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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Hochdruckkraftstoffzuführpumpe, die insbesondere auf
eine Zuführpumpe
anwendbar ist, die in einem Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise
einer Dieselkraftmaschine zu verwenden ist.
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Eine herkömmliche Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
besteht aus einem Gehäuse
mit einem Zylinder, in dem ein Plungerkolben verschieblich aufgenommen
ist, und einem Zylinderkopf, in dem ein Einlassventil und ein Auslassventil
(Rückschlagventil)
vorgesehen sind. Gemäß der in
der JP-P-2001-500593A offenbarten Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
besteht der Zylinderkopf aus einer Platte, in der sowohl das Einlassventil
als auch das Auslassventil angeordnet sind und der Zylinderkopf ist
an dem Gehäuse
angebracht und damit befestigt. Dieser Aufbau hat ein Problem darin,
dass Befestigungsmittel zum Fixieren des Zylinderkopfs an dem Gehäuse relativ
groß und
kompliziert sind, da diese einem Pumpenkammerhochdruck standhalten
müssen,
den der Zylinderkopf empfängt,
was in höheren Zusammenbaukosten
und einem schwererem Körpergewicht
resultiert.
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Um mit diesem Problem umzugehen,
wird gegenwärtig
eine Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
P verwendet, wie sie in den 3A bis 3C gezeigt ist. Gemäß der Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
P ist ein Plungerkolben 2 verschieblich in einem Zylinder 20 aufgenommen,
der an einem unteren Abschnitt eines Gehäuses 1 vorgesehen
ist. Ein Einlassventil 3 ist an einem Kopfabschnitt des
Gehäuses 1 koaxial
zu dem Zylinder 20 angeordnet und ein Auslassventil 4 ist
an einem Seitenabschnitt des Gehäuses 1 rechtwinklig zu
einer Achse des Zylinders 20 angeordnet. Da das Einlassventil 3 und
das Auslassventil 4 durch Stöpsel
3A bzw. 4A starr
fixiert werden können,
ist der Befestigungsaufbau des Einlassventils 3 und des
Auslassventils 4 relativ einfach und die Pumpe P kann bei verringerten
Zusammenbaukosten hergestellt werden. Die Zuführpumpe P hat jedoch einen
Nachteil, gemäß dem eine
Auslassöffnung
oder -leitung 18 zum Aufnehmen des Hochdruckkraftstoffs
zu einer Innenumfangswand des Zylinders 20 offen ist.
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Bei der Zuführpumpe P, bei der die Auslassöffnung 18 zu
dem Zylinder 20 in einer Kreuzungsrichtung des Zylinders 20 offen
ist, konzentrieren sich Spannungen an den oberen und unteren Rändern 4C und 4D der
Auslassöffnung 18,
wie sie in 3B gezeigt
ist, wenn ein Hochdruck auf eine zylindrische Innenfläche des
Zylinders 20 aufgebracht wird, wie in 3C gezeigt ist. Eine Spannungskonzentration beeinträchtigt die
Lebensdauer und Zuverlässigkeit der
oberen und unteren Ränder 4C und 4D der
Auslassöffnung 18 nachteilig.
Dementsprechend muss das Gehäuse
aus einem härteren
Material gefertigt werden und deshalb ist der Herstellungsprozess kompliziert,
was wiederum in hohen Herstellungskosten resultiert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffzuführpumpe zu schaffen, bei der
sich Spannungen an einer Innenwand eines Zylinders kaum konzentrieren.
Dementsprechend wird der Zylinder bei geringeren Kosten unter Verwendung
eines Materials hergestellt, das einfach verarbeitet werden kann,
und eine längere Lebenszeit
und Zuverlässigkeit
der Zuführpumpe werden
sichergestellt.
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Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, ist bei
der Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
ein Gehäuse
mit einem Durchgangsloch versehen, das eine Stufe hat. Ein Plungerkolben
ist verschieblich und hin- und herbewegbar in dem Durchgangsloch
aufgenommen, das sich von seinem axialen Ende zu der Stufe erstreckt.
