DE10361577A1

DE10361577A1 - Fluid delivery device e.g. for fuel high pressure pump, has development area having cyclically working element with upstream unit and fluid quantity flows by means of variable passage area

Info

Publication number: DE10361577A1
Application number: DE10361577A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rembold; Manuel Schoepke; Oliver Albrecht; Bernd Schroeder
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2005-07-21

Abstract

The device has a development area having a cyclically working element with an upstream unit. The fluid quantity flows by means of a variable passage area. The fluid between the development area and the unit has a flexible storage device. An intake valve is arranged between the development area (46) and flexible storage device.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Fluids, insbesondere eine Kraftstoff-Hochdruckpumpe, mit mindestens einem Förderraum, der von einem zyklisch arbeitenden Förderelement begrenzt wird, und mit einer stromaufwärts vom Förderraum angeordneten Zumesseinheit, die mittels eines veränderlichen Strömungsquerschnitts die dem Förderraum zuströmende Fluidmenge beeinflussen kann.The The invention relates to a device for conveying a fluid, in particular a high-pressure fuel pump, with at least one delivery chamber, which is limited by a cyclically operating conveying element, and with an upstream of delivery chamber arranged metering unit, which by means of a variable Flow cross section the the pump room incoming Can affect fluid quantity.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 199 07 311 A1 bekannt. In dieser wird eine Radialkolbenpumpe beschrieben, welche mehrere Förderräume mit entsprechenden Förderkolben umfasst. Jedem Förderraum ist ein Einlass- und ein Auslassventil zugeordnet. Stromaufwärts von den Einlassventilen der Radialkolbenpumpe ist eine Zumesseinheit angeordnet. Diese ist als elektromagnetisch betätigtes Proportionalventil ausgebildet, dessen Strömungsquerschnitt variiert werden kann. Bei entsprechend kleinem Strömungsquerschnitt an der Zumesseinheit kann nur eine relativ kleine Kraftstoffmenge in die einzelnen Förderräume gelangen. Entsprechend fördert die Radialkolbenpumpe nur eine geringe Kraftstoffmenge. Bei voll geöffneter Zumesseinheit kann eine große Kraftstoffmenge in die Förderräume der Radialkolbenpumpe gelangen, so dass mehr Kraftstoff gefördert wird.A device of the type mentioned is from the DE 199 07 311 A1 known. In this a radial piston pump is described which comprises a plurality of delivery chambers with corresponding delivery piston. Each pumping chamber is associated with an inlet and an outlet valve. Upstream of the inlet valves of the radial piston pump, a metering unit is arranged. This is designed as an electromagnetically actuated proportional valve whose flow cross section can be varied. With a correspondingly small flow cross section at the metering unit, only a relatively small amount of fuel can reach the individual pumping chambers. Accordingly, the radial piston pump promotes only a small amount of fuel. When the metering unit is fully open, a large amount of fuel can enter the delivery chambers of the radial piston pump, so that more fuel is delivered.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie insgesamt wenig Bauraum in Anspruch nimmt. Ferner soll eine Fördervorrichtung geschaffen werden, welche eine möglichst lange Lebensdauer aufweist.The The present invention has the object, a device of the above so-called type so that they total little space takes up. Furthermore, a conveyor is to be created which one is possible has a long service life.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass fluidisch zwischen dem Förderraum und der Zumesseinheit ein elastisches Speichervolumen angeordnet ist.These Task is characterized in a device of the type mentioned by solved, that fluidically between the pumping chamber and the metering unit arranged an elastic storage volume is.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Aufgrund der zyklischen Arbeitsweise des Förderelementes kommt es prinzipbedingt stromaufwärts von dem Förderraum zu Druckschwankungen. Diese wirken vor allem bei einer Teilbefüllung des Förderraums, wenn von der Zumesseinheit nur ein relativ kleiner Strömungsquerschnitt freigegeben wird, verstärkt in dem zwischen der Zumesseinheit und dem Förderraum liegenden Bereich. Durch die Anordnung eines elastischen Speichervolumens zwischen der Zumesseinheit und dem Förderraum werden die insbesondere bei hoher Drehzahl einer Antriebswelle der Vorrichtung und bei hoher Fördermenge beziehungsweise Volllast dort auftretenden Druckschwankungen wirkungsvoll geglättet, was vor allem den Verschleiß im Bereich der Zumesseinheit reduziert. Hierdurch wird die Lebensdauer der gesamten Vorrichtung verlängert.by virtue of The cyclic operation of the conveying element occurs in principle upstream from the pump room to pressure fluctuations. These act primarily when a partial filling of the delivery chamber, if of the metering unit only a relatively small flow cross-section is released, reinforced in the region lying between the metering unit and the delivery chamber. By the arrangement of an elastic storage volume between the metering unit and the delivery chamber be particularly at high speed a drive shaft of Device and at high flow rate or full load occurring there pressure fluctuations effectively smoothed especially the wear in the Area of the metering unit reduced. This will increase the life lengthened the entire device.

