrichtung eingebunden sind, sodass die Zusatzaggregate, welche auch als Nebenaggregate bezeichnet werden, mittels der Antriebseinrichtung antreibbar sind. Eines dieser Zusatzaggregate ist beispielsweise die Kraftstoffpumpe, welche beispielsweise als Kolbenpumpe ausgebildet ist. Hierbei ist das Pumpenelement beispielsweise als Kolben ausgebildet. Insbesondere ist die Kraftstoffpumpe als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildet, mittels welcher unter Fördern des Kraftstoffes ein hoher Druck des Kraftstoffes bewirkbar ist.Furthermore, it is possible that additional units of the internal combustion engine are integrated into the drive device, so that the additional units, which are also referred to as ancillary units, can be driven by means of the drive device. One of these additional units, for example, the fuel pump, which is designed for example as a piston pump. In this case, the pump element is designed for example as a piston. In particular, the fuel pump is designed as a high-pressure fuel pump, by means of which, while conveying the fuel, a high pressure of the fuel is effected.

Zum Betätigen des wenigsten einen Gaswechselventils umfasst der Ventiltrieb, insbesondere die Nockenwelle, wenigstens einen Nocken, welcher auch als Ventilnocken bezeichnet wird. Bei dem zuvor genannten Steuertrieb ist die Phasenlage des Pumpennockens der Kraftstoffpumpe in Relation zu dem Ventilnocken des Ventiltriebs üblicherweise nicht frei wählbar. Dabei ist der Pumpennocken so ausgeführt, dass Kraftstoffdruckimpulse in einer definierten Phasenlage zu den Ventilsteuerzeiten liegen. Dabei weisen herkömmliche Steuertriebe den Nachteil auf, dass es zu sehr großen Drehmomentschwankungen beispielsweise von circa +/–25 Newtonmetern kommen kann, wobei diese Drehmomentschwankungen weit über einem mittleren Antriebsmoment liegen, das zum Antreiben der Nockenwelle erforderlich ist. Dieses mittlere Antriebsmoment beträgt üblicherweise circa 1 bis 2 Newtonmeter. Diese Drehmomentschwankungen führen zu einer starken Belastung des Steuertriebs, insbesondere von Komponenten beziehungsweise Bauteilen des Steuertriebs. Daher werden üblicherweise Räder des Steuertriebs massiv dimensioniert, sodass der Steuertrieb ein hohes Gewicht aufweist. Bei diesen Rädern handelt es sich beispielsweise um Ketten-, Riemen- oder Zahnräder. Darüber hinaus treten in den herkömmlichen Steuertrieben hohe Reibungen auf, was zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs der Verbrennungskraftmaschine führt. Außerdem kann es zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung kommen, und der Steuertrieb kann einen hohen Bauraumbedarf und hohe Kosten aufweisen.For actuating the least one gas exchange valve, the valve drive, in particular the camshaft, comprises at least one cam, which is also referred to as a valve cam. In the aforementioned control drive, the phase position of the pump cam of the fuel pump in relation to the valve cam of the valve train is usually not arbitrary. In this case, the pump cam is designed so that fuel pressure pulses are in a defined phase to the valve timing. In this case, conventional control drives have the disadvantage that it can lead to very large torque fluctuations, for example, of about +/- 25 Newton meters, these torque fluctuations are well above an average drive torque required to drive the camshaft. This average drive torque is usually about 1 to 2 Newton meters. These torque fluctuations lead to a heavy load on the timing drive, in particular of components or components of the timing drive. Therefore, usually wheels of the timing gear are massively dimensioned, so that the timing gear has a high weight. These wheels are, for example, chain, belt or gears. In addition, occur in the conventional control drives high friction, resulting in an increase in fuel consumption of the Internal combustion engine leads. In addition, there may be an undesirable noise, and the control drive can have a high space requirement and high costs.

