DE112008002873T5 - Hochdruckpumpe und Verfahren zum Reduzieren eines Fluidmischens in derselben - Google Patents

Hochdruckpumpe und Verfahren zum Reduzieren eines Fluidmischens in derselben Download PDF

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Scott F. Morton Shafer
Alan R. Metamora Stockner
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Abstract

Pumpe, mit
einem Gehäuse, das einen Einlass für ein erstes Fluid, einen Einlass, der zum Aufnehmen eines zweiten Fluids, das bei einem zweiten Druck zugeführt wird, gestaltet ist, und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Einlass für das erste Fluid verbunden ist, aufweist,
einem Kolben, der in der Kolbenbohrung beweglich ist, wobei der Kolben ein erstes Ende, das dem ersten Fluid ausgesetzt ist, und ein zweites Ende, das dem zweiten Fluid ausgesetzt ist, aufweist,
einem ersten Ringspalt, der fluidmäßig mit dem Einlass für das zweite Fluid verbunden ist,
einem zweiten Ringspalt, der gestaltet ist, dass er fluidmäßig mit einem Ablaufkreislauf, der bei einem dritten Druck zugeführt wird, verbunden wird,
bei der sich der erste Ringspalt und der zweite Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung befinden, und bei der der zweite Druck größer als der dritte Druck ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Hochdruckpumpen und genauer auf das Reduzieren eines Fluidmischens in einer Hochdruckpumpe.
  • Technischer Hintergrund
  • Schmierfluid, wie beispielsweise Öl, wird allgemein durch eine Fluidpumpe gepumpt, um die bewegenden Teile der Pumpe zu schmieren. Ein Mischen des Schmierfluids mit dem Fluid, das gepumpt wird, kann die Schmierfähigkeit des Schmierfluids minimieren und/oder das Fluid, das gepumpt wird, mit dem Schmierfluid verunreinigen. Beispielsweise weisen viele Kraftstoffsysteme eine Niederdruckförderpumpe, die Kraftstoff aus einem Kraftstofftank ansaugt, und eine Hochdruckpumpe, die den Druck des Kraftstoffs vor einem Einspritzen erhöht, auf. Ein Schmierfluid, im Allgemeinen Öl, fließt in der Hochdruckpumpe zum Schmieren der bewegenden Teile. Nockenangetriebene, sich hin- und herbewegende Kolben in den Kolbenbohrungen der Hochdruckpumpe erhöhen den Druck des Kraftstoffs. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens und der Druck in der Kolbenbohrung können bewirken, dass etwas Kraftstoff zwischen den Kolben und die Kolbenbohrung wandert. Falls es dem Kraftstoff erlaubt ist, außerhalb der Kolbenbohrung und in einen Bereich eines Nockengehäuses zu wandern, wird sich der Kraftstoff direkt mit dem Öl mischen, was die Qualität der Schmierung des Schmieröls verringert, was zu potenziellen ernsthaften Problemen in dem gesamten Schmiersystem führen kann.
  • Um die Kraftstoffmigration zwischen den hin- und herbewegenden Kolben und die Kolbenbohrung zu reduzieren, ist es bekannt, eine Dichtung, wie beispielsweise einen O-Ring, zwischen die Kolbenbohrung und den sich hin- und herbewegenden Kolben zum Blockieren der Migration des Kraftstoffs in das Schmierölsystem zu positionieren. Jedoch können viele Fluid pumpende, sich hin- und herbewegende Kolben relativ extremen Druckänderungen ausgesetzt sein, wodurch sich die Lebensdauer verringert und die Dichtfähigkeit der Dichtungen abnimmt.
  • Um den Druck auf einen O-Ring zu entlasten und ein Fluidmischen weiter zu reduzieren, ist eine Fluiddichtung, die in dem US-Patent Nr. 5,901,686 , das Stockner et. al. am 11. Mai 1999 erteilt wurde, beschrieben ist, für eine Kraftstoffeinspritzdüse gestaltet, die einen sich hin- und herbewegenden Kolben in einer Kolbenbohrung mit einer Druckkammer, in der ein Kraftstoffdruck erhöht wird, aufweist. Die Fluiddichtung weist ein ringförmiges Drucksammelvolumen auf, das durch den Kolben definiert ist und zwischen der Druckkammer und dem O-Ring positioniert ist. Ein Kraftstoffeinspritzdüsenkörper definiert einen Druckentlastungsdurchlass, der zwischen dem Sammelvolumen und der Druckkammer positioniert ist, wenn der Kolben in der eingefahrenen Position ist, der die Kolbenbohrung mit einer Niederdruckrücklaufleitung fluidmäßig verbindet.
  • Während Kraftstoff zwischen die Kolbenbohrung und den Kolben wandert, wenn der Kolben zum Druckbeaufschlagen des Kraftstoffs in der Druckkammer ausfährt, wird ein Druck auf den O-Ring durch etwas Kraftstoff, der aus der Bohrung zu dem Druckentlastungsdurchlass fließt, reduziert, während sich ein anderer Teil des Kraftstoffs in dem Drucksammelvolumen ansammelt. Wenn das Drucksammelvolumen des ausfahrenden Kolbens mit dem Druckentlastungsdurchlass ausgerichtet ist, fällt der Druck auf den O-Ring dramatisch als eine Folge des Drucksansammelvolumens auf den gleichen Niederdruck wie die Niederdruckrücklaufleitung ab. Der Druck in dem Sammelvolumen wird sich wiederum aufbauen, wenn der Kolben an dem Druckentlastungsdurchlass vorbei ausfährt, bis das Einspritzereignis endet.
  • Obwohl der Druck auf den O-Ring durch die Kombination des Drucksammelvolumens und des Druckentlastungsdurchlasses verringert wird, ist es dem Kraftstoff, der die Kolbenbohrung hinaufwandert, immer noch erlaubt, für den Großteil des Druckhubs des Kolbens in der Kolbenbohrung zu wandern und sich dort anzusammeln. Lediglich für die kurze Zeit, in der das Drucksammelvolumen fluidmäßig mit dem Druckentlastungsdurchlass verbunden ist, ist der Kraftstoff in dem Drucksammelvolumen in der Lage, aus der Kolbenbohrung zu entweichen.
  • Die vorliegende Offenbarung ist auf das Überwinden einer oder mehrerer der oben beschriebenen Probleme oder anderer Probleme gerichtet.