Ein Einlassventilelement ist in dem Durchgangsloch an einer zu dem
Plungerkolben mit Bezug auf die Stufe axial entgegengesetzten Seite
in dem Durchgangsloch positioniert und mit der Stufe in Kontakt,
so dass eine Pumpenkammer zwischen dem Plungerkolben und dem Einlassventilelement ausgebildet
wird. Das Einlassventilelement ist mit einem Einlassrückschlagventil
versehen, durch welches Kraftstoff zu der Pumpenkammer zugeführt wird,
wenn sich der Plungerkolben in einer zur Stufe entgegengesetzten
Richtung bewegt. Ein Auslassventilelement befindet sich in dem Durchgangsloch an
einer zu dem Plungerkolben mit Bezug auf das Einlassventilelement
axialen entgegengesetzten Seite und ist mit dem Einlassventilelement
in Kontakt. Das Auslassventilelement ist mit einem Auslassrückschlagventil
versehen, durch welches Kraftstoff von der Pumpenkammer ausgelassen
wird, wenn sich der Plungerkolben auf die Stufe zu bewegt. Ein Stöpsel ist
an einer Innenwand des Durchgangslochs an dessen anderen axialen
Ende schraubbefestigt.
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Mit der vorstehend erwähnten Pumpe
spannt der Stöpsel
sowohl das Auslassventilelement als auch das Einlassventilelement
axial gegen die Stufe vor, so dass das Einlassventilelement und
das Auslassventilelement starr in dem Durchgangsloch fixiert sind.
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Dieser Aufbau ist relativ einfach
und bei geringen Kosten leicht herstellbar. Da ferner an der Innenwand
des Zylinders keine Spannungskonzentration herrscht, hat die Pumpe
eine längere
Lebensdauer und ist zuverlässiger.
Da überdies
das Einlassventilelement und das Auslassventilelement gleichzeitig
durch ein einziges Teil des Stöpsels
fixiert werden können,
sind die Herstellungskosten geringer.
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Es ist vorzuziehen, dass das Einlassrückschlagventil
und das Auslassrückschlagventil
im Wesentlichen in einem säulenförmigen Bereich
positioniert sind, der durch axiales Auswerfen einer Spiegelung
von einer axialen Endfläche
des Plungerkolbens an einer Seite der Pumpenkammer definiert ist.
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Mit diesem Aufbau kann die Pumpe
bei niedrigeren Kosten ohne Verursachung eines Druckverlusts einfach
hergestellt werden.
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Bevorzugter Weise ist das Gehäuse mit
einer Einlassöffnung
versehen. Eine ringförmige
Einlassleitung ist zwischen einem inneren Umfang des Durchgangslochs
und einem äußeren Umfang
des Einlassventilelements ausgebildet. Das Einlassventilelement
ist in seinem Inneren mit einem Einlassdurchlass versehen, in dem
das Einlassrückschlagventil
installiert ist, dessen eines Ende zu der Pumpenkammer geöffnet ist
und dessen anderes Ende über
die ringförmige
Einlassleitung mit der Einlassöffnung
verbunden ist.
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Das Einlassventilelement mit dem
vorgenannten Aufbau kann bei geringeren Kosten einfach hergestellt
werden.
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Es ist vorzuziehen, dass das Auslassventilelement
in seinem Inneren mit einem Auslassdurchlass versehen ist, in dem
das Auslassrückschlagventil
installiert ist, und dass das Ventilelement in seinem Inneren mit
einer von dem Einlassdurchlass getrennt ausgebildeten Auslassleitung
versehen ist, deren eines Ende zu der Pumpenkammer geöffnet ist
und deren anderes Ende mit einem Ende des Auslassdurchlasses in
Verbindung ist.
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Das Auslassventilelement mit vorgenanntem Aufbau
kann bei geringen Kosten einfach hergestellt werden.