Diese Probleme und Nachteile können mittels der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe vermieden werden, da die erfindungsgemäße und beispielsweise als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe das Kompensationselement aufweist. Das Kompensationselement ist beispielsweise in seiner Phasenlage so angeordnet, dass beispielsweise durch das Fördern des Kraftstoffes bewirkte Drehmomentschwankungen, welche üblicherweise an dem Pumpennocken auftreten und über den Pumpennocken in den Steuertrieb eingeleitet werden, zumindest teilweise kompensiert und dadurch zumindest gering gehalten werden. Im Idealfall treten im Steuertrieb (Antriebseinrichtung) keine Drehmomentschwankungen mehr auf. Mit anderen Worten können mittels des Kompensationselements übermäßige Drehmomentschwankungen des Pumpennockens vermieden werden, sodass auch die Einleitung von übermäßigen Drehmomentschwankungen über den Pumpennocken in die Antriebseinrichtung insgesamt vermieden werden kann. Dadurch können auf die Antriebseinrichtung wirkende Belastungen, insbesondere während eines Betriebs der Verbrennungskraftmaschine, besonders gering gehalten werden, sodass die Antriebseinrichtung im Vergleich zum Einsatz von herkömmlichen Kraftstoffpumpen deutlich schwächer beziehungsweise filigraner dimensioniert werden kann. Dadurch können das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten der Antriebseinrichtung besonders gering gehalten werden.These problems and disadvantages can be avoided by means of the fuel pump according to the invention, since the fuel pump according to the invention and designed for example as a high-pressure fuel pump has the compensation element. The compensation element is arranged, for example, in its phase position so that, for example, by the conveying of the fuel caused torque fluctuations, which usually occur on the pump cam and are introduced via the pump cam in the control drive, at least partially compensated and thereby kept at least low. Ideally, no torque fluctuations occur in the control drive (drive device). In other words, excessive torque fluctuations of the pump cam can be avoided by means of the compensation element, so that the introduction of excessive torque fluctuations via the pump cam in the drive device can be avoided altogether. As a result, loads acting on the drive device, in particular during operation of the internal combustion engine, can be kept particularly low, so that the drive device can be dimensioned significantly weaker or more filigree in comparison with the use of conventional fuel pumps. As a result, the weight, the space requirement and the cost of the drive device can be kept very low.

Da das Kompensationselement erfindungsgemäß Bestandteil der Kraftstoffpumpe beziehungsweise in die Kraftstoffpumpe integriert ist, ist ein separater Nocken zum Antrieben eines beispielsweise an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftmaschine angeordneten Kompensationselements nicht vorgesehen und nicht erforderlich, sodass die Teileanzahl, der Bauraumbedarf und die Kosten der Verbrennungskraftmaschine insgesamt besonders gering gehalten werden können.Since the compensation element according to the invention is part of the fuel pump or integrated into the fuel pump, a separate cam for driving a arranged, for example, on a cylinder head of the internal combustion engine compensation element is not provided and not required, so that the number of parts, the space requirement and the cost of the internal combustion engine kept very low overall can be.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 eine schematische Darstellung eines Einspritzsystems gemäß einer ersten Ausführungsform für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einer Kraftstoffpumpe zum Fördern eines flüssigen Kraftstoffes, wobei die Kraftstoffpumpe wenigstens ein Kompensationselement zum Kompensieren von Drehmomentschwankungen eines Pumpennockens der Kraftstoffpumpe aufweist, und 1 a schematic representation of an injection system according to a first embodiment of an internal combustion engine, with a fuel pump for conveying a liquid fuel, wherein the fuel pump has at least one compensation element for compensating torque fluctuations of a pump cam of the fuel pump, and