  • Zusammenfassung
  • Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Pumpe ein Gehäuse, einen Kolben, einen ersten Ringspalt und einen zweiten Ringspalt auf. Das Gehäuse weist einen Einlass für ein erstes Fluid, einen Einlass für ein zweites Fluid, das bei einem zweiten Druck vorgesehen wird, und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Einlass für das erste Fluid verbunden ist, auf. Der Kolben ist in der Kolbenbohrung beweglich und weist ein erstes Ende, das dem ersten Fluid ausgesetzt ist, und ein zweites Ende, das dem zweiten Fluid ausgesetzt ist auf. Der erste Ringspalt ist fluidmäßig mit dem Einlass für das zweite Fluid verbunden. Der zweite Ringspalt ist gestaltet, dass er fluidmäßig mit einem Ablaufkreislauf verbunden wird, der bei einem dritten Druck vorgesehen wird, der geringer als der zweite Druck ist. Der erste Ringspalt und der zweite Ringspalt befinden sich entlang der Länge der Kolbenbohrung.
  • Bei einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Kraftstoffsystem eine Kraftstoffquelle, eine Schmierfluidquelle, eine Niederdruckpumpe, eine Hochdruckpumpe und wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse auf. Die Niederdruckpumpe weist einen Niederdruckpumpeneinlass und einen Niederdruckpumpenauslass auf. Der Niederdruckpumpeneinlass ist fluidmäßig mit der Kraftstoffquelle verbunden. Die Hochdruckpumpe weist ein Gehäuse, einen Kolben, einen ersten Ringspalt und einen zweiten Ringspalt auf. Das Gehäuse weist einen Hochdruckpumpeneinlass, der fluidmäßig mit dem Niederdruckpumpenauslass verbunden ist, einen Hochdruckpumpenauslass, einen Schmierfluideinlass und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpeneinlass und dem Hochdruckpumpenauslass verbindbar ist, auf. Der Kolben ist in der Kolbenbohrung beweglich und weist ein erstes Ende, das dem Kraftstoff ausgesetzt ist, und ein zweites Ende, das dem Schmierfluid ausgesetzt ist, auf. Der erste Ringspalt ist in der Kolbenbohrung und fluidmäßig mit dem Schmierfluideinlass verbunden. Der zweite Ringspalt ist in der Kolbenbohrung und fluidmäßig mit dem Niederdruckpumpeneinlass verbunden. Die wenigstens eine Kraftstoffeinspritzdüse ist fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpenauslass verbunden. Der Schmierfluideinlass ist bei einem größeren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass.
  • Bei noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Verhindern, dass sich ein erstes Fluid in einer ersten Kammer mit einem zweiten Fluid in einer zweiten Kammer mischt, wobei sich die erste Kammer und die zweite Kammer an gegenüberliegenden Enden einer Bohrung befinden und durch ein in der Bohrung bewegliches Bauteil getrennt sind, die Schritte des fluidmäßigen Verbindens einer dritten Fluidquelle mit einem ersten Abschnitt der Bohrung auf. Das Verfahren weist auch die Schritte des Druckbeaufschlagens des dritten Fluids auf einen dritten Druck, fluidmäßiges Verbinden eines Fluidablaufs mit einem zweiten Abschnitt der Bohrung und Halten des Fluidablaufs bei einem Ablaufdruck auf. Das Verfahren weist ferner den Schritt des Haltens des dritten Drucks bei einem Druck, der höher als der Ablaufdruck ist, auf, so dass das dritte Fluid aus dem ersten Abschnitt der Bohrung zwischen das Bauteil und die Bohrung zu dem zweiten Abschnitt der Bohrung und zu dem Fluidablauf fließen kann.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist eine isometrische Ansicht einer Verbundpumpenbaugruppe des Kraftstoffsystems der 1.
  • 3 ist eine Seitenschnittansicht entlang einer Linie AA einer Hochdruckpumpe der Verbundpumpenbaugruppe der 2.
  • 4 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Hochdruckpumpe nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems nach der vorliegenden Offenbarung gezeigt. Das Kraftstoffsystem weist eine Mehrzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen 11, die jeweils mit einer Hochdruckkraftstoffleitung 12 über individuelle Verzweigungsdurchlässe 13 verbunden sind. Die Hochdruckkraftstoffleitung 12 wird mit Hochdruckkraftstoff aus einer Hochdruckpumpe 14 gespeist, die mit relativ geringem Kraftstoffdruck durch eine Niederdruckpumpe 15 gespeist wird. Ein Hochdruckpumpengehäuse 17 der Hochdruckpumpe 14 definiert einen Hochdruckpumpenauslass 23, der fluidmäßig mit der Kraftstoff-Common-Rail 12 vebunden ist, und einen Rücklaufleitungsauslass 54, der über eine erste Rücklaufleitung 53 fluidmäßig mit einem Kraftstofftank verbunden ist. Ein Niederdruckpumpengehäuse 18 der Niederdruckpumpe 15 definiert einen Niederdruckpumpeneinlass 26, der fluidmäßig mit dem Kraftstofftank 19 verbunden ist, der über eine zweite Rücklaufleitung 20 auch fluidmäßig mit den Kraftstoffeinspritzdüsen 11 verbunden ist. Obwohl die vorliegende Offenbarung die Hochdruckpumpe 14 und die Niederdruckpumpe 15 in der dargestellten Ausführungsform betrachtet, dass sie voneinander in separaten Gehäusen getrennt sind, können die Niederdruckpumpe 15 und die Hochdruckpumpe 14 beide in einer Verbundpumpenbaugruppe 16 enthalten sein. Das Hochdruckpumpengehäuse 17 der Hochdruckpumpe 14 kann an dem Niederdruckpumpengehäuse 18 der Niederdruckpumpe 15 in herkömmlicher Weise angebracht sein, wie beispielsweise durch die Verwendung von Schrauben. Das Niederdruckpumpengehäuse 18 definiert einen Niederdruckpumpenauslass 25, der fluidmäßig mit einem Hochdruckpumpeneinlass 24 verbunden ist, der durch das Hochdruckpumpengehäuse 17 definiert ist. Das Hochdruckpumpengehäuse 17 definiert auch einen Schmierfluideinlass 27 und einen Schmierfluidauslass 28. Der Schmierfluideinlass 27 und der Schmierfluidauslass 28 sind über eine Schmiermittelzufuhrleitung 30 beziehungsweise eine Schmiermittelrücklaufleitung 31 fluidmäßig mit einer Schmierfluidquelle 29 verbunden, die als eine Motorölwanne dargestellt ist. Eine Pumpe (nicht gezeigt) kann vorgesehen sein zum Ansaugen von Schmierfluid aus der Schmierfluidquelle 29 und zum Druckbeaufschlagen des Schmierfluids zum Fördern zu dem Schmierfluideinlass 29. Der Druck, auf den die Pumpe das Schmierfluid bringt, kann in Abhängigkeit von der Anwendung variieren. Jedoch wird nach einer beispielhaften Ausführungsform das Schmierfluid bei einem höheren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass 26 gehalten. In manchen Situationen kann das Schmierfluid auf bis zu 600 Kilopascal oder mehr druckbeaufschlagt werden. In anderen Situationen oder Anwendungen kann der Druck des Schmierfluids größer oder weniger als 600 Kilopascal sein.