Aufgrund der zyklischen Arbeitsweise des Förderelements gelangt Fluid in den Förderraum nur während einer Saugbewegung des Förderelements. Während einer Förderbewegung des Förderelements dagegen wird das zuströmende Fluid stromaufwärts vom Förderraum gestaut. Um den Förderraum während der kurzen zur Verfügung stehenden Zeitspanne einer Förderbewegung des Förderelements befüllen zu können, war daher bisher ein vergleichsweise großer Strömungsquerschnitt der Zumesseinheit erforderlich. Durch die Ausgestaltung des zwischen Zumesseinheit und Förderraum angeordneten elastischen Speichervolumens kann nun auch während der Förderbewegung des Förderelements Fluid durch die Zumesseinheit in den unmittelbar stromaufwärts vom Förderraum liegenden Bereich strömen, denn diese Fluidmenge kann von dem elastischen Speichervolumen aufgenommen, quasi "bevorratet" werden.by virtue of the cyclical operation of the conveying element fluid passes in the pump room only during a suction movement of the conveying element. During one conveying movement of the conveyor element in contrast, the inflowing Fluid upstream from the pump room jammed. To the pump room while the short available standing time span of a conveying movement of the conveyor element fill to be able to was therefore previously a comparatively large flow cross-section of the metering unit required. Due to the design of the between metering unit and delivery room arranged elastic storage volume can now also during the conveying movement of the conveyor element Fluid through the metering unit in the immediately upstream of delivery chamber streaming area, because this amount of fluid can be absorbed by the elastic storage volume, quasi "stored".

Während einer Saugbewegung des Förderelements strömt dann zum einen das im elastischen Speichervolumen zwischengespeicherte Fluid und zum anderen das weiterhin durch den Strömungsquerschnitt der Zumesseinheit strömende Fluid in den Förderraum. Hierdurch ist es möglich, den maximalen Strömungsquerschnitt der Zumesseinheit insgesamt kleiner zu dimensionieren, so dass die Zumesseinheit insgesamt kleiner ausgelegt werden kann. Auch ein Aktor, beispielsweise ein elektromagnetisches Stellelement, mit dem der Strömungsquerschnitt der Zumesseinheit verändert wird, kann kleiner dimensioniert werden, da der zu leistende Hub kleiner ist. Dies führt insgesamt zu einer Vorrichtung mit vergleichsweise kleinen Abmessungen.During one Suction movement of the conveying element flows then on the one hand, the cached in the elastic storage volume Fluid and on the other hand that continues through the flow cross-section the metering unit flowing Fluid in the delivery room. This makes it possible the maximum flow cross section the metering unit to be made smaller overall, so that the Overall metering unit can be made smaller. Also a Actuator, for example, an electromagnetic actuator, with the flow cross-section changed the metering unit is, can be made smaller, since the to be performed stroke smaller is. this leads to overall to a device with comparatively small dimensions.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the invention are specified in subclaims.

Zunächst wird vorgeschlagen, dass das Förderelement einen Kolben umfasst, und dass zwischen Förderraum und elastischem Speichervolumen ein zum Förderraum hin öffnendes Rückschlagventil (Einlassventil) vorhanden ist. Ein solches Rückschlagventil führt während einer Förderbewegung des Förderelements zu einer vollkommenen Abkopplung des Förderraums von dem stromaufwärts vom Förderraum liegenden Fluidbereich. Eine solche Vorrichtung baut einfach, und bei ihr sind die oben genannten Vorteile besonders prägnant.First, will suggested that the conveying element comprising a piston, and that between the delivery chamber and elastic storage volume one to the pump room opening check valve (Inlet valve) is present. Such a check valve leads during a conveying movement of the conveyor element to a complete decoupling of the delivery chamber from the upstream of delivery chamber lying fluid area. Such a device is easy to build, and with her the advantages mentioned above are particularly concise.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das elastische Speichervolumen mindestens einem halben Füllvolumen eines Förderraums entspricht. Da üblicherweise eine Förderbewegung und eine Saugbewegung des Förderelements in etwa gleich lange dauern, wird so die halbe Füllung des Förderraums bei einer Förderbewegung durch das elastische Speichervolumen, und die andere Hälfte des Fördervolumens durch direkt über die Zumesseinheit zuströmendes Fluid sichergestellt. Die Zumesseinheit baut in einem solchen Fall besonders klein.It is particularly advantageous if the elastic storage volume corresponds to at least half the filling volume of a delivery chamber. Since usually a conveying movement and a Saugbe movement of the conveyor element take approximately the same length, so half the filling of the pumping chamber is ensured in a conveying movement by the elastic storage volume, and the other half of the delivery volume by directly via the metering unit inflowing fluid. The metering unit is particularly small in such a case.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass diese mehrere Zylinder mit jeweils einem Förderraum und einem Förderelement aufweist, und dass den Zylindern eine gemeinsame Zumesseinheit und ein gemeinsames elastisches Speichervolumen zugeordnet ist. Im Falle einer Kolbenpumpe kann die Vorrichtung als Reihenpumpe oder als V-Pumpe ausgebildet sein. In beiden Fällen ist eine symmetrische Anordnung des elastischen Speichervolumens, der Zumesseinheit, und der Förderelemente sinnvoll.A further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that these multiple cylinders, each with a delivery chamber and a conveying element and that the cylinders have a common metering unit and a common elastic storage volume is assigned. In the event of a piston pump, the device as a series pump or as V-pump be formed. In both cases is a symmetric Arrangement of the elastic storage volume, the metering unit, and the conveying elements meaningful.