2 eine schematische Darstellung des Einspritzsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 a schematic representation of the injection system according to a second embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Einspritzsystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform für eine in den Fig. nicht gezeigte Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens. Das Kraftfahrzeug ist dabei mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar, welche beispielswiese als Hubkolbenmaschine ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst eine Mehrzahl von Brennräumen, welche beispielsweise als Zylinder ausgebildet sind. Zum Antreiben des Kraftfahrzeugs ist die Verbrennungskraftmaschine in einem gefeuerten Betrieb betreibbar, in welchem in den Brennräumen Verbrennungsvorgänge ablaufen. 1 shows a schematic representation of an injection system 10 according to a first embodiment of an internal combustion engine not shown in the figures of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle. The motor vehicle is driven by means of the internal combustion engine, which is for example designed as a reciprocating engine. The internal combustion engine comprises a plurality of combustion chambers, which are designed, for example, as cylinders. For driving the motor vehicle, the internal combustion engine can be operated in a fired operation in which combustion processes take place in the combustion chambers.

Hierzu werden dem jeweiligen Brennraum zumindest Luft und flüssiger Kraftstoff zugeführt, sodass die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere in ihrem gefeuerten Betrieb, mittels des flüssigen Kraftstoffes betreibbar ist beziehungsweise betrieben wird.For this purpose, at least air and liquid fuel are supplied to the respective combustion chamber, so that the internal combustion engine, in particular in its fired operation, is operable or operated by means of the liquid fuel.

Zum Einbringen des flüssigen Kraftstoffes in die Brennräume umfasst das Einspritzsystem 10 eine Mehrzahl von Einspritzventilen 12. Dabei ist beispielsweise jedem Brennraum genau eines der Einspritzventile 12 zugeordnet, wobei der Kraftstoff mittels des jeweiligen Einspritzventils 12 beispielsweise direkt in den dem jeweiligen Einspritzventil 12 zugeordneten Brennraum einspritzbar ist. Des Weiteren ist wenigstens ein Tank 14 vorgesehen, in welchem der flüssige Kraftstoff aufnehmbar ist beziehungsweise gespeichert wird.For introducing the liquid fuel into the combustion chambers comprises the injection system 10 a plurality of injectors 12 , For example, each combustion chamber is exactly one of the injection valves 12 assigned, wherein the fuel by means of the respective injection valve 12 For example, directly into the respective injection valve 12 associated combustion chamber can be injected. Furthermore, at least one tank 14 provided, in which the liquid fuel can be received or stored.

Das Einspritzsystem 10 umfasst eine Vorförderpumpe 16 und eine als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildete Kraftstoffpumpe 18, welche in Strömungsrichtung des von dem Tank 14 zu den Einspritzventilen 12 strömenden Kraftstoffes stromab der Vorförderpumpe 16 angeordnet ist. Mittels der Vorförderpumpe 16 wird der Kraftstoff aus dem Tank 14 zur Kraftstoffpumpe 18 gefördert, wobei mittels der Vorförderpumpe 16 beispielsweise ein erster Druck des Kraftstoffes bewirkt wird. Mittels der Kraftstoffpumpe 18 wird der Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 18 weiter zu den Einspritzventilen 12 gefördert, wobei mittels der Kraftstoffpumpe 18 ein gegenüber dem ersten Druck höherer, zweiter Druck des Kraftstoffes bewirkbar ist beziehungsweise bewirkt wird. Daher wird die Vorförderpumpe 16 auch als Kraftstoffniederdruckpumpe bezeichnet, wobei die Kraftstoffpumpe 18 eine Kraftstoffhochdruckpumpe ist.The injection system 10 includes a prefeed pump 16 and a fuel pump configured as a high-pressure fuel pump 18 , which flow in the direction of the tank 14 to the injectors 12 flowing fuel downstream of the feed pump 16 is arranged. By means of the pre-feed pump 16 the fuel gets out of the tank 14 to the fuel pump 18 promoted, by means of the feed pump 16 For example, a first pressure of the fuel is effected. By means of the fuel pump 18 gets the fuel from the fuel pump 18 continue to the injectors 12 promoted, by means of the fuel pump 18 a relation to the first pressure higher, second pressure of the fuel is effected or is effected. Therefore, the pre-feed pump 16 Also referred to as a low-pressure fuel pump, wherein the fuel pump 18 a high-pressure fuel pump is.