  • Das Kraftstoffsystem 10 wird in seinem Betrieb in herkömmlicher Weise über ein elektronisches Steuermodul 21 gesteuert, das über eine Pumpenkommunikationsleitung 22 mit der Hochdruckpumpe 14 verbunden ist und über Kommunikationsleitungen (nicht gezeigt) mit jeder Kraftstoffeinspritzdüse 11 verbunden ist. Während des Betriebs bestimmen Steuersignale, die durch das elektronische Steuermodul 21 erzeugt werden, wie viel Kraftstoff, der durch die Hochdruckpumpe 14 gefördert wird, in die Common-Rail 12 gedrückt wird, und zu welchem Zeitpunkt sowie wann und für welche Dauer (anzeigend für die Kraftstoffeinspritzmenge) die Kraftstoffeinspritzdüsen 11 arbeiten. Der Kraftstoff, der nicht zu der Kraftstoff-Common Rail 12 gefördert wird, kann über die erste Rücklaufleitung 53 zurück zu dem Kraftstofftank 19 zurückgeführt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist eine isometrische Ansicht der Verbundpumpenbaugruppe 16 in dem Kraftstoffsystem 10 der 1 gezeigt. Es sollte erkannt werden, dass ein Abschnitt des Hochdruckpumpengehäuses 17 und eine Fluidkommunikationsleitung, die den Niederdruckpumpenauslass 25 mit dem Hochdruckpumpeneinlass 24 verbindet, aus der Verbundpumpenbaugruppe 16 entfernt wurden, um die innere Struktur der Hochdruckpumpe 14 darzustellen. Ein Umfang des Hochdruckpumpengehäuses 17 ist durch eine gepunktete Linie dargestellt. Das Niederdruckpumpengehäuse 18 definiert eine Mehrzahl von Schraubenbohrungen 34, durch die das Hochdruckpumpengehäuse 17 mit dem Niederdruckpumpengehäuse 18 verschraubt werden kann. Das Hochdruckpumpengehäuse 17 weist zwei Zylinder 35 auf, von denen jeder teilweise eine Kolbenbohrung 33 definiert (in 3 gezeigt). Eine Ablaufleitung 32 verbindet fluidmäßig zwei Ringspalte 40 (in 3 geizeigt), von denen jeder zu einer entsprechenden Kolbenbohrung 33 offen ist, mit dem Niederdruckpumpeneinlass 26 der Niederdruckpumpe 15, was als ein Ablaufkreislauf für die Ringspalte 40 wirkt. Obwohl die dargestellte Ausführungsform zwei Kolbenbohrungen aufweist, sollte erkannt werden, dass die Pumpe 14 jede Anzahl von Kolbenbohrungen aufweisen kann, von denen jede zu einem Ringspalt offen ist. Die Ablaufleitung 32 kann über ein herkömmliches T-Verbindungsstück 41 an dem Niederdruckpumpeneinlass 26 angebracht sein. Auf diese Weise verbindet die Ablaufleitung 32 fluidmäßig die Kolbenbohrung 33, die allgemein bei einem relativ hohen Druck ist, mit einem Niederdruckkraftstoff, der in die Niederdruckpumpe 15 fließt, wodurch ein Druckunterschied erzeugt wird. Fachleute werden erkennen, dass je größer die Geschwindigkeit der Kraftstoffströmung ist, desto geringer der Druck in dem Niederdruckpumpeneinlass 26 ist. Der Schmierfluideinlass 27 und -auslass (nicht gezeigt) erlauben, dass Öl in das und aus dem Hochdruckpumpengehäuse 17 fließt und die bewegenden Teile schmiert.
  • Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Seitenschnittansicht der Hochdruckpumpe 14 der Verbundpumpenbaugruppe 16 der 2 gezeigt. Der Zylinder 35, der ein Teil des Pumpengehäuses 17 ist, definiert die Kolbenbohrung 33, in der sich ein Kolben 37 hin- und herbewegt. Obwohl lediglich ein Kolben 37 in einer Kolbenbohrung dargestellt ist, sollte erkannt werden, dass beide Kolben-/Kolbenbohrungspaare ähnlich arbeiten. Der Kolben 37 und die Kolbenbohrung 33 definieren eine Pumpenkammer 36, die fluidmäßig mit einer Hochdruckgalerie 38 und einer Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 verbindbar ist. Die Hochdruckgalerie 38 ist fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpenauslass 23 verbunden und die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 ist fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpeneinlass 24 verbunden. Der Kolben 37 ist über einen Stösel 43 mit einem Nocken 42 in herkömmlicher Weise verbunden. Der Nocken 42 dreht sich und der Stösel 43 bewegt sich in einem Nockenbereich 45, der durch ein Nockengehäuse 46 definiert ist, hin und her. Obwohl es nicht gezeigt ist, bewegt sich ein zweiter Kolben mit einem zweiten Nocken hin und her. Nach einer beispielhaften Ausführungsform ist das Paar Nocken betätigbar, dass es bewirkt, dass sich die Kolben aus der Phase zueinander bewegen und die Nocken werden durch den Motor angetrieben und drehen sich mit einer Geschwindigkeit, die eine Pumpenaktivität mit einer Kraftstoffeinspritzaktivität synchronisert. Es sollte erkannt werden, dass die Nocken, einschließlich dem Nocken 42, und der Stösel 43 durch die Strömung des Schmierfluids geschmiert werden. Deshalb gibt es Öl, das in dem Nockenbereich 45 fließt.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform wird, wenn der Kolben 37 seinen einfahrenden Hub durchmacht, frischer Niederdruckkraftstoff aus der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 an einem Einlassrückschlagventil 44 vorbei und in die Pumpenkammer 36 angesaugt. Während dieser Zeit ist über ein Überströmsteuerventil 47 eine Fluidkommunikation zwischen der Pumpenkammer 36 und der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 blockiert. Das Überströmsteuerventil 47 weist einen elektrischen Aktor auf, der zum Steuern des Überströmsteuerventils 47 während des Pumphubs verwendet werden kann, um die Ausgabe aus der Pumpenkammer 36 zu steuern. Wenn der Kolben 37 seinen Pumphub durchmacht und das Steuerventil 47 offen ist, bewegt der Druck in der Pumpenkammer 36 ein Zwei-Wege-Ventilelement (nicht gezeigt) des Überströmsteuerventils 47, um die Pumpenkammer 36 über das Überströmsteuerventil 47 fluidmäßig mit der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 zu verbinden. Der Kraftstoff kann über das