Zwar sind bei Vorrichtungen mit mehreren Zylindern, abhängig von der Synchronisierung der zyklisch arbeitenden Förderelemente, die Druckschwankungen nicht so ausgeprägt wie bei einer Vorrichtung mit nur einem Förderelement; auch hier kommt es jedoch vor allem bei hohen Drehzahlen aufgrund von Massenträgheiten beispielsweise von Einlassventilen und Auslassventilen und wegen der Kompressions- und Dekompressionszustände des Fluids zu Phasen, in denen Fluid in keinen der vorhandenen Förderräume gelangen kann. Dieses Fluid wird vom elastischen Speichervolumen aufgenommen, und kann dann zu einem späteren Zeitpunkt wieder abgegeben werden. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme können somit auch mehrzylindrige Fördervorrichtungen kleiner bauen.Though are in devices with multiple cylinders, depending on the synchronization of the cyclically operating conveyor elements, the pressure fluctuations not so pronounced as in a device with only one conveying element; here comes too However, especially at high speeds due to inertia For example, intake valves and exhaust valves and because the compression and decompression states of the fluid to phases, in which fluid can get into any of the existing pumping rooms. This fluid will taken up by the elastic storage volume, and can then become one later Time to be delivered again. Thus, by the measure according to the invention also multi-cylinder conveyors build smaller.

Vorgeschlagen wird auch, dass eine Leckageleitung, mit der Leckagefluid aus dem Bereich einer Kolbenführung abgeführt wird, in einen stromaufwärts von der Zumesseinheit gelegenen Abschnitt einer Niederdruckleitung mündet, und dass die Zumesseinheit so ausgelegt ist, dass in vollständig geschlossener Stellung eine Fluidmenge durchlässt, welche in etwa der Leckagemenge entspricht, die von der Kolbenführung abströmt. In diesem Fall wird auch bei vollständig geschlossener Zumesseinheit, also dann, wenn von der Vorrichtung kein Fluid gefördert werden soll, eine solche Fluidmenge durch die Zumesseinheit durchgelassen, dass eine ausreichende Schmierung der Förderelemente beziehungsweise des Förderelements sichergestellt ist. Dadurch, dass die durchgelassene Fluidmenge jedoch nicht größer ist als die von der Kolbendichtung abströmende Leckagemenge, ist in jedem Falle sichergestellt, dass tatsächlich bei vollständig geschlossener Zumesseinheit kein Fluid von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu einem Hochdruckauslass gefördert wird.proposed Also, that is a leakage line, with the leakage fluid from the Area of a piston guide dissipated will, in an upstream from the metering unit located portion of a low pressure line opens and that the metering unit is designed so that in fully closed Passing a quantity of fluid, which corresponds approximately to the amount of leakage flowing from the piston guide. In this Case will also be complete closed metering unit, that is, when from the device no fluid conveyed is to be passed, such a quantity of fluid through the metering unit, that a sufficient lubrication of the conveying elements or of the conveyor element is ensured. Due to the fact that the amount of fluid passed through but not bigger as the leakage amount flowing from the piston seal is in In any case, it is ensured that, when fully closed Metering unit no fluid from the device according to the invention to a high-pressure outlet promoted becomes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass eine Entlastungsleitung, welche über ein Überdruckventil mit einem stromaufwärts vom Förderraum gelegenen Hochdruckbereich verbunden ist, in einen stromaufwärts von der Zumesseinheit gelegenen Abschnitt einer Niederdruckleitung mündet. Hierdurch wird dafür gesorgt, dass über die Entlastungsleitung abströmendes Fluid nicht unkontrolliert in den zwischen der Zumesseinheit und dem Förderraum gelegenen Bereich gelangen und dort beispielsweise zu einer Überlastung des elastischen Speichervolumens führen kann. Auch die Genauigkeit bei der Zumessung der zu einem Förderraum gelangenden Fluidmenge wird durch diese Maßnahme verbessert.A further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that a relief line, which via a pressure relief valve with an upstream of the delivery chamber High pressure area is connected in an upstream of the metering unit located section of a low-pressure line opens. hereby will be taken care of that over the discharge line outflowing Fluid not in the uncontrolled between the metering unit and the pump room reach there and there, for example, to an overload the elastic storage volume can lead. Also the accuracy in the metering to a pumping room reaching fluid quantity is improved by this measure.

Wenn das elastische Speichervolumen einen federbelasteten Kolben oder ein von einer Membran begrenztes Gasvolumen umfasst, baut es relativ einfach und klein.If the elastic storage volume a spring-loaded piston or includes a gas volume limited by a membrane, it builds relatively simple and small.