Beispielsweise ist den Einspritzventilen 12 ein den Einspritzventilen 12 gemeinsames Kraftstoffverteilungselement 20 zugeordnet, welches auch als Rail, Kraftstoffrail oder Common-Rail bezeichnet wird. Mittels der Kraftstoffpumpe 18 wird der flüssige Kraftstoff mit dem zweiten Druck zudem und insbesondere in das Kraftstoffverteilungselement 20 gefördert, in welchem der unter dem hohen zweiten Druck stehende Kraftstoff gespeichert wird. Von dem Kraftstoffverteilungselement 20 kann der flüssige Kraftstoff mit dem hohen zweiten Druck auf die Einspritzventile 12 verteilt werden, mittels welchen dann der flüssige Kraftstoff mit dem hohen zweiten Druck in die Brennräume, insbesondere direkt, eingespritzt wird.For example, the injectors 12 a the injectors 12 common fuel distribution element 20 assigned, which is also referred to as a rail, fuel rail or common rail. By means of the fuel pump 18 In addition, the liquid fuel at the second pressure will, and in particular, into the fuel distribution element 20 promoted, in which the standing under the high second pressure fuel is stored. From the fuel distribution element 20 can the liquid fuel with the high second pressure on the injectors 12 be distributed, by means of which then the liquid fuel with the high second pressure in the combustion chambers, in particular directly, is injected.

Die Kraftstoffpumpe 18 umfasst wenigstens ein Pumpenelement 22, welches vorliegend als Kolben ausgebildet ist. Somit ist die Kraftstoffpumpe 18 als Kolbenpumpe ausgebildet. Der Kolben ist in einem korrespondierenden Zylinder 24 translatorisch bewegbar aufgenommen. Über eine erste Kraftstoffleitung 26 wird der Kraftstoff mittels der Vorförderpumpe 16 aus dem Tank 14 in den Zylinder 24 gefördert. Durch translatorisches Bewegen des Pumpenelements 22 relativ zum Zylinder 24 wird der in den Zylinder 24 eingeleitete Kraftstoff aus dem Zylinder 24 in eine zweite Kraftstoffleitung 28 gefördert, wobei mittels des Pumpenelements 22 der zweite Druck des Kraftstoffes bewirkt wird. Da der die Kraftstoffleitung 28 durchströmende Kraftstoff den zweiten Druck aufweist, wird die Kraftstoffleitung 28 auch als Hochdruckleitung bezeichnet. Mittels der Hochdruckleitung wird der mittels des Pumpenelements 22 geförderte Kraftstoff von dem Zylinder 24 zu dem und insbesondere in das Kraftstoffverteilungselement 20 geführt. Dabei ist in der zweiten Kraftstoffleitung 28 ein Rückschlagventil 30 angeordnet.The fuel pump 18 comprises at least one pump element 22 which is presently designed as a piston. Thus, the fuel pump 18 designed as a piston pump. The piston is in a corresponding cylinder 24 taken translationally movable. Via a first fuel line 26 the fuel is delivered by means of the pre-feed pump 16 from the tank 14 in the cylinder 24 promoted. By translational movement of the pump element 22 relative to the cylinder 24 will be in the cylinder 24 introduced fuel from the cylinder 24 in a second fuel line 28 promoted, wherein by means of the pump element 22 the second pressure of the fuel is effected. Because of the fuel line 28 flowing fuel has the second pressure, the fuel line 28 also referred to as high pressure line. By means of the high pressure line is the means of the pump element 22 pumped fuel from the cylinder 24 to and in particular in the fuel distribution element 20 guided. It is in the second fuel line 28 a check valve 30 arranged.