Überströmsteuerventil 47 aus der Pumpenkammer 36 in die Niederdruckgalerie 39 verdrängt werden. Wenn das Überströmsteuerventil 47 geschlossen ist, wird der Kraftstoff in der Pumpenkammer 36 an einem Auslassrückschlagventil vorbei in die Hochdruckgalerie 38 und in die Hochdruck-Common-Rail 12 gedrückt. Fachleute werden erkennen, dass der Zeitpunkt, zu dem der elektrische Aktor energetisiert wird (z. B. der Zeitpunkt, zu dem das Überströmsteuerventil 47 geöffnet und geschlossen wird), bestimmt, welcher Teil der Kraftstoffmenge, die durch den Kolbenbetrieb verdrängt wird, in die Hochdruckgalerie 38 gedrückt wird, und welcher andere Teil zurück zu der Niederdruckgalerie 39 verdrängt wird. Da sich die Kolben aus der Phase zueinander hin- und herbewegen und die Pumpenkammer 36 über das Überströmsteuerventil 47 nur mit der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 während des Pumpenhubs verbunden ist, können sich die Pumpenkammern 36 ein Überströmsteuerventil 47 teilen. Es sollte erkannt werden, dass die Systeme und die hierin beschriebenen Verfahren eine Verwendung mit zahlreichen Hochdruckpumpen, einschließlich Pumpen, die eine Pumpeneingabe oder -ausgabe in anderer Weisen als dargestellt variieren, und Pumpen, die keine variablen Abgabeeigenschaften haben, betrachten. Beispielsweise können die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren auch mit einer Pumpe mit einem elektrisch betätigten Überströmsteuerventil, das zu jedem Kolben-/Kolbenbohrungspaar gehört, verwendet werden, bei denen das Überströmsteuerventil zwischen einer offenen Position, in der die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie fluidmäßig mit der Pumpenkammer verbunden ist, und einer geschlossenen Position, in der die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie von der Pumpenkammer getrennt ist, beweglich ist. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform bestimmt der Zeitpunkt, zu dem der elektrische Aktor, der zu jedem Überströmsteuerventil gehört, energetisiert wird, welcher Anteil der Kraftstoffmenge, die durch den Kolbenbetrieb verdrängt wird, in eine Hochdruckgalerie gedrückt wird, und welcher andere Teil zurück zu der Niederdruckbohrung verdrängt wird.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform ist der Ringspalt 40 (der auch als ein Drainageringspalt bekannt ist) zu der Kolbenbohrung 33 offen und ist über eine Ablaufgalerie 48 fluidmäßig mit der Ablaufleitung 32 verbunden, die durch das Hochdruckpumpengehäuse 17 definiert ist. Der Zylinder 35 definiert optional eine Dichtungsnut 50, in der eine Dichtung 51 positioniert sein kann. Die Dichtung 51 kann ein O-Ring, ein Glyd-Ring oder ein Äquivalent sein. Die Dichtungsnut 50 kann entlang der Kolbenbohrung 33 zwischen dem Drainageringspalt 40 und dem Nockenbereich 45 positioniert sein. Wenn sich der Kolben 37 hin- und herbewegt, kann Kraftstoff, der zwischen den Kolben 37 und die Kolbenbohrung 33 wandert, in den Drainageringspalt 40 und die Ablaufgalerie 48 eingesaugt werden. Da die Kolbenbohrung 33 bei einem höheren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass 26 ist, wenn die Migration des Kraftstoffs normalerweise stattfindet, wird der wandernde Kraftstoff zu dem Niederdruckeinlass 26 gesaugt, bevor er den Nockenbereich 45 erreicht, in dem das Öl zirkuliert wird. Jeglicher Kraftstoff, der nicht in den Drainageringspalt 40 eingesaugt wird, kann über die Dichtung 51 gegenüber dem Nockenbereich 54 abgedichtet werden.
  • Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann auch ein Ringspalt 60, der zu einer Kolbenbohrung 33 offen ist, vorgesehen sein. Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Ringspalt 60 von dem Drainageringspalt 40 durch einen Bereich 64 der Kolbenbohrung 33 beabstandet und befindet sich entlang der Länge der Kolbenbohrung 33 zwischen dem Drainagenringspalt 40 und dem Nockenbereich 45. Der Ringspalt 60 ist über eine Schmierfluidgalerie 62, die durch das Hochdruckpumpengehäuse 17 definiert ist, fluidmäßig mit dem Schmierfluideinlass 27 verbunden. Eine Dichtungsnut 50, in der eine Dichtung 51 positioniert sein kann, kann optional entlang der Kolbenbohrung 33 zwischen dem Ringspalt 60 und dem Nockenbereich 45 positioniert sein. Wenn sich der Kolben 37 hin- und herbewegt, sollte Kraftstoff, der sich zwischen den Kolben 37 und die Kolbenbohrung 33 wandert, in den Drainageringspalt 40 und die Ablaufgalerie 48 gesaugt werden. Da die Kolbenbohrung 33 bei einem höheren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass 26 ist, wenn die Migration des Kraftstoffs normalerweise stattfindet, wird der wandernde Kraftstoff zu dem Niederdruckeinlass 26 gesaugt, bevor er den Nockenbereich 45 erreicht, in dem das Schmierfluid zirkuliert wird. Ähnlich sollte, da der Schmierfluideinlass 27 bei einem höheren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass 26 ist, jegliches Schmierfluid, das zwischen den Kolben 37 und die Kolbenbohrung 33 wandert, in den Drainageringspalt 40 und die Ablaufgalerie 48 gesaugt werden. Die Migration des Schmierfluids aus dem Ringspalt 60 in Richtung zu dem Drainageringspalt 40 dient zum Erzeugen einer Dichtung oder Barriere, die jegliche Strömung von Kraftstoff an dem Drainageringspalt 40 (in der entgegengesetzten Richtung wie die Strömung des Schmierfluids) vorbei verhindert oder im Wesentlichen verhindert. Obwohl etwas Schmierfluid aus dem Ringspalt 60 in Richtung zu dem Nockenbereich 45 fließen kann (was allgemein bei einem niedrigeren Druck sein wird), wäre irgendeine solche Strömung ohne Konsequenzen, da der Nockenbereich 45 mit dem gleichen Schmierfluid voll ist.