Die Handhabung der Vorrichtung wird vereinfacht, wenn ein Niederdruckanschluss und die Zumesseinheit in ein gemeinsames Gehäuse integriert sind. Hierdurch ist auch eine Vorfertigung und/oder eine Vorprüfung dieser beiden Komponenten möglich, was die Herstellkosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung senkt und deren Funktionszuverlässigkeit erhöht.The Handling the device is simplified when a low pressure port and the metering unit are integrated in a common housing. hereby is also a prefabrication and / or a preliminary test of these two components possible, which lowers the manufacturing costs of the device according to the invention and their operational reliability elevated.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das elastische Speichervolumen einen variablen Mitteldruck aufweist. Dies ist insbesondere bei Otto-Kraftstoffen von Vorteil, da deren Dampfdruck stark von der Temperatur abhängt. Die Speicherkapazität und auch die Glättungsfunktion von Druckschwankungen des elastischen Speichervolumens bleibt so unabhängig von der Temperatur erhalten. Ein variabler Mitteldruck hat darüber hinaus Vorteile bei der Einstellung von sehr kleinen Fördermengen, da hierdurch die Druckdifferenz, welche an der Zumesseinheit auftritt, verkleinert werden kann. Wenn kleine Mengen gefördert werden sollen, wird der Druck stromaufwärts von der Zumesseinheit abgesenkt, so dass ein größerer Einstellbereich der Zumesseinheit zur Verfügung steht. Sollen größere Fluidmengen gefördert werden, wird der stromaufwärts von der Zumesseinheit herrschende Druck erhöht, damit eine ausreichende Fluidmenge durch die Zumesseinheit in den Förderraum beziehungsweise die Förderräume strömen kann.Especially it is preferred if the elastic storage volume is a variable Medium pressure has. This is especially true for gasoline fuels Advantage, since their vapor pressure depends strongly on the temperature. The memory and also the smoothing function of pressure fluctuations of the elastic storage volume remains so independent of obtained the temperature. A variable medium pressure has beyond Advantages in the setting of very small flow rates, as this the pressure difference, which occurs at the metering unit, can be reduced. If promoted small amounts be lowered, the pressure is lowered upstream of the metering unit, so that a larger adjustment range the metering unit is available. Should larger amounts of fluid promoted be, the upstream increased by the metering unit pressure, so that a sufficient Fluid quantity through the metering unit in the delivery chamber or the Pumping rooms can flow.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:following become particularly preferred embodiments the present invention with reference to the accompanying Drawing closer explained. In the drawing show:

1 eine Prinzipdarstellung eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe; 1 a schematic diagram of a fuel system of an internal combustion engine with a High-pressure fuel pump;

2 ein hydraulisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Hochdruck-Kraftstoffpumpe von 1; 2 a hydraulic circuit diagram of a first embodiment of the high-pressure fuel pump of 1 ;

3 ein hydraulisches Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Hochdruck-Kraftstoffpumpe von 1; 3 a hydraulic circuit diagram of a second embodiment of the high-pressure fuel pump of 1 ;

4 ein hydraulisches Schaltbild einer dritten Ausführungsform der Hochdruck-Kraftstoffpumpe von 1; 4 a hydraulic circuit diagram of a third embodiment of the high pressure fuel pump of 1 ;

5 eine Seitenansicht der Hochdruck-Kraftstoffpumpe von 4; 5 a side view of the high-pressure fuel pump of 4 ;

6 einen teilweisen Längsschnitt durch die Hochdruck-Kraftstoffpumpe von 5; 6 a partial longitudinal section through the high-pressure fuel pump of 5 ;

7 einen Teilschnitt längs einer Linie VII-VII von 5; und 7 a partial section along a line VII-VII of 5 ; and

8 einen Schnitt längs einer Linie VIII-VIII der 5 und 6. 8th a section along a line VIII-VIII of 5 and 6 ,

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription the embodiments

In 1 trägt ein Kraftstoffsystem einer Brennkraftmaschine insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, aus dem eine elektrisch angetriebene Vorförderpumpe 14 den Kraftstoff zu einem Einlass 16 einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 fördert. Diese komprimiert den Kraftstoff auf einen sehr hohen Druck und fördert ihn über einen Auslass 19 zu einer Kraftstoff-Sammelleitung 20, in der der Kraftstoff unter hohem Druck gespeichert ist. An die Kraftstoff-Sammelleitung 20 sind mehrere Injektoren 22 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in einen ihnen jeweils zugeordneten Brennraum 24 einspritzen. Als Kraftstoff kommt gleichermaßen Benzin wie Diesel in Frage. Der Betrieb der Vorförderpumpe 14 sowie der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 wird von einer Steuer- und Regeleinrichtung 26 gesteuert beziehungsweise geregelt. Hierzu erhält diese Signale von einem Drucksensor 28, welcher den Druck am Einlass 16 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 erfasst, sowie von einem Drucksensor 30, welcher den Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 20 erfasst.In 1 a fuel system of an internal combustion engine carries the reference numeral 10 , It includes a fuel tank 12 , from which an electrically driven prefeed pump 14 the fuel to an inlet 16 a high-pressure fuel pump 18 promotes. This compresses the fuel to a very high pressure and delivers it via an outlet 19 to a fuel rail 20 in which the fuel is stored under high pressure. To the fuel manifold 20 are several injectors 22 Connected to the fuel directly into their respective associated combustion chamber 24 inject. As fuel, both gasoline and diesel come into question. Operation of the pre-feed pump 14 and the high-pressure fuel pump 18 is controlled by a control device 26 controlled or regulated. For this purpose, these signals are received by a pressure sensor 28 , which is the pressure at the inlet 16 the fuel high-pressure pump 18 detected, as well as by a pressure sensor 30 , which is the pressure in the fuel rail 20 detected.