Die Kraftstoffpumpe 18 umfasst ferner einen Pumpennocken 32, welcher beispielsweise um eine Drehachse 34 relativ zu dem Pumpenelement 22 drehbar ist. Mittels des Pumpennockens 32 ist das Pumpenelement 22 antreibbar, um dadurch mittels des Pumpenelements 22 den flüssigen Kraftstoff zu fördern. Dies bedeutet, dass das als Kolben ausgebildete Pumpenelement 22 mittels des Pumpennockens 32 bewegbar ist.The fuel pump 18 further includes a pump cam 32 which, for example, about a rotation axis 34 relative to the pump element 22 is rotatable. By means of the pump cam 32 is the pump element 22 drivable to thereby by means of the pump element 22 to promote the liquid fuel. This means that designed as a piston pump element 22 by means of the pump cam 32 is movable.

Dabei umfasst die Verbrennungskraftmaschine eine in den Fig. nicht dargestellte Antriebseinrichtung, mittels welcher der Pumpennocken 32 antreibbar ist. Der Pumpennocken 32 ist beispielsweise mit einer in den Fig. nicht dargestellten Welle drehfest verbunden, sodass der Pumpennocken 32 mittels der Welle um die Drehachse 34 drehbar ist. Die Antriebseinrichtung umfasst dabei beispielsweise ein drehfest mit der Welle verbundenes erstes Rad. Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine eine Abtriebswelle, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann. Beispielsweise ist die Abtriebswelle als Kurbelwelle ausgebildet. Die Antriebseinrichtung umfasst dabei ein drehfest mit der Abtriebswelle verbundenes zweites Rad, wobei das erste Rad von dem zweiten Rad und somit von der Abtriebswelle antreibbar ist. Dadurch ist der Pumpennocken 32 über die Welle, das erste Rad und das zweite Rad von der Abtriebswelle antreibbar.In this case, the internal combustion engine comprises a drive means, not shown in the figures, by means of which the pump cam 32 is drivable. The pump cam 32 is rotatably connected, for example, with a shaft, not shown in the figures, so that the pump cam 32 by means of the shaft around the axis of rotation 34 is rotatable. In this case, the drive device comprises, for example, a first wheel connected in a rotationally fixed manner to the shaft. Furthermore, the internal combustion engine comprises an output shaft, via which the internal combustion engine can provide torques for driving the motor vehicle. For example, the output shaft is designed as a crankshaft. The drive device comprises a rotatably connected to the output shaft second wheel, wherein the first wheel of the second wheel and thus driven by the output shaft. This is the pump cam 32 driven by the output shaft via the shaft, the first wheel and the second wheel.

Die Räder sind beispielsweise als Zahnräder ausgebildet, sodass die Antriebseinrichtung beispielsweise als Zahnradtrieb ausgebildet ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Räder als Kettenräder oder Riemenscheiben beziehungsweise Riemenräder ausgebildet sind, sodass die Antriebseinrichtung beispielsweise als Kettentrieb oder Riementrieb ausgebildet ist. Dabei umfasst die Antriebseinrichtung wenigstens ein beispielsweise als Kette oder Riemen ausgebildetes Zugmittel, welches auch als Umschlingungsmittel bezeichnet wird. Mittels des Zugmittels können Zugkräfte, jedoch keine Druckkräfte übertragen werden. Dabei umschlingt das Zugmittel die Räder jeweils zumindest teilweise, sodass die Räder über das Zugmittel miteinander gekoppelt sind. Dadurch ist das erste Rad über das Zugmittel von dem zweiten Rad antreibbar. Ebenso ist es denkbar, dass die Kraftstoffpumpe von der 18 Antriebseinrichtung mittelbar angetrieben wird. Unter mittelbar angetrieben soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Antriebseinrichtung eine andere Komponente des Motors, wie beispielsweise eine Nockenwelle antreibt, und von dieser Komponente aus die Kraftstoffpumpe 18 angetrieben wird.The wheels are for example designed as gears, so that the drive device is designed for example as a gear drive. Alternatively, it is conceivable that the wheels are designed as sprockets or pulleys or pulleys, so that the drive device is formed for example as a chain drive or belt drive. In this case, the drive device comprises at least one, for example, designed as a chain or belt traction means, which is also referred to as looping. By means of the traction means tensile forces, but no compressive forces can be transmitted. In this case, the traction device wraps around the wheels at least partially, so that the wheels are coupled together via the traction means. As a result, the first wheel can be driven by the second wheel via the traction means. It is also conceivable that the fuel pump is driven indirectly by the drive means. By indirectly driven in this context is to be understood that the drive means drives another component of the engine, such as a camshaft, and from this component from the fuel pump 18 is driven.