  • Die Menge an Schmierfluid, die aus dem Ringspalt 60 in Richtung zu dem Drainageringspalt 40 wandert, kann zumindest teilweise durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben 37 und der Kolbenbohrung 33 bestimmt werden. Allgemein wird je größer der Zwischenraum (oder je größer der Raum zwischen dem Kolben 37 und der Kolbenbohrung 33) ist, desto mehr Schmierfluid in der Lage sein, zu dem Drainageringspalt 40 zu wandern. Nach einer beispielhaften Ausführungsform ist der Zwischenraum zwischen dem Kolben 37 und der Kolbenbohrung 33 relativ klein, was allgemein zu einer Migration von nur einer geringen oder minimalen Menge an Schmierfluid zu dem Drainageringspalt 40 führt. Das Fördern des Schmierfluids zu dem Drainageringspalt 40 und das Fördern von Kraftstoff zu dem Ringspalt 60 können durch das Einstellen der Länge des Bereichs 64 geändert werden. Beispielsweise kann nach einer beispielhaften Ausführungsform jegliches solches Fördern durch Gestalten des Bereichs reduziert werden, dass er eine Länge aufweist, die größer als der Hub des Kolbens 37 ist. Wenn der Bereich 64 auf diese Weise gestaltet wird, wird die Möglichkeit des Kolbens 37, dass er Schmierfluid aus dem Ringspalt 60 zu dem Drainageringspalt 40 mitschleppt oder trägt, oder dass er Kraftstoff aus dem Drainageringspalt 40 zu (oder selbst an dem) dem Ringspalt 60 (vorbei) mitschleppt oder fördert, wenn sich der Kolben 37 hin- und herbewegt, verringert, da kein besonderer Punkt an dem Kolben 37 durch oder in sowohl den Drainageringspalt 40 als auch den Ringspalt 60 läuft. Nach verschiedenen beispielhaften und alternativen Ausführungsformen kann jeder vernünftige Zwischenraum zwischen dem Kolben 37 und der Kolbenbohrung 33 vorgesehen werden. Nach anderen zahlreichen beispielhaften alternativen Ausführungsformen kann der Bereich 64 jede Länge aufweisen, die für eine besondere Anwendung geeignet ist.
  • Das Hochdruckpumpengehäuse kann optional einen Fremdkörperbehälter 49 definieren, der fluidmäßig mit der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 verbunden ist. Der Fremdkörperbehälter 49 ist ein Hohlraum, der durch den Zylinder 35 definiert ist, der sich unterhalb der Bodenfüllöffnung 52 erstreckt, die mit der Pumpenkammer 36 verbunden ist. Daher kann die Schwerkraft einen Fremdkörper, der schwerer als der Kraftstoff ist, der in die Bodenfüllöffnung 52 gelangt, in den Fremdkörperbehälter 49 ziehen, anstatt dass sie es ihm ermöglicht, in die Pumpenkammer 36 zu gelangen. Optional weist die vorliegende Offenbarung einen Fremdkörperbehälter für jede Kolbenbohrung auf.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 werden Systeme und Verfahren zum Reduzieren eines Fluidmischens in der Hochdruckpumpe 14 der Verbundpumpenbaugruppe 16 erörtert. Obwohl die Betriebsweise der Systeme und Verfahren in Verbindung mit dem Kraftstoffsystem 10 erörtert werden, sollte erkannt werden, dass sie ähnlich bei jedem Fluidsystem mit einer Niederdruckfluidpumpe und einer Hochdruckfluidpumpe arbeiten können. Außerdem müssen die Niederdruckpumpe und die Hochdruckpumpe nicht Teil einer Verbundpumpe, wie dargestellt, sein. Ferner sollte, obwohl die Systeme und Verfahren, die hierin beschrieben sind, in Verbindung mit einer Kolbenbohrung 33 erörtert werden, erkannt werden, dass sie ähnlich bei mehreren Kolbenbohrungen arbeiten.
  • Ein Schmierfluid, das in der vorliegenden Offenbarung als Öl dargestellt ist, wird der Hochdruckpumpe 14 über die Schmierfluidzufuhrleitung 30 aus der Schmierfluidquelle 29 zugeführt. Das Öl wird allgemein aus der Quelle 29 über eine Pumpe (nicht gezeigt) angesaugt und durch die Hohlräume der Hochdruckpumpe 14 zirkuliert, einschließlich des Nockenbereichs 45, der durch das Nockengehäuse 46 definiert ist. Das Öl wird den sich bewegenden Nocken 42 und den Stösel 43 schmieren. Es ist möglich, dass eine begrenzte Menge von Öl zwischen den Kolben 37 und die Kolbenbohrung 30 (und an der Dichtung 51 vorbei, falls sie vorgesehen ist) wandert, in diesem Fall wird es sich mit dem Kraftstoff mischen und durch den Drainageringspalt 40 entleert und letztendlich zusammen mit dem Kraftstoff in der Verbrennungskammer verbrannt. Das Öl, das nicht an der Dichtung 51 vorbei wandert, kann über die Schmiermittelrücklaufleitung 31 zu der Schmierfluidquelle 29 zurückkehren.
  • Ein zweites Fluid, das Kraftstoff ist, wird aus dem Kraftstofftank 19 über die Niederdruckpumpe 15 zu der Hochdruckpumpe 14 gepumpt. Es sollte erkannt werden, dass, obwohl das Hochdruckpumpengehäuse 17 an dem Niederdruckpumpengehäuse 18 angebracht ist, die vorliegende Offenbarung die zwei Pumpen als getrennt und voneinander gelöst betrachtet. Der Kraftstoff wird aus dem Niederdruckpumpenauslass 25 zu dem Hochdruckpumpeneinlass 24 und in die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 der Hochdruckpumpe 14 fließen, bis er in eine Pumpenkammer 36 zur Druckbeaufschlagung gesaugt wird.
  • Der Druck des Kraftstoffs wird in der Pumpenkammer 36 in der Kolbenbohrung 33 der Hochdruckpumpe 14 erhöht. Obwohl die vorliegende Offenbarung lediglich ein Kolben- 37/ein Kolbenbohrungspaar 33 erörtert, sollte erkannt werden, dass das zweite Kolben-/das zweite Kolbenbohrungspaar ähnlich arbeitet, außer dass sich die Kolben aus der Phase zueinander hin- und herbewegen. Außerdem sollte erkannt werden, dass die vorliegende Offenbarung bei einer Pumpe, die jede Anzahl von Kolbenbohrungen, einschließlich einer, aufweist, oder bei einer Pumpe, die ein Überströmsteuerventil für jede Bohrung verwendet, verwendet werden könnte. Wenn der Kolben 37 seinen einfahrenden Hub durchmacht, wird Kraftstoff über die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 in die Pumpenkammer 36 gesaugt. Da das Überströmsteuerventil 47 die Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 mit dem Pumpengehäuse 36 nicht fluidmäßig verbindet, während der Kolben 37 zurückfährt, wird der Kraftstoff über das Einlassrückschlagventil 44 und die Bodenfüllöffnung 52 in die Pumpenkammer 36 fließen. Unterhalb der Bodenfüllöffnung 52 und fluidmäßig mit der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 verbunden kann der Fremdkörperbehälter 49 sein. Der Fremdkörperbehälter 49 ist ein Hohlraum, der Fremdkörper aus dem Kraftstoff in der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 sammeln kann, bevor der Kraftstoff in die Bodenfüllöffnung 52 fließt. Aufgrund der Schwerkraft kann wenigstens ein Teil der Fremdkörper aus dem Kraftstoff abgesondert und in dem Fremdkörperbehälter 49 gesammelt werden, während der Kraftstoff über die Bodenfüllöffnung 52 in die Pumpenkammer 36 gesaugt wird. Da die Fremdkörper aus dem Kraftstoff abgesondert und aus der Pumpenkammer 36 herausgehalten werden, ist es weniger wahrscheinlich, dass die Fremdkörper die Bewegung des Kolbens 37 stören und ein Pumpenfressen verursachen.