Eine mögliche Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe ist als hydraulisches Schaltbild im Detail in 2 gezeigt. In einem Gehäuse 32 ist mittels Lagern 34 und 36 eine Antriebswelle 38 gelagert. Diese weist einen Exzenterabschnitt 40 auf, an den sich ein als Kolben 42 ausgebildetes Förderelement abstützt. Letzterer ist im Gehäuse 32 mit einem Führungsspalt 43 längsverschieblich geführt und gegenüber dem Gehäuse 32 mittels einer Kolbendichtung 44 abgedichtet.One possible embodiment of a high-pressure fuel pump is shown in detail as a hydraulic circuit diagram 2 shown. In a housing 32 is by means of bearings 34 and 36 a drive shaft 38 stored. This has an eccentric section 40 on, at the one as a piston 42 trained conveying element is supported. The latter is in the housing 32 with a guide gap 43 guided longitudinally displaceable and relative to the housing 32 by means of a piston seal 44 sealed.

Der Kolben 42 begrenzt einen Förderraum 46. Vom Förderraum 46 führt eine Fluidleitung 48 über ein Einlassventil 50 und eine Zumesseinheit 52 zum Einlass 16. Das Einlassventil 50 ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet. Bei der Zumesseinheit 52 handelt es sich um ein Proportionalventil, welches von einem elektromagnetischen Aktor 54 betätigt wird. An die Fluidleitung 48 ist zwischen Einlassventil 50 und Zumesseinheit 52 ein Druckdämpfer 56 mit einem elastischen Speichervolumen 58 angeschlossen. Dieses ist etwa halb so groß wie das Fördervolumen des Förderraums 46. In den zwischen dem Einlassventil 50 und der Zumesseinheit 52 liegenden Bereich der Fluidleitung 48 mündet auch eine Leckageleitung 60, durch die Leckagefluid aus dem Führungsspalt 43 zwischen dem Kolben 42 und dem Gehäuse 32 abgeleitet wird. In der Leckageleitung 60 ist ein federbelastetes Rückschlagventil 62 angeordnet, welches zur Kolbendichtung 44 hin sperrt.The piston 42 limits a pumping room 46 , From the pump room 46 leads a fluid line 48 via an inlet valve 50 and a metering unit 52 to the inlet 16 , The inlet valve 50 is designed as a spring-loaded check valve. At the metering unit 52 it is a proportional valve, which by an electromagnetic actuator 54 is pressed. To the fluid line 48 is between inlet valve 50 and metering unit 52 a pressure damper 56 with an elastic storage volume 58 connected. This is about half the size of the delivery volume of the delivery room 46 , In between the inlet valve 50 and the metering unit 52 lying region of the fluid line 48 also opens a leakage line 60 , through the leakage fluid from the guide gap 43 between the piston 42 and the housing 32 is derived. In the leakage line 60 is a spring-loaded check valve 62 arranged, which to the piston seal 44 locks out.

Vom Förderraum 46 führt ein Hochdruckkanal 64 über ein Auslassventil 66 zum Auslass 19. Das Auslassventil 66 ist ebenfalls als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet. Eine Entlastungsleitung 68 führt von dem stromabwärts vom Auslassventil 66 gelegenen Bereich des Hochdruckkanals 64 über ein Überdruckventil 70 zu dem zwischen dem Einlassventil 50 und der Zumesseinheit 52 gelegenen Bereich der Fluidleitung 48.From the pump room 46 leads a high-pressure channel 64 via an exhaust valve 66 to the outlet 19 , The outlet valve 66 is also designed as a spring-loaded check valve. A relief line 68 leading from the downstream of the exhaust valve 66 located area of the high pressure channel 64 via a pressure relief valve 70 to the between the inlet valve 50 and the metering unit 52 located area of the fluid line 48 ,

Die in 2 gezeigte Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 arbeitet folgendermaßen:
Bei einer Drehung der Antriebswelle 38 wird der Kolben 42 in eine zyklische Hin- und Herbewegung versetzt. Wenn eine einspritzsynchrone Förderung durch die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 gewünscht ist, kann dies durch eine entsprechende Anzahl von Exzenterabschnitten 40 beziehungsweise alternativ von Nocken und/oder durch eine Koppelung der Antriebswelle 38 an eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine realisiert werden. Bei einer Saugbewegung des Kolbens 42 öffnet das Einlassventil 50, so dass Kraftstoff vom Einlass 16 über die Zumesseinheit 52 in den Förderraum 46 strömen kann. Bei einer Förderbewegung des Kolbens 42 schließt das Einlassventil 50, und das Auslassventil 66 öffnet. Der Kraftstoff wird nun in den Hochdruckkanal 64 ausgestoßen und über den Auslass 19 zur Kraftstoff-Sammelleitung 20 hin gefördert.In the 2 shown fuel high-pressure pump 18 works as follows:
Upon rotation of the drive shaft 38 becomes the piston 42 put in a cyclical float. When an injection-synchronous promotion by the high-pressure fuel pump 18 is desired, this can be done by a corresponding number of Exzenterabschnitten 40 or alternatively by cams and / or by a coupling of the drive shaft 38 be realized on a crankshaft or a camshaft of the internal combustion engine. During a suction movement of the piston 42 opens the inlet valve 50 so that fuel from the inlet 16 over the metering unit 52 in the pump room 46 can flow. In a conveying movement of the piston 42 closes the inlet valve 50 , and the exhaust valve 66 opens. The fuel is now in the high-pressure channel 64 ejected and over the outlet 19 to the fuel manifold 20 encouraged.