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Es ist ferner vorzuziehen, dass der
Stöpsel an
seiner Achse mit einer axial durchdringenden Auslassöffnung versehen
ist, die mit einem anderen Ende des Auslassdurchlasses verbunden
ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
Erfindung werden ebenso wie Betriebsverfahren und Wirkweise der
zugehörigen
Teile aus einem Studium der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den
beiliegenden Ansprüchen
und den Zeichnungen ersichtlich, die alle Teil dieser Anmeldung
sind. In den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Querschnittansicht einer Hochdruckkraftstoffzuführpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittansicht eines Hauptteils der Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
aus 1;
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3A eine
Schnittansicht einer herkömmlichen
Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
aus dem Stand der Technik;
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3B und 3C schematische Schnittansichten
eines Teils der herkömmlichen
Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
aus 3A.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Eine Hochdruckkraftstoffzuführpumpe 100 hat
ein zylindrisches Gehäuse 1,
in dem ein Durchgangsloch 10 vorgesehen ist. Das Gehäuse 1 besteht
aus einem Endabschnitt 11 mit kleinem Durchmesser, einem
Flanschabschnitt 12 mit großem Durchmesser und einem anderen
Endabschnitt 13 mit mittleren Durchmesser. Der Flanschabschnitt 12 mit
großem
Durchmesser ist durch Befestigungsmittel A, A an einem Pumpengehäuse C fixiert.
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Das Durchgangsloch 10 ist
an seinem axialen Ende (unteren Ende in 1) mit einem Zylinder 20 versehen,
in dem ein Plungerkolben 2 verschieblich aufgenommen ist.
Das Durchgangsloch 10 hat eine Stufe 14 und das
Durchgangsloch 10 bildet an einer mit Bezug auf die Stufe 14 zu
dem Plungerkolben 2 axial entgegengesetzten Seite ein Loch 15 mit großem Durchmesser.
Ein Einlassventilelement 3 in Kontakt mit der Stufe 14 und
ein Auslassventilelement 4 angrenzend an das Einlassventilelement 3 sind
axial in Reihe in dem Loch 15 mit großem Durchmesser angeordnet.
Ein Stöpsel 5 ist
an einer anderen axialen Endinnenwand des Durchgangslochs 10 schraubbefestigt
und drückt
das Auslassventilelement 4 und das Einlassventilelement 3 gegen
die Stufe 14. Das Einlassventilelement, das Auslassventilelement 4 und
der Stöpsel 5 bilden
einen Zylinderkopf.
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Der Plungerkolben 2 ist
an seinem axialen Ende (unterem Ende in 1) mit einem Flansch 21 versehen,
dessen Durchmesser größer als
der andere Teil des Plungerkolbens 2 ist. Ein Nocken K
wirkt an einer Endfläche 22 des
Flansches 21 zum Antreiben des Plungerkolbens 2.
Eine Rückstellfeder 23 für den Plungerkolben 2 ist
zwischen dem Flanschabschnitt 12 mit großem Durchmesser
und dem Flansch 21 angeordnet. Eine Pumpenkammer 24,
in der Kraftstoff druckbeaufschlagt wird, ist an einem oberen Endabschnitt
des Zylinders 20 ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringfügig größer als
der des anderen Abschnitts des Zylinders 20 ist.
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Eine Einlassventilkammer 30 und
eine Aunlassventilkammer 40 sind axial in Reihe an einem
unteren Ende des Lochs 15 mit großem Durchmesser des Durchgangslochs 10 angeordnet.
Das Loch 15 mit großem
Durchmesser ist an seinem oberen Ende mit einem Innengewinde 15 versehen.
Das Gehäuse 1 ist
mit einer Einlassöffnung 16 zum
Ansaugen von Kraftstoff versehen, durch welche die Einlassventilkammer 30 mit
einer unteren Endfläche
des Flanschabschnitts 12 mit großem Durchmesser in Verbindung
ist.
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Das Einlassventilelement 3 hat
einen zylindrischen Einlassventilkörper 31, der in der
Einlassventilkammer 30 aufgenommen ist, und dessen unteres axiales
Ende mit der Stufe 14 in Kontakt ist und dessen unteres
Umfangsende an eine innere Umfangswand der Einlassventilkammer 30 gepasst
ist. Eine ringförmige
Einlassleitung 17 ist zwischen einer äußeren Umfangswand des Einlassventilkörpers 31 und
einer inneren Umfangswand der Einlassventilkammer 30 ausgebildet.
