DE102022201334A1 - Pump, in particular high-pressure fuel pump - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe, vorgeschlagen mit wenigstens einem Pumpenelement (30), das einen durch eine Antriebswelle (38) in einer Hubbewegung angetriebenen Pumpenkolben (32) aufweist, der einen Pumpenarbeitsraum (36) begrenzt, der beim Saughub des Pumpenkolbens (32) mit zu förderndem Medium aus einem Zulauf (11) befüllbar ist. Die Antriebswelle (38) ist in einem Triebwerksraum (44) eines Gehäuses (46) der Pumpe angeordnet. In der hydraulischen Verbindung (11a) des Pumpenelements (30) mit dem Zulauf (11) ist eine Zumesseinrichtung (52) angeordnet und der Triebwerksraum (44) ist mit dem Zulauf (11) hydraulisch verbunden. Die Zumesseinrichtung (52) ist hydraulisch sowohl über die Verbindung (11a) direkt mit dem Zulauf (11) als auch über wenigstens eine weitere Verbindung (60) mit dem Triebwerksraum (44) verbunden.A pump, in particular a high-pressure fuel pump, is proposed with at least one pump element (30) which has a pump piston (32) which is driven in a lifting movement by a drive shaft (38) and delimits a pump working chamber (36) which during the suction stroke of the pump piston (32 ) with medium to be pumped from an inlet (11) can be filled. The drive shaft (38) is arranged in a drive mechanism chamber (44) of a housing (46) of the pump. A metering device (52) is arranged in the hydraulic connection (11a) of the pump element (30) to the inlet (11), and the engine chamber (44) is hydraulically connected to the inlet (11). The metering device (52) is hydraulically connected both directly to the inlet (11) via the connection (11a) and to the engine compartment (44) via at least one further connection (60).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Pumpe, insbesondere Kraftstoffhochdruckpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a pump, in particular a high-pressure fuel pump, according to the preamble of claim 1.
Eine solche Pumpe in Form einer Kraftstoffhochdruckpumpe ist durch die
Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention
Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass von dem wenigstens einen Pumpenelement zu förderndes Medium bei hohem Fördermengenbedarf zusätzlich auch aus dem Triebwerksraum entnommen werden kann, so dass die insgesamt durch den Zulauf zuzuführende Menge an Medium geringer gehalten werden kann mit entsprechenden Vorteilen bei den Herstellungskosten.The pump according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that the medium to be pumped by the at least one pump element can also be taken from the engine compartment when there is a high flow rate requirement, so that the total volume of medium to be supplied through the inlet can be kept lower with corresponding advantages in terms of production costs.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Pumpe angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt, dass Medium direkt aus dem Zulauf zum wenigstens einen Pumpenelement strömen kann. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 3 ist die dem Triebwerksraum zugeführte Menge an Medium begrenzt und dadurch sichergestellt, dass dem wenigstens einen Pumpenelement eine ausreichende Menge an Medium zugeführt werden kann. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 4 und insbesondere Anspruch 5 ist das Risiko, dass aus dem Triebwerksraum Partikel zur Zumesseinrichtung und zum wenigstens einen Pumpenelement gelangen, gering gehalten. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ist dieses Risiko weiter reduziert. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ist auf einfache Weise die Verbindung der Zumesseinrichtung mit dem Zulauf und dem Triebwerksraum ermöglicht.Advantageous refinements and developments of the pump according to the invention are specified in the dependent claims. The embodiment according to claim 2 ensures that medium can flow directly from the inlet to at least one pump element. The embodiment according to claim 3 limits the quantity of medium supplied to the engine compartment and thereby ensures that a sufficient quantity of medium can be supplied to the at least one pump element. The design according to claim 4 and in particular claim 5 keeps the risk of particles from the engine room reaching the metering device and the at least one pump element low. The embodiment according to claim 6 further reduces this risk. The embodiment according to claim 7 enables the metering device to be connected to the inlet and the machine room in a simple manner.