Die Fördermenge der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 wird von der Zumesseinheit 52 eingestellt. Hierzu verfügt diese über einen veränderlichen Strömungsquerschnitt, so dass während einer Saugbewegung des Kolbens 42 aufgrund der Drosselwirkung der Zumesseinheit 52 nur eine gewünschte Menge an Kraftstoff in den Förderraum 46 gelangen kann. Bei der anschließenden Förderbewegung des Kolbens 42 kann dann auch nur die im Förderraum 46 vorhandene Kraftstoffmenge zur Kraftstoff-Sammelleitung 20 hin gefördert werden.The delivery rate of the fuel high-pressure pump 18 is from the metering unit 52 set. For this purpose, this has a variable flow cross-section, so that during a suction movement of the piston 42 due to the throttling action of the metering unit 52 only a desired amount of fuel in the pump room 46 reach can. In the subsequent conveying movement of the piston 42 can then only the delivery room 46 Existing amount of fuel to the fuel rail 20 be promoted.

Von der Vorförderpumpe 14 wird der Kraftstoff der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 mit einem gewissen Vordruck (im Allgemeinen zwischen 4 und 8 bar) bereitgestellt. Während einer Förderbewegung des Kolbens 42 ist das Einlassventil 50 geschlossen. Der von der Vorförderpumpe 14 kontinuierlich geförderte Kraftstoff staut sich daher in der Fluidleitung 48 stromaufwärts vom Einlassventil 50. Der Druckdämpfer 56 ist so ausgelegt, dass er während einer Förderbewegung des Kolbens 42 den weiterhin von der Vorförderpumpe 14 geförderten und durch den variablen Querschnitt der Zumesseinheit 52 in die Fluidleitung 48 gelangenden Kraftstoff in dem elastischen Speichervolumen 58 aufnehmen kann.From the pre-feed pump 14 becomes the fuel of the high-pressure fuel pump 18 provided with a certain amount of pressure (generally between 4 and 8 bar). During a conveying movement of the piston 42 is the inlet valve 50 closed. The from the pre-feed pump 14 continuously pumped fuel therefore accumulates in the fluid line 48 upstream of the inlet valve 50 , The pressure damper 56 is designed so that it during a conveying movement of the piston 42 the continue from the pre-feed pump 14 promoted and by the variable cross section of the metering unit 52 in the fluid line 48 reaching fuel in the elastic storage volume 58 can record.

Bei der anschließenden Saugbewegung des Kolbens 42 strömt nun der Kraftstoff aus dem elastischen Speichervolumen 58 wieder ab und strömt zusammen mit dem weiterhin durch die Zumesseinheit 52 hindurchtretenden Kraftstoff in den Förderraum 46. Daher ist es sinnvoll, wenn der Querschnitt des zwischen Druckdämpfer 56 und Förderraum 46 gelegenen Bereichs der Fluidleitung 48 größer ist als jener stromaufwärts von dem Druckdämpfer 56.During the subsequent suction movement of the piston 42 Now the fuel flows from the elastic storage volume 58 again and flows together with the continue through the metering unit 52 passing fuel into the pump room 46 , Therefore it makes sense if the cross section of the between pressure damper 56 and delivery room 46 located area of the fluid line 48 greater than that upstream of the pressure damper 56 ,

Die Menge des Kraftstoffs, welcher bei einer Förderbewegung des Kolbens 42 gefördert werden soll, muss also nicht während einer Saugbewegung des Kolbens 42 vollständig durch die Zumesseinheit 52 strömen, sondern wird während einer Förderbewegung des Kolbens 42 im elastischen Speichervolumen 58 des Druckdämpfers 56 zwischengespeichert. Der Volumenstrom, welcher durch den variablen Querschnitt der Zumesseinheit 52 hindurchströmt, kann daher vergleichsweise klein sein, was insgesamt eine kleinere Zumesseinheit 52 und einen kleineren elektromagnetischen Aktor 54 ermöglicht.The amount of fuel, which in a conveying movement of the piston 42 should be encouraged, so not during a suction movement of the piston 42 completely through the metering unit 52 flow, but is during a conveying movement of the piston 42 in elastic storage volume 58 of the pressure damper 56 cached. The volume flow, which through the variable cross section of the metering unit 52 flows through, therefore, can be relatively small, which in total a smaller metering unit 52 and a smaller electromagnetic actuator 54 allows.