Dadurch, dass sich das Pumpenelement 22 beim Fördern des Kraftstoffes relativ zu dem Zylinder 24 abwechselnd hin- und her bewegt, wird der Kraftstoff mittels der Kraftstoffpumpe 18 pulsartig beziehungsweise gepulst gefördert, sodass es zu Druckimpulsen des Kraftstoffes kommen kann, wobei diese Druckimpulse üblicherweise über das Pumpenelement 22 auf den Pumpennocken 32 wirken. Sind keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen, so bewirken diese Druckimpulse hohe Drehmomentschwankungen des Pumpennockens 32, wobei diese Drehmomentschwankungen – falls keine entsprechende Gegenmaßnahme getroffen ist – in die Antriebseinrichtung insgesamt eingeleitet werden können. Dies führt üblicherweise zu hohen Belastungen der Antriebseinrichtung, sodass diese besonders massiv und somit bauraum-, gewichts- und kostenintensiv ausgebildet werden muss.This causes the pump element 22 in conveying the fuel relative to the cylinder 24 alternately moved back and forth, the fuel by means of the fuel pump 18 promoted pulsed or pulsed so that it can come to pressure pulses of the fuel, these pressure pulses usually via the pump element 22 on the pump cam 32 Act. If no appropriate countermeasures are taken, these pressure pulses cause high torque fluctuations of the pump cam 32 , Wherein these torque fluctuations - if no appropriate countermeasure is taken - are introduced into the drive device as a whole can. This usually leads to high loads on the drive device, so that it must be made particularly solid and thus space, weight and cost-intensive.

Um diese Probleme und Nachteile zu vermeiden, ist es nun vorgesehen, dass die Kraftstoffpumpe 18 wenigstens ein Kompensationselement 36 aufweist, mittels welchem beispielsweise durch die beschriebenen Druckimpulse bewirkte Drehmomentschwankungen des Pumpennockens 32 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, kompensierbar sind beziehungsweise kompensiert werden. Mit anderen Worten können mittels des Kompensationselements 36 Drehmomentschwankungen des Pumpennockens 32 besonders gering gehalten oder vermieden werden, sodass auch eine Einleitung von übermäßigen Drehmomentschwankungen in die Antriebseinrichtung vermieden werden kann. In der Folge kann die Antriebseinrichtung besonders filigran beziehungsweise gewichts-, bauraum- und kostengünstig ausgestaltet werden.To avoid these problems and disadvantages, it is now envisaged that the fuel pump 18 at least one compensation element 36 has, by means of which, for example, caused by the pressure pulses described torque fluctuations of the pump cam 32 be at least partially, in particular at least predominantly, are compensated or compensated. In other words, by means of the compensation element 36 Torque variations of the pump cam 32 be kept particularly low or avoided, so that an introduction of excessive torque fluctuations can be avoided in the drive device. As a result, the drive device can be made particularly delicate or weight, space and cost.