Figurenlistecharacter list
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
1 in vereinfachter Darstellung eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffhochdruckpumpe,2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt der Kraftstoffhochdruckpumpe und3 in vergrößerter Darstellung eine Zumesseinrichtung der Kraftstoffhochdruckpumpe.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it1 a simplified representation of a fuel injection device for an internal combustion engine with a high-pressure fuel pump,2 an enlarged view of a section of the high-pressure fuel pump and3 an enlarged view of a metering device for the high-pressure fuel pump.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
In
Die Hochdruckpumpe 14 weist wenigstens ein Pumpenelement 30 auf, das einen Pumpenkolben 32 umfasst, der in einer Zylinderbohrung 34 dicht geführt ist und in dieser einen Pumpenarbeitsraum 36 begrenzt. Die Hochdruckpumpe 14 weist eine Antriebswelle 38 auf, die als Exzenter- oder Nockenwelle ausgebildet ist und beispielsweise wenigstens einen Nocken 40 aufweist. Die Antriebswelle 38 wird beispielsweise durch die Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben und rotiert im Betrieb der Pumpe 14 um eine Drehachse 39. Der Nocken 40 kann als Einfachnocken oder Mehrfachnocken ausgebildet sein.The high-
Der Pumpenkolben 32 des Pumpenelements 30 stützt sich über einen Stößel 42 am Nocken 40 ab, wobei der Stößel 42 beispielsweise als Rollenstößel ausgebildet sind, in dem eine auf dem Nocken 40 abrollende Rolle drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 38 und der Stößel 42 sind Teil eines Antriebsbereichs der Hochdruckpumpe 14 und diese sind in einem Triebwerksraum 44 eines Gehäuses 46 der Hochdruckpumpe 14 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 36 ist über ein Einlassventil 48 hydraulisch mit dem Zulauf 11 verbindbar und über ein Auslassventil 50 hydraulisch mit dem Hochdruckspeicher 16 verbindbar.The
In der hydraulischen Verbindung 11a des Einlassventils 48 mit dem Zulauf 11 ist eine Zumesseinrichtung 52 angeordnet, durch die die zum Einlassventil 48 gelangende Kraftstoffmenge und dadurch die durch das Pumpenelement 30 geförderte Kraftstoffmenge variiert werden kann. Die Zumesseinrichtung 52 ist als Proportionalventil ausgebildet und durch diese kann in der Verbindung 11a zwischen dem Einlassventil 48 und dem Zulauf 11 ein variabler Durchflussquerschnitt eingestellt werden. Die Zumesseinrichtung 52 weist beispielsweise einen elektromagnetischen Aktor 54 auf, der durch die Steuereinrichtung 20 angesteuert wird und durch den ein Ventilkolben 56 in Richtung seiner Längsachse 55 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 57 bewegbar ist, durch den der Durchflussquerschnitt eingestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass bei nicht bestromtem Aktor 54 der maximale Durchflussquerschnitt eingestellt ist und durch Bestromung des Aktors 54 mittels der Steuereinrichtung 20 der Durchflussquerschnitt verringert wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass bei nicht bestromtem Aktor 54 die Zumesseinrichtung 52 geschlossen ist und durch Bestromung mittels der Steuereinrichtung 20 der Durchflussquerschnitt vergrößert wird. Durch Variation des Durchflussquerschnitts mittels der Zumesseinrichtung 52 kann die Fördermenge des Pumpenelements 30 variiert werden.A
Der Triebwerksraum 44 ist über eine Verbindung 11b ebenfalls mit dem Zulauf 11 hydraulisch verbunden, so dass diesem zur Schmierung und Kühlung des Antriebsbereichs Kraftstoff zugeführt wird. Die hydraulische Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11 ist stromaufwärts der hydraulischen Verbindung 11b des Triebwerksraums 44 mit dem Zulauf 11 angeordnet. Dadurch erfolgt eine Zuströmung von Kraftstoff aus dem Zulauf 11 über die Verbindung 11a zur Zumesseinrichtung 52 direkt aus dem Zulauf 11 ohne vorherige Durchströmung des Triebwerksraums 44.The
In der hydraulischen Verbindung 11b des Triebwerksraums 44 mit dem Zulauf 11 ist vorzugsweise eine Drosselstelle 58 vorgesehen, durch die der Durchfluss von Kraftstoff zum Triebwerksraum 44 begrenzt wird. Die Drosselstelle 58 ist so dimensioniert, dass eine ausreichende Kraftstoffmenge zur erforderlichen Schmierung und Kühlung des Antriebsbereichs der Hochdruckpumpe 14 in den Triebwerksraum 44 gelangt.In the