Eine alternative Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 ist in 3 gezeigt. Dabei gilt hier wie für alle nachfolgenden Figuren, dass solche Elemente und Bereiche, welche äquivalente Funktionen zu Elementen und Bereichen von vorhergehenden Figuren aufweisen, die gleichen Bezugszeichen tragen und nicht nochmals im Detail erläutert sind.An alternative embodiment of a high-pressure fuel pump 18 is in 3 shown. Here, as for all subsequent figures, it applies that such elements and regions which have equivalent functions to elements and regions of previous figures bear the same reference numerals and are not explained again in detail.

Der Unterschied zwischen den beiden 2 und 3 betrifft die Strömungsführung der Leckageleitung 60 und der Entlastungsleitung 68:
Die Leckageleitung mündet in die Fluidleitung 48 stromaufwärts von der Zumesseinheit 52. Die Entlastungsleitung 68 mündet in die Leckageleitung 60 stromabwärts vom Rückschlagventil 62. Die Zumesseinheit 52 ist so ausgelegt, dass sie im vollkommen geschlossenen Zustand dennoch eine gewisse Kraftstoffmenge durchlässt, nämlich eine solche Menge, welche der Leckagemenge am Spalt 43 zwischen Kolben 42 und Gehäuse 32 entspricht. Somit wird auch dann, wenn die Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 keinen Kraftstoff fördern soll (beispielsweise während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine) sichergestellt, dass der Kolben 42 gegenüber dem Gehäuse 32 mit Kraftstoff geschmiert wird. Der entsprechende "Schmier-Kraftstoff" strömt dabei von der Zumesseinheit 52 über das Einlassventil 50 in den Förderraum 46 und gelangt dann durch den Spalt 43 zwischen Kolben 42 und Gehäuse 32 in die Leckageleitung 60 und zurück in den Bereich der Fluidleitung 48, welcher stromaufwärts von der Zumesseinheit 52 liegt. Auch die Entlastungsleitung 68 mündet letztlich in den Bereich stromaufwärts von der Zumesseinheit 52, so dass dann, wenn überschüssiger Kraftstoff aus dem Hochdruckkanal 64 abgeleitet wird, dies zu keiner ungewünschten Erhöhung der Fördermenge der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 führt.The difference between the two 2 and 3 concerns the flow guidance of the leakage line 60 and the relief line 68 :
The leakage line opens into the fluid line 48 upstream of the metering unit 52 , The relief line 68 flows into the leakage line 60 downstream from the check valve 62 , The metering unit 52 is designed so that it still lets through a certain amount of fuel in the fully closed state, namely, such an amount, which is the amount of leakage at the gap 43 between pistons 42 and housing 32 equivalent. Thus, even if the high-pressure fuel pump 18 should promote no fuel (for example, during a coasting operation of the internal combustion engine) ensures that the piston 42 opposite the housing 32 is lubricated with fuel. The corresponding "lubricating fuel" flows from the metering unit 52 via the inlet valve 50 in the pump room 46 and then passes through the gap 43 between pistons 42 and housing 32 into the leakage line 60 and back to the area of the fluid line 48 which is upstream of the metering unit 52 lies. Also the relief line 68 ultimately flows into the area upstream of the metering unit 52 so that when excess fuel from the high-pressure channel 64 is derived, this to no unwanted increase in the delivery of the high-pressure fuel pump 18 leads.

Eine nochmals geänderte Ausführungsform einer Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 ist in den 4 bis 8 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich nicht, wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, um eine 1-Zylinder-Kolbenpumpe, sondern um eine Reihen-2-Zylinder-Kolbenpumpe. Die beiden Zylinder sind in den 4, 6 und 8 mit 72 und 74 bezeichnet. Die entsprechenden Komponenten sind jeweils mit dem Index a beziehungsweise b versehen. Auch bei der in 4 gezeigten Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 mündet die Leckageleitung 60 und über diese auch die Entlastungsleitung 68 in den stromaufwärts von der Zumesseinheit 52 gelegenen Bereich der Fluidleitung 48. Beiden Zylindern 72 und 74 ist eine einzige gemeinsame Zumesseinheit 52 und ein einziger gemeinsamer Druckdämpfer 56 mit einem entsprechenden elastischen Speichervolumen 58 zugeordnet.A further modified embodiment of a high-pressure fuel pump 18 is in the 4 to 8th shown. In this embodiment, it is not, as in the previous embodiments, a 1-cylinder piston pump, but a series 2-cylinder piston pump. The two cylinders are in the 4 . 6 and 8th With 72 and 74 designated. The corresponding components are each provided with the index a or b. Also at the in 4 shown fuel high-pressure pump 18 opens the leakage line 60 and about this also the discharge line 68 in the upstream of the metering unit 52 located area of the fluid line 48 , Both cylinders 72 and 74 is a single common metering unit 52 and a single common pressure damper 56 with a corresponding elastic storage volume 58 assigned.