  • Wenn der Kolben 37 seinen Pumphub durchmacht, wird die Pumpenkammer 36 in Abhängigkeit von der Position des Überströmsteuerventils 47 entweder über das Überströmsteuerventil 47 fluidmäßig mit der Niederdruckkraftstoffzufuhrgalerie 39 verbunden oder fluidmäßig mit der Hochdruckgalerie 38 verbunden. Wenn das Überströmsteuerventil 47 offen ist, wird der ausfahrende Kolben 37 den Kraftstoff in die Niederdruckgalerie 39 drücken. Wenn der Bedarf besteht, Hochdruckkraftstoff aus der Pumpe 14 auszugeben, wird der elektrische Aktor des Überströmsteuerventils 47 aktiviert, wodurch das Überströmsteuerventil 47 geschlossen wird und die Strömung des Kraftstoffs zu der Niederdruckzufuhrbohrung 39 blockiert wird und der druckbeaufschlagte Kraftstoff gezwungen wird, an dem Auslassrückschlagventilventil vorbei und in die Hochdruckgalerie 38 zu fließen. Obwohl die vorliegende Offenbarung ein einziges Überströmsteuerventil 47 zum Steuern der Kraftstoffausgabe aus der Pumpe 14 aufweist, sollte erkannt werden, dass die vorliegende Offenbarung mehrere Überströmsteuerventile und Pumpen ohne Überströmsteuerventile und/oder ohne variable Abgabeeigenschaften betrachtet.
  • Wenn der Kolben 37 ausfährt, kann der erhöhte Druck in der Pumpenkammer 36 bewirken, dass etwas Kraftstoff zwischen den Kolben 37 und die Seiten der Kolbenbohrung 33 wandert. Der Rückzugsvorgang des Kolbens 37 kann auch etwas Kraftstoff zwischen den Kolben 37 und die Kolbenbohrung 33 mitziehen. Ähnlich wie wenn der Kolben 36 ausfährt, wird der Kolben 37 dazu neigen, etwas Schmierfluid in die Kolbenbohrung 33 mitzuziehen. Außerdem wird in dem Umfang, in dem der Druck des Fluids in dem Drainageringspalt 40 geringer ist als der Druck des Schmierfluids, das Schmierfluid dazu neigen, in Richtung zu dem Drainageringspalt 40 zu fließen.
  • Nach einer beispielhaften Ausführungsform wird das Mischen des Kraftstoffs mit dem Öl zumindest teilweise durch fluidmäßiges Verbinden des Drainageringspalts 40 mit dem Niederdruckeinlass 26 der Niederdruckpumpe 15 verringert. Wenn der Kraftstoff die Kolbenbohrung 33 und den Kolben 37 herunterwandert, wird der Kraftstoff den Drainageringspalt 40 erreichen. Der Druckunterschied zwischen der Kolbenbohrung 33 und dem Niederdruckkraftstoff, der in den Niederdruckpumpeneinlass 26 fließt, wird das Fluid aus dem Drainageringspalt 40 über die Ablaufleitung 48 und die Ablaufleitung 32 zu dem Niederdruckpumpeneinlass 26 ansaugen. Da die Ablaufleitung 32 über das T-Verbindungsstück 41 fluidmäßig mit dem Niederdruckeinlass 26 verbunden ist, ist die Ablaufleitung 32 fluidmäßig mit der Strömung des Niederdruckkraftstoffs aus dem Kraftstofftank 19 zu der Niederdruckpumpe 15 verbunden. Deshalb kann das T-Verbindungsstück 41 den Druckunterschied weiter vergrößern, der ein Entleeren des Drainageringsspalts 40 bewirkt. Falls kein Kraftstoff durch den Drainageringspalt 40 entleert wird, sondern er weiter die Kolbenbohrung 33 herunterwandert, kann die Dichtung 51 den Kraftstoff in der Kolbenbohrung 33 gegenüber dem Öl in dem Nockenbereich 45 abdichten. Ähnlich kann die Dichtung 51 Öl, das in die Kolbenbohrung 33 über den hin- und herbewegenden Betrieb des Kolbens 37 angesaugt wird, am Mischen mit dem Kraftstoff hindern. Falls etwas Öl an der Dichtung 51 vorbei wandert, wird das Öl in den Dranageringspalt 40 gesaugt und durch die Pumpen 14 und 15 zurückzirkuliert, zu den Kraftstoffeinspritzdüsen 11 weitergeleitet und mit dem anderen Kraftstoff verbrannt. Fachleute werden erkennen, dass Kraftstoff in dem Schmierfluidsystem weniger erwünscht ist als eine kleine Menge an Öl in dem Kraftstoffsystem 10. Kraftstoff in dem Öl kann die Schmierfähigkeit minimieren und einen Schaden an den bewegenden Teilen verursachen, die geschmiert werden sollen. Obwohl ein Verbrennen von Schmierfluid als ein Teil des Verbrennungsprozesses die Emissionen des Motors beeinflussen kann, kann dieser Effekt vernachlässigt werden (in Abhängigkeit von der Menge an Schmierfluid, das verbrannt wird), es kann durch Nachbehandlungssysteme ausgeglichen werden, oder der Effekt auf die Emissionen kann für die Anwendung akzeptabel sein, bei der die Pumpe verwendet wird. Beispielsweise wird für einige Marinemotoren, wie beispielsweise diejenigen, die Schweröl verwenden, ein Verbrennen von Schmierfluid zusammen mit dem Kraftstoff entweder einen vernachlässigbaren Effekt auf die Emissionen haben oder ein eventueller Effekt wird immer noch nach den Vorschriften, die die Standards für akzeptable Emissionsmengen festlegen, akzeptabel sein.
  • Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform wird das Mischen des Kraftstoffs mit dem Öl zumindest teilweise durch fluidmäßiges Verbinden des Drainageringspalts 40 mit dem Niederdruckeinlass 26 der Niederdruckpumpe 15 und dem Ringspalt 60 mit dem Schmierfluideinlass 27 verringert. Wenn der Kraftstoff die Kolbenbohrung 33 und den Kolben 37 herunterwandert, wird der Kraftstoff den Drainageringspalt 40 erreichen. Der Druckunterschied zwischen der Kolbenbohrung 33 und dem Niederdruckkraftstoff, der in den Niederdruckpumpeneinlass 26 fließt, wird das Fluid aus dem Drainageringspalt 40 über die Ablaufgalerie 48 und die Ablaufleitung 32 zu dem Niederdruckpumpeneinlass 26 ansaugen. Aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem Schmierfluid in dem Ringspalt 60 und dem Fluid in dem Drainageringspalt 40 wird das Schmierfluid auch in Richtung zu dem Drainageringspalt 40 angesaugt. Wenn das Schmierfluid die Kolbenbohrung 33 und den Kolben 37 nach oben wandert, wird das Schmierfluid den Drainageringspalt 40 erreichen. Der gesamte Kraftstoff wird durch das Schmierfluid aus dem Ringspalt 60, das in Richtung zu dem Drainageringspalt 40 in der entgegengesetzten Richtung wie der Kraftstoff fließt, gehindert oder zumindest teilweise gehindert, die Kolbenbohrung 33 und den Kolben 37 über den Drainageringspalt 40 herunterzuwandern. Auf diese Weise bildet das Schmierfluid, das die Kolbenbohrung 33 und den Kolben 37 nach oben wandert, eine Art von Fluiddichtung, die die Strömung von Fluid an ihr vorbei verhindert oder im Wesentlichen verhindert. Falls irgendein Schmierfluid die Kolbenbohrung 33 herunterwandert, anstatt in Richtung zu dem Drainageringspalt 40, wird es keinen Schaden geben, da er einfach dem ohnehin in dem Nockenbereich 45 befindlichen Schmierfluid hinzugefügt wird. Optional könnte die Dichtung 51 auch zum Dichten des Schmierfluids in der Kolbenbohrung 33 gegenüber dem Schmierfluid in dem Nockenbereich 45 verwendet werden. Das Schmierfluid, das in den Drainageringspalt 40 gesaugt wird, wird durch die Pumpen 14 und 15 zurückzirkuliert, zu den Kraftstoffeinspritzdüsen 11 weitergeleitet und mit dem anderen Kraftstoff verbrannt.
  • Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können vorteilhaft sein, da sie das Risiko, dass sich Fluid aufgrund von Kraftstoff mit der Ölmigration mischt, und das Risiko von Fremdkörpern in der Kolbenbohrung 33 reduzieren. Um das Mischen des Kraftstoffs und des Öls zu reduzieren, verwendet eine Ausführungsform der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren den Druckunterschied zwischen dem Niederdruckfluid, das in den Niederdruckpumpeneinlass 26 fließt, und dem Druck des Fluids zwischen dem Kolben 37 und der Kolbenbohrung 33 zum kontinuierlichen Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Drainageringspalt 40. Da der Druck in der Kolbenbohrung 33 allgemein bei einem höheren Druck als der Druck des Niederdruckpumpeneinlasses 26 bleibt, wird der Kraftstoff und das Öl, das zu dem Drainageringspalt 40 wandert, kontinuierlich durch die Ablaufleitung 32 entleert, anstatt dass sie die Kolbenbohrung 33 und in das Öl in dem Nockenbereich 45 herunterwandern. Das T-Verbindungsstück 41 zwischen der Ablaufleitung 32 und dem Niederdruckpumpeneinlass 26 kann den Druckunterschied weiter erhöhen und deshalb saugt das Ansaugen den Kraftstoff von der Kolbenbohrung 33 weg. Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet nicht nur den Druckunterschied zwischen dem Niederdruckfluid, das in den Niederdruckpumpeneinlass 26 fließt, und dem Druck des Fluids in der Kolbenbohrung 33 zum kontinuierlichen Ansaugen des Kraftstoffs aus dem Drainageringspalt 40, sondern zusätzlich verwendet sie den Druckkunterschied zwischen dem Niederdruckfluid, das in den Niederdruckpumpeneinlass 26 fließt, und dem Druck des Schmierfluids in einem zweiten Ringspalt 60 zum kontinuierlichen Ansaugen des Schmierfluids aus dem zweiten Ringspalt 60 zu dem Drainageringspalt 40. Die Strömung des Schmierfluids aus dem zweiten Ringspalt 60 zu dem Drainageringspalt 40 erzeugt eine Dichtung oder Barriere, die die Strömung des Kraftstoffs an der Dichtung oder Barriere vorbei verhindert oder im Wesentlichen verhindert. Jegliches Schmierfluid, das durch den Drainageringspalt 40 entleert wird, wird letztendlich mit dem Kraftstoff gemischt und zusammen mit dem Kraftstoff während des Verbrennungsprozesses verbannt. Zusätzlich kann die Dichtung 51 zum Vorsehen eines zusätzlichen Schutzes gegenüber einem Mischen von Kraftstoff mit Öl durch Abdichten der Kolbenbohrung 33 gegenüber dem Nockenbereich 45 und umgekehrt verwendet werden. Da das Mischen des Kraftstoffs und des Öls verringert wird, können die Hochdruckpumpe 14 und andere Motorbauteile besser durch das Öl geschmiert werden, was zu einer längeren Lebensdauer und einem effektiveren Betrieb führt.
  • Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können auch vorteilhaft sein, da die Hochdruckpumpe 14 stärker widerstandfähig gegenüber Fremdkörpern ist, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Fremdkörper in dem Kraftstoff in die Pumpenkammer 36 gelangen werden, reduziert wird. Die Schwerkraft kann zum Absondern wenigstens eines Teils der Fremdkörper aus dem Kraftstoff verwendet werden, bevor sie in die Pumpenkammer 36 fließen. Das Gewicht der Fremdkörper wird bewirken, dass sich die Fremdkörper in dem Fremdkörperbehälter 49 ansammeln, während der Kraftstoff über die Bodenkraftstofföffnung 52 in die Pumpenkammer 36 fließt. Da wenigstens ein Teil der Fremdkörper aus dem Kraftstoff abgesondert wird, bevor sie in die Pumpenkammer 36 gelangen, wird das Risiko, dass die Fremdkörper den hin- und herbewegenden Betrieb des Kolbens 37 stören, reduziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass die Pumpe 14 gut funktioniert.
  • Es sollte verständlich sein, dass die hierin vorgesehene Beschreibung nur für beispielhafte Zwecke beabsichtigt ist und nicht den Schutzumfang der hierin beschriebenen Systeme oder Verfahren in irgendeiner Weise einschränken soll. Deshalb werden Fachleute erkennen, dass andere Aspekte, Aufgaben und Vorteile der offenbarten Systeme und Verfahren aus einer Lehre der Zeichnungen, der Offenbarung und den beigefügten Ansprüchen ableitbar sind.