Die ringförmige
Einlassleitung 17 ist mit der Einlassöffnung 16 in Verbindung. Ein
Federhalterohr 32 ist an einem unteren Ende des Einlassventilkörpers 31 angebracht,
so dass es in die Pumpenkammer 24 vorsteht. Das Federhalterohr 32 ist
mit einem Federsitz 33 versehen.
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Der Einlassventilkörper 31 hat
einen Einlassventildurchlass, der aus einer Ventilkammer 34,
dessen unteres Ende offen ist, einem Ventileinlass 35, der über der
Ventilkammer 34 positioniert ist, und einer Einlassbohrung 36 besteht,
durch die der Ventileinlass 35 mit der ringförmigen Einlassleitung 17 in Verbindung
ist. In der Ventilkammer 34 ist ein Ventil 37 installiert.
Eine Feder 38 ist zwischen dem Ventil 37 und dem
Federsitz 33 angeordnet, so dass das Ventil 37 zu
dem Ventileinlass 35 vorgespannt ist. Das Ventil 38,
die Ventilkammer 34 und die Feder 38 bilden ein
Einlassrückschlagventil 3B.
Der Einlassventilkörper 31 ist
mit einer Auslassleitung 18 versehen, die getrennt von
dem Einlassdurchlass ausgebildet ist, so dass sie von einer oberen
Endfläche
zu einer unteren Endfläche
davon durchdringt. Hochdruckkraftstoff wird durch die Auslassleitung 18 zu dem
Auslassventilelement 3 geschickt.
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Das Auslassventilelement 4 hat
einen zylindrischen Auslassventilkörper 41, der in der
Auslassventilkammer 40 aufgenommen und dessen unteres axiales
Ende mit einem oberen Ende des Einlassventilkörpers 31 in Kontakt
ist. Der Auslassventilkörper 41 hat
einen Auslassventildurchlass, der aus einer Auslassleitungskammer 42,
die ein Rücksprungabschnitt
ist, der an deren unteren Flächen
ausgebildet ist und der mit der Auslassleitung 18, in Verbindung ist,
einer an dessen oberen Fläche
ausgebildeten Ventilkammer 44 und einem Auslasseinlass 43, durch
welchen die Ventilkammer 44 mit der Auslassleitungskammer 42 in
Verbindung ist, besteht.
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Ein Ventil 45 ist in der
Ventilkammer 44 installiert. Eine Feder 46 ist
zwischen dem unteren Ende des Stöpsels 5 und
dem Ventil 45 angeordnet. Das Ventil 45 ist in
Richtung des Auslasseinlasses 43 durch die Feder 46 vorgespannt.
Das Ventil 45, die Ventilkammer 44 und die Feder 46 bilden
ein Auslassrückschlagventil 4B.
Der Auslassventilkörper 41 ist
an seinem Außenumfang
mit einer ringförmigen Nut 47 versehen,
in der ein Dichtungsring 48 aufgenommen ist.
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Der Stöpsel 5 ist an seiner
Achse mit einer Auslassöffnung 52 versehen.
Der Stöpsel 5 ist
an seinem äußeren unteren
Umfangsabschnitt mit einem Außengewinde 53,
an seinem äußeren mittleren
Umfangsabschnitt mit einem Fünfkantabschnitt 54 zum Festziehen
und an einem äußeren oberen
Umfangsabschnitt mit einem Verbindungsgewinde 55 versehen.
Der Stöpsel 5 spannt
den Einlassventilkörper 31 und
den Auslassventilkörper 41 durch
Schrauben des Außengewindes 53 in
das Innengewinde 51 gegen die Stufe 14 vor, so
dass das Einlassventilelement 3 und das Auslassventilelement 4 in
dem Loch 15 mit großem
Durchmesser des Durchgangslochs 10 fixiert sind.
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Die Hochdruckkraftstoffzuführpumpe 100 wird
als eine Zuführpumpe
für ein
Kraftstoffeinspritzsystem der Common-Rail-Bauweise einer Dieselkraftmaschine
verwendet. Der Plungerkolben 2 wird gemäß einer Drehung des Nockens
K hin- und herbewegt.