Das Kompensationselement 36 umfasst dabei einen an dem Pumpennocken 32 abgestützten Stößel 38, welcher zumindest teilweise in einem Zylinder 40 des Kompensationselements 36 angeordnet ist. Dabei ist der Stößel 38 relativ zu dem Pumpennocken 32 und relativ zu dem Zylinder 40 translatorisch bewegbar. Ferner umfasst das Kompensationselement 36 bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform wenigstens ein Federelement 42, welches einerseits an dem Zylinder 40 und andererseits an dem Stößel 38 abgestützt ist. Das Federelement 42 stellt dabei eine Federkraft bereit, mittels welcher der Stößel 38 in Stützanlage mit dem Pumpennocken 32 gehalten wird beziehungsweise zu halten ist. Somit ist es vorgesehen, dass auf denselben Pumpennocken 32, der das Pumpenelement 22 antreibt, phasenverschoben der federbelastete Stößel 38 wirkt.The compensation element 36 includes one on the pump cam 32 supported ram 38 which at least partially in a cylinder 40 of the compensation element 36 is arranged. Here is the plunger 38 relative to the pump cam 32 and relative to the cylinder 40 translationally movable. Furthermore, the compensation element comprises 36 at the in 1 shown at least one spring element 42 , which on the one hand to the cylinder 40 and on the other hand on the plunger 38 is supported. The spring element 42 provides a spring force, by means of which the plunger 38 in support system with the pump cam 32 is held or is to be held. Thus, it is envisaged that on the same pump cam 32 that is the pump element 22 drives, phase-shifted the spring-loaded plunger 38 acts.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Einspritzsystems 10, insbesondere der Kraftstoffpumpe 18. Bei der zweiten Ausführungsform ist eine Rückführleitung 44 vorgesehen, mittels welcher der Stößel 38 mit zumindest einem Teil des mittels des Pumpenelements 22 geförderten Kraftstoffes beaufschlagbar ist. Hierzu ist die Rückführleitung 44 an einer in Strömungsrichtung des Kraftstoffes von dem Zylinder 24 zu dem Kraftstoffverteilungselement 20 stromab des Pumpenelementes 22 angeordnete Verbindungsstelle V fluidisch mit der Kraftstoffleitung 28 verbunden. Ferner ist die Rückführleitung 44 fluidisch mit einer Arbeitskammer 46 verbunden, welche teilweise durch den Zylinder 40 und teilweise durch den Stößel 38 begrenzt ist. Dabei ist in der Arbeitskammer 46 das Federelement 42 angeordnet. Mittels der Rückführleitung 44 kann zumindest ein Teil des die Kraftstoffleitung 28 durchströmenden Kraftstoffes aus der Kraftstoffleitung 28 abgezweigt und in die Arbeitskammer 46 eingeleitet werden. Der in die Arbeitskammer 46 eingeleitete Kraftstoff wirkt auf den Stößel 38, welcher somit mit dem in die Arbeitskammer 46 eingeleiteten Kraftstoff beaufschlagt wird. Hierdurch ist eine lastabhängige Kraftverstärkung des Kompensationselements 36 beziehungsweise des Stößels 38 realisierbar. 2 shows a second embodiment of the injection system 10 , in particular the fuel pump 18 , In the second embodiment, a return line 44 provided by means of which the plunger 38 with at least a part of the means of the pump element 22 subsidized fuel can be acted upon. For this purpose, the return line 44 at one in the flow direction of the fuel from the cylinder 24 to the fuel distribution element 20 downstream of the pump element 22 arranged connection point V fluidly with the fuel line 28 connected. Furthermore, the return line 44 fluidic with a working chamber 46 connected, which partly through the cylinder 40 and partly by the pestle 38 is limited. It is in the working chamber 46 the spring element 42 arranged. By means of the return line 44 can be at least part of the fuel line 28 flowing fuel from the fuel line 28 branched off and into the working chamber 46 be initiated. The in the working chamber 46 introduced fuel acts on the plunger 38 , which thus with the in the working chamber 46 introduced fuel is applied. As a result, a load-dependent power amplification of the compensation element 36 or the plunger 38 realizable.