Bei der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 der 4 bis 8 sind der Einlass 16, welcher einen Niederdruckanschluss bildet, und die Zumesseinheit 52 in einem separaten Niederdruckblock 76 angeordnet. Dieser ist fest mit dem das eigentliche Gehäuse 32 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 18 bildenden Hochdruckblock verflanscht. Da die im Niederdruckblock 76 vorhandenen Komponenten keinem sehr hohen Kraftstoffdruck ausgesetzt sind, kann ein Gehäuse 78 des Niederdruckblocks 76 aus Leichtmetall oder Kunststoff ausgeführt werden. Darüber hinaus können die Wandstärken des Gehäuses 78 relativ gering ausgeführt sein.At the fuel high pressure pump 18 of the 4 to 8th are the inlet 16 , which forms a low pressure port, and the metering unit 52 in a separate low-pressure block 76 arranged. This is fixed to the actual housing 32 the fuel high-pressure pump 18 flattened forming high-pressure block. Since the low pressure block 76 existing components are not exposed to very high fuel pressure, a housing 78 of the low-pressure block 76 made of light metal or plastic. In addition, the wall thicknesses of the housing 78 be made relatively low.

Der Kraftstoff fließt vom Einlass 16 zur Zumesseinheit 52. Hier wird die Kraftstoffmenge entsprechend dem Bedarf zugemessen. Stromabwärts von der Zumesseinheit 52 teilt sich der Kraftstoffstrom innerhalb einer Verbindungsnut 80 (7 und 8) auf und gelangt über die beiden Einlassventile 50a und 50b in die Förderräume 46a und 46b. Bei einer Förderbewegung der beiden Kolben 42a und 42b wird der Kraftstoff verdichtet und über die Auslassventile 66a und 66b zum Auslass 19 beziehungsweise dem dort vorhandenen Auslassstutzen geschoben. Das elastische Speichervolumen 58 des Druckdämpfers 56 ist über eine Verbindungsbohrung 82 mit der Verbindungsnut 80 verbunden (vergleiche 7). Der Druckdämpfer 56 ist also hydraulisch zwischen der Zumesseinheit 52 und den beiden Einlassventilen 50a und 50b geschaltet.The fuel flows from the inlet 16 to the metering unit 52 , Here, the amount of fuel is metered according to need. Downstream of the metering unit 52 shares the power material flow within a connecting groove 80 ( 7 and 8th ) and passes over the two intake valves 50a and 50b in the pumping rooms 46a and 46b , In a conveying movement of the two pistons 42a and 42b the fuel is compressed and through the exhaust valves 66a and 66b to the outlet 19 pushed or there existing outlet. The elastic storage volume 58 of the pressure damper 56 is via a connection hole 82 with the connection groove 80 connected (compare 7 ). The pressure damper 56 So it is hydraulically between the metering unit 52 and the two intake valves 50a and 50b connected.

Wie aus den 6 bis 8 hervorgeht, handelt es sich bei dem dort gezeigten Druckdämpfer 56 um einen Membrandämpfer, und das elastische Speichervolumen 58 wird über ein zwischen den beiden Membranen (ohne Bezugszeichen) des Membrandämpfers 56 eingeschlossenes Gasvolumen bereitgestellt. Entsprechend den hydraulischen Schaltbildern der 1 bis 4 können aber auch Druckdämpfer 56 mit einem federbelasteten Kolben eingesetzt werden.Like from the 6 to 8th shows, it is the pressure damper shown there 56 around a diaphragm damper, and the elastic storage volume 58 is via a between the two membranes (without reference numerals) of the diaphragm damper 56 enclosed gas volume provided. According to the hydraulic diagrams of the 1 to 4 but can also pressure damper 56 be used with a spring-loaded piston.

Claims

Contraption ( 18 ) for conveying a fluid, in particular high-pressure fuel pump, with at least one delivery chamber ( 46 ) generated by a cyclically operating conveying element ( 42 ) is limited, and with an upstream of the pumping chamber ( 46 ) arranged metering unit ( 52 ), which by means of a variable flow cross-section of the delivery chamber ( 46 ) can influence the inflowing amount of fluid, characterized in that fluidically between the delivery chamber ( 46 ) and the metering unit ( 52 ) an elastic storage volume ( 58 ) is arranged.

Contraption ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the conveying element is a piston ( 42 ), and that between delivery room ( 46 ) and elastic storage volume ( 58 ) to the delivery room ( 46 ) opening check valve ( 50 ) (Inlet valve) is present.

Contraption ( 18 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the elastic storage volume ( 58 ) at least half a filling volume of a delivery chamber ( 46 ) corresponds.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plurality of cylinders ( 72 . 74 ) each with a delivery chamber ( 46a . 46b ) and a conveying element ( 42a . 42b ) and that the cylinders ( 72 . 74 ) a common metering unit ( 52 ) and a common elastic storage volume ( 58 ) assigned.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a leakage line ( 60 ), with the leakage fluid is discharged from the region of a piston guide, in an upstream of the metering unit ( 52 ) located section of a low pressure line ( 48 ) and that the metering unit ( 52 ) is designed so that it passes in the fully closed position, an amount of fluid which corresponds approximately to the amount of leakage flowing from the piston guide.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a discharge line ( 68 ), which via a pressure relief valve ( 70 ) with a downstream of the delivery chamber ( 46 ) located high pressure area ( 64 ) in an upstream of the metering unit ( 52 ) located section of a low pressure line ( 48 ) opens.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic storage volume ( 58 ) is provided by a spring-loaded piston or a gas volume limited by a membrane.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a low-pressure connection ( 16 ) and the metering unit ( 52 ) in a common housing ( 78 ) are integrated.

Contraption ( 18 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic storage volume ( 58 ) has a variable medium pressure.