Wenn sich der Plungerkolben 2 in einem Abwärtshub befindet,
befindet sich das Einlassventilelement 3 an einer Ventilöffnungsposition,
so dass Niederdruckkraftstoff durch die Einlassöffnung 16, die ringförmige Einlassleitung 17 und
das Einlassrückschlagventil 3B zu
der Pumpenkammer 24 zugeführt wird. Wenn sich der Plungerkolben
an einem Aufwärtshub
befindet, wird Hochdruckkraftstoff von der Pumpenkammer 24 durch
das Federhalterohr 32, die Auslassleitung 18,
das Auslassrückschlagventil 4B und
die Auslassöffnung 52 zu
einer Common-Rail ausgelassen.
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Gemäß der Hochdruckkraftstoffzuführpumpe 100 ist
die Auslassleitung, durch welche Hochdruckkraftstoff von der Pumpenkammer 24 zu
dem Auslassventilelement 4 geschickt wird, in dem Einlassventilkörper 31 ausgebildet,
der eine Decke des Zylinders 20 bildet. Ferner ist das
Auslassrückschlagventil 4B im
Wesentlichen in einem säulenförmigen Bereich
positioniert, der durch axiales Auswerfen einer Spiegelung an einer
axialen Endfläche
des Plungerkolbens 2 an einer Seite der Pumpenkammer 24 definiert
ist. Dementsprechend ergeben sich an der Innenwand des Zylinders 20 keine
Spannungskonzentrationen und ein Druckverlust tritt in der Auslassleitung
oder dem Durchlass zum Beschicken des Hochdruckkraftstoffs zu dem
Auslassrückschlagventil
kaum auf, da sich die Auslassleitung oder der Durchlass im Wesentlichen
parallel zu einer Achse des Plungerkolbens 2 erstreckt,
ohne senkrecht aufeinander zu stehen. Die Hochdruckkraftstoffzuführpumpe 200 hat
eine längere
Lebensdauer, ist zuverlässiger
und kann bei geringeren Kosten hergestellt werden, da die Pumpe 200 Material
verwendet, das einfach verarbeitet werden kann.
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Nachdem ferner das Einlassventilelement 3 und
das Auslassventilelement 4 koaxial zu dem Plungerkolben 2 angeordnet
wurden, werden das Einlassventilelement 3 und das Auslassventilelement 4 in
dem Durchgangsloch 10 des Gehäuses 1 durch den Stöpsel 5 fixiert.
Dieser Aufbau ist relativ einfach und bei geringen Kosten leicht
herzustellen. Da ferner das Einlassventilelement 3 und
das Auslassventilelement 4 gleichzeitig durch ein einzelnes
Teil des Stöpsels 5 fixiert
werden kann, so dass die Zusammenbaukosten geringer sind, sind die
gesamten Herstellungskosten geringer.
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In einer Hochdruckkraftstoffzuführpumpe
ist ein Gehäuse
(1) mit einem Durchgangsloch (10) versehen, das
eine Stufe (14) hat. Ein Plungerkolben (2) ist
verschieblich in dem Durchgangsloch an dessen einer axialen Endseite
aufgenommen. Ein Einlassventilelement (3) ist an einer
dem Plungerkolben mit Bezug auf die Stufe axial entgegengesetzten
Seite positioniert, so dass eine Pumpenkammer (24) zwischen
dem Plungerkolben und dem Einlassventilelement ausgebildet ist.
Ein Auslassventilelement (4) ist in dem Durchgangsloch
an einer dem Plungerkolben mit Bezug auf das Einlassventilelement
axial entgegengesetzten Seite positioniert. Ein Stöpsel (5)
ist in einer Innenwand des Durchgangslochs an dessen anderem axialen
Ende schraubbefestigt, um so sowohl das Auslassventilelement als
auch das Einlassventilelement gegen die Stufe vorzuspannen, so dass
das Einlassventilelement und das Auslassventilelement starr in dem
Durchgangsloch fixiert sind.