Der zweiten Ausführungsform liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
Die Antriebseinrichtung ist beispielsweise als Steuertrieb ausgebildet, welcher einen Ventiltrieb zum Betätigen von Gaswechselventilen der Verbrennungskraftmaschine umfasst. Die Gaswechselventile sind beispielsweise als Auslassventile ausgebildet. Der Ventiltrieb umfasst beispielsweise wenigstens eine Nockenwelle zum Betätigen beziehungsweise Antreiben der Auslassventile. Zum Betätigen der Auslassventile wird die Nockenwelle angetrieben, wobei die Nockenwelle mittels eines Antriebsmoments angetrieben wird. Da das Antriebsmoment zum Antreiben der Nockenwelle und somit zum Betätigen beziehungsweise Antreiben der Auslassventile, insbesondere in Abhängigkeit von einem jeweiligen, in dem jeweiligen Zylinder herrschenden Innendruck, sowie eine Betätigungskraft zum Betätigen des Pumpenelements 22, insbesondere in Abhängigkeit von dem Druck des Kraftstoffes, lastabhängig zunehmen, wird die von dem Federelement 42 bereitgestellte Federkraft des Kompensationselements 36 durch eine Beaufschlagung des Stößels 38 mit dem Kraftstoff und somit mit dem lastabhängigen Druck des Kraftstoffes unterstützt. Hierdurch können Drehmomentschwankungen auch bei wechselnder Last der Verbrennungskraftmaschine effektiv kompensiert werden.The second embodiment is based on the following finding:
The drive device is designed for example as a control drive, which comprises a valve drive for actuating gas exchange valves of the internal combustion engine. The gas exchange valves are designed for example as exhaust valves. The valve train comprises, for example, at least one camshaft for actuating or driving the exhaust valves. For actuating the exhaust valves, the camshaft is driven, wherein the camshaft is driven by means of a drive torque. Since the drive torque for driving the camshaft and thus for actuating or driving the exhaust valves, in particular in dependence on a respective, prevailing in the respective cylinder internal pressure, and an actuating force for actuating the pump element 22 , in particular as a function of the pressure of the fuel, load-dependent increase, is the of the spring element 42 Provided spring force of the compensation element 36 by acting on the plunger 38 supported with the fuel and thus with the load-dependent pressure of the fuel. As a result, torque fluctuations can be effectively compensated even with changing load of the internal combustion engine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Einspritzsysteminjection
1212: EinspritzventileInjectors
1414: Tanktank
1616: Vorförderpumpeprefeed
1818: KraftstoffpumpeFuel pump
2020: KraftstoffverteilungselementFuel distribution element
2222: Pumpenelementpump element
2424: Zylindercylinder
2626: erste Kraftstoffleitungfirst fuel line
2828: zweite Kraftstoffleitungsecond fuel line
3030: Rückschlagventilcheck valve
3232: Pumpennockenpump cam
3434: Drehachseaxis of rotation
3636: Kompensationselementcompensation element
3838: Stößeltappet
4040: Zylindercylinder
4242: Federelementspring element
4444: RückführleitungReturn line
4646: Arbeitskammerworking chamber
VV: Verbindungsstellejunction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1783355 A1 [0003]

Claims

Fuel pump ( 18 ) for conveying a liquid fuel for an internal combustion engine, with at least one pump cam driven by a drive device of the internal combustion engine (US Pat. 32 ), by means of which at least one pump element ( 22 ) is drivable for conveying the fuel, characterized in that at least one compensation element ( 36 ) for at least partially compensating torque fluctuations of the pump cam ( 32 ) is provided.

Fuel pump ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the compensation element ( 36 ) at least one translational relative to the pump cam ( 32 ) and on the pump cam ( 32 ) supported ram ( 38 ).

Fuel pump ( 18 ) according to claim 2, characterized in that the compensation element ( 36 ) at least one spring element ( 42 ), which provides a spring force by means of which the plunger ( 38 ) in support system with the pump cam ( 32 ) is to hold.

Fuel pump ( 18 ) according to claim 2 or 3, characterized in that a return line ( 44 ) is provided, by means of which the plunger ( 38 ) with at least a part of the by means of the pump element ( 22 ) promoted fuel can be acted upon.