Erfindungsgemäß ist die Zumesseinrichtung 52 zusätzlich zu deren direkter Verbindung 11a mit dem Zulauf 11 auch hydraulisch mit dem Triebwerksraum 44 über eine weitere Verbindung 60 verbunden. Die Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11 und die weitere Verbindung 60 mit dem Triebwerksraum 44 münden gemeinsam stromaufwärts vor der Zumesseinrichtung 52.According to the invention, in addition to its
Der Zulauf 11 mündet beispielsweise im Gehäuse 46 der Hochdruckpumpe 14 und verläuft als Bohrung im Gehäuse 46. Das Gehäuse 46 kann mehrteilig ausgebildet sein. Die Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11, die Verbindung 11b des Triebwerksraums 44 mit dem Zulauf 11 und die weitere Verbindung 60 der Zumesseinrichtung 52 mit dem Triebwerksraum 44 sind ebenfalls als Bohrungen im Gehäuse 46 ausgebildet.The
Das Volumen der weiteren Verbindung 60 der Zumesseinrichtung 52 mit dem Triebwerksraum 44 ist vorzugsweise mindestens so groß wie das maximale Volumen, das bei einem Saughub des Pumpenkolbens 32 in den Pumpenarbeitsraum 36 angesaugt werden kann. Vorzugsweise ist das Volumen der weiteren Verbindung 60 doppelt so groß wie das durch den Pumpenkolben 32 bei einem Saughub maximal ansaugbare Volumen. Hierdurch ist sichergestellt, dass kein oder möglichst nur wenig Kraftstoff aus dem Triebwerksraum 44 selbst zur Zumesseinrichtung 52 gelangt sondern überwiegend Kraftstoff aus der weiteren Verbindung 60. Hierdurch ist das Risiko, dass aus dem Triebwerksraum 44 Partikel zur Zumesseinrichtung 52 gelanegn, gering.The volume of
Vorzugsweise ist in Einbaulage der Hochdruckpumpe 14 in Schwerkraftrichtung betrachtet die weitere Verbindung 60 der Zumesseinrichtung 52 mit dem Triebwerksraum 44 tiefer angeordnet als die Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11. Hierdurch wird das Risiko, dass Partikel aus dem Triebwerksraum 44 zur Zumesseinrichtung 52 gelangen, gering gehalten.In the installed position of high-
Die Zumesseinrichtung 52 ist in einer Aufnahme 62 im Gehäuse 46 angeordnet, die beispielsweise als Bohrung ausgebildet ist. Die Aufnahme 62 weist einen die Zumesseinrichtung 52 umgebenden Ringraum 64 auf, in den sowohl die Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11 sowie die weitere Verbindung 60 der Zumesseinrichtung 52 mit dem Triebwerksraum 44 münden. The
Eine Einströmung von Kraftstoff aus dem Ringraum 64 in die Zumesseinrichtung 52 erfolgt in radialer Richtung bezüglich der Längsachse 57 des Ventilkolbens 56 und eine Ausströmung aus der Zumesseinrichtung 52 zum Einlassventil 48 erfolgt in Richtung der Längsachse 57 des Ventilkolbens 56.Fuel flows from
Wenn der Fördermengenbedarf der Hochdruckpumpe 14 gering ist, so wird durch die Zumesseinrichtung 52 nur ein kleiner Durchflussquerschnitt freigegeben, so dass der Pumpenarbeitsraum 36 beim Saughub des Pumpenkolbens 32 nur teilweise mit Kraftstoff befüllt wird. In der Verbindung 11a der Zumesseinrichtung 52 mit dem Zulauf 11 ist dabei ein Überschuss an Kraftstoff vorhanden. Wenn der Fördermengenbedarf der Hochdruckpumpe 14 hoch ist, so wird durch die Zumesseinrichtung 52 nur ein großer Durchflussquerschnitt freigegeben, so dass der Pumpenarbeitsraum 36 beim Saughub des Pumpenkolbens 32 zu einem größeren Teil oder vollständig mit Kraftstoff befüllt wird. Wenn hierbei die über die Verbindung 11a zuströmende Kraftstoffmenge nicht ausreichend ist, so strömt zusätzlich Kraftstoff aus der weiteren Verbindung 60 zur Zumesseinrichtung 52, so dass eine ausreichende Befüllung des Pumpenarbeitsraums 36 sichergestellt ist.If the delivery quantity requirement of the high-
In den meisten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine wird diese nicht mit hoher Last betrieben und die von der Hochdruckpumpe 14 zu fördernde Kraftstoffmenge ist somit geringer als die maximale Fördermenge bei vollständiger Befüllung des Pumpenarbeitsraums 36. Der Zufluss von Kraftstoff über die Verbindung 11a aus dem Zulauf 11 zur Zumesseinrichtung 52 ist für diese Betriebszustände ausreichend und es wird kein Kraftstoff über die weitere Verbindung 60 zugeführt. Nur bei hoher Last der Brennkraftmaschine und entsprechend hoher von der Hochdruckpumpe 14 zu fördernder Kraftstoffmenge wird zusätzlich auch Kraftstoff zur Zumesseinrichtung 52 aus der weiteren Verbindung 60 zugeführt.In most operating states of the internal combustion engine, it is not operated at high load and the fuel quantity to be delivered by the high-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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