  • Zusammenfassung
  • Hochdruckpumpe und Verfahren zum Reduzieren eines Fluidmischens in derselben
  • Das Mischen eines gepumpten Fluids mit einem Schmierfluid in einer Pumpe kann die Schmierfähigkeit des Schmierfluids minimieren. Um das Mischen der Fluide in einer Pumpe der vorliegenden Offenbarung zu reduzieren, wird eine Pumpe angegeben, die ein Gehäuse, einen Kolben, einen ersten Ringspalt und einen zweiten Ringspalt aufweist. Das Gehäuse weist einen Einlass für das gepumpte Fluid, einen Einlass für das Schmierfluid, das bei einem ersten Druck zugeführt wird, und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Einlass für das gepumpte Fluid verbunden ist, auf. Der Kolben ist in der Kolbenbohrung beweglich. Der erste Ringspalt ist fluidmäßig mit dem Einlass für das Schmierfluid verbunden. Der zweite Ringspalt ist gestaltet, dass er fluidmäßig mit einem Ablaufkreislauf, der bei einem zweiten Druck zugeführt wird, der geringer als der erste Druck ist, verbunden wird. Der erste Ringspalt und der zweite Ringspalt befinden sich entlang der Länge der Kolbenbohrung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 5901686 [0004]

Claims (20)

  1. Pumpe, mit einem Gehäuse, das einen Einlass für ein erstes Fluid, einen Einlass, der zum Aufnehmen eines zweiten Fluids, das bei einem zweiten Druck zugeführt wird, gestaltet ist, und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Einlass für das erste Fluid verbunden ist, aufweist, einem Kolben, der in der Kolbenbohrung beweglich ist, wobei der Kolben ein erstes Ende, das dem ersten Fluid ausgesetzt ist, und ein zweites Ende, das dem zweiten Fluid ausgesetzt ist, aufweist, einem ersten Ringspalt, der fluidmäßig mit dem Einlass für das zweite Fluid verbunden ist, einem zweiten Ringspalt, der gestaltet ist, dass er fluidmäßig mit einem Ablaufkreislauf, der bei einem dritten Druck zugeführt wird, verbunden wird, bei der sich der erste Ringspalt und der zweite Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung befinden, und bei der der zweite Druck größer als der dritte Druck ist.
  2. Pumpe nach Anspruch 1, bei der das erste Fluid Kraftstoff ist und das zweite Fluid Öl ist.
  3. Pumpe nach Anspruch 1, bei der der zweite Ringspalt von dem ersten Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung beabstandet ist.
  4. Pumpe nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse einen Nockenbereich definiert, und bei der der Nockenbereich fluidmäßig mit dem Einlass für das zweite Fluid verbunden ist.
  5. Pumpe nach Anspruch 1, bei der eine Pumpenkammer an einem ersten Ende der Kolbenbohrung vorgesehen ist und ein Nockenbereich an einem zweiten Ende der Kolbenbohrung vorgesehen ist.
  6. Pumpe nach Anspruch 5, bei der sich der erste Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung zwischen dem zweiten Ringspalt und dem Nockenbereich befindet.
  7. Kraftstoffsystem, mit einer Kraftsoffquelle, einer Schmierfluidquelle, einer Niederdruckpumpe, die einen Niederdruckpumpeneinlass und einen Niederdruckpumpenauslass aufweist, wobei der Niederdruckpumpeneinlass fluidmäßig mit der Kraftstoffquelle verbunden ist, einer Hochdruckpumpe, mit einem Gehäuse, das einen Hochdruckpumpeneinlass aufweist, der fluidmäßig mit dem Niederdruckpumpenauslass verbunden ist, einen Hochdruckpumpenauslass, einen Schmierfluideinlass und eine Kolbenbohrung, die fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpeneinlass und mit dem Hochdruckpumpenauslass verbindbar ist, aufweist, einem Kolben, der in der Kolbenbohrung beweglich ist, wobei der Kolben ein erstes Ende, das dem Kraftstoff ausgesetzt ist, und ein zweites Ende, das dem Schmierfluid ausgesetzt ist, aufweist, einem ersten Ringspalt in der Kolbenbohrung, der fluidmäßig mit dem Schmierfluideinlass verbunden ist, und einem zweiten Ringspalt in der Kolbenbohrung, der fluidmäßig mit dem Niederdruckpumpeneinlass verbunden ist, und wenigstens einer Kraftstoffeinspritzdüse, die fluidmäßig mit dem Hochdruckpumpenauslass verbunden ist, bei der der Schmierfluideinlass bei einem größeren Druck als der Niederdruckpumpeneinlass ist.
  8. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, bei dem das Schmierfluid Öl ist.
  9. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, bei dem der zweite Ringspalt von dem ersten Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung beabstandet ist.
  10. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, bei dem das Gehäuse einen Nockenbereich definiert, und bei dem der Nockenbereich fluidmäßig mit dem Schmierfluideinlass verbunden ist.
  11. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, bei dem eine Pumpenkammer an einem ersten Ende der Kolbenbohrung vorgesehen ist und ein Nockenbereich an einem zweiten Ende der Kolbenbohrung vorgesehen ist.
  12. Kraftstoffsystem nach Anspruch 11, bei dem sich der erste Ringspalt entlang der Länge der Kolbenbohrung zwischen dem zweiten Ringspalt und dem Nockenbereich befindet.
  13. Verfahren zum im Wesentlichen Verhindern eines Mischens eines erstens Fluids in einer ersten Kammer mit einem zweiten Fluid in einer zweiten Kammer, wobei die erste Kammer und die zweite Kammer sich an gegenüberliegenden Enden einer Bohrung befinden und durch ein in der Bohrung bewegliches Bauteil getrennt sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, fluidmäßiges Verbinden einer dritten Fluidquelle mit einem ersten Abschnitt der Bohrung, Druckbeaufschlagen des dritten Fluids auf einen dritten Druck, fluidmäßiges Verbinden eines Fluidablaufs mit einem zweiten Abschnitt der Bohrung, Halten des Fluidablaufs bei einem Ablaufdruck, Halten des dritten Drucks bei einem Druck, der höher als der Ablaufdruck ist, so dass das dritte Fluid aus dem ersten Abschnitt der Bohrung, zwischen das Bauteil und die Bohrung, zu dem zweiten Abschnitt der Bohrung und zu dem Fluidablauf fließen kann.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das dritte Fluid das gleiche Fluid wie das zweite Fluid ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Ablauffluid eine Mischung aus dem ersten Fluid und dem zweiten Fluid ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, mit ferner den Schritten des Ansaugens des ersten Fluids aus einer ersten Fluidquelle und des Pumpens des ersten Fluids zu der ersten Kammer.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Schritt des Ansaugens ferner den Schritt des Ansaugens des Ablauffluids aus dem Fluidablauf und des Pumpens des Ablauffluids zu der ersten Kammer aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, mit ferner dem Schritt des Pumpens des ersten Fluids in der ersten Kammer und des Ablauffluids in der ersten Kammer zu wenigstens einer Kraftstoffeinspritzdüse.
  19. Verfahren nach Anspruch 13, mit ferner dem Schritt des Ausbildens einer Dichtung zwischen dem ersten Abschnitt der Bohrung und dem zweiten Abschnitt der Bohrung mit dem dritten Fluid.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, mit ferner dem Schritt des Fließens des dritten Fluids zwischen das Bauteil und die Bohrung in einer Richtung von der zweiten Kammer weg.
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