DE19811087C2 - Kraftstoffpumpe - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das
Gebiet der Kraftstoffpumpen und insbesondere auf eine
Kraftstoffpumpe, bei der das Einlasspulsieren reduziert
werden kann, wenn mehrere Einzelzylinderpumpen verwendet
werden, die mit einer Einspritzvorrichtung des Direktein
spritztyps ausgerüstet sind.
In Verbindung mit Kraftstoffeinspritzvorrichtungen des
Direkteinspritztyps, die Kraftstoff wie z. B. Benzin
direkt in z. B. einen Motorzylinder einspritzen, wurde
anstelle der vergleichsweise teueren Mehrzylinderpumpe
die Verwendung einer Einzelzylinderhochdruckpumpe bevor
zugt, um die Montierbarkeit am Motor zu verbessern und um
die Kosten zu senken.
Bei einer solchen Einzelzylinderpumpe besteht jedoch das
Problem, das dadurch, daß das Ansaugen und das Abgeben
von Kraftstoff intermittierend stattfinden, eine starkes
Druckpulsieren sowohl auf der Einlassseite
(Niederdruckseite) als auch auf der Auslassseite
(Hochdruckseite) erzeugt wird.
Aufgrund des durch den Pumpenbetrieb erzeugten Geräusches
besteht das Problem, daß dieses Druckpulsieren aufgrund
der Destabilisierung des Speisedrucks für die Einspritz
vorrichtung eine nachteilige Auswirkung auf die Stabili
sierung des Einlassdrucks hat und ein Hindernis für den
stabilen Betrieb des Motors darstellt.
Die Hochdruckschwankungen auf der Auslassseite können
durch Installieren eines Akkumulators (Druckakkumulator)
auf der Auslassseite, die die Hochdruckseite dieser Ein
zelzylinderpumpe ist, absorbiert werden.
Das Installieren eines Akkumulators auch auf der
Einlassseite, die die Niederdruckseite der
Einzelzylinderpumpe ist, bringt jedoch das Problem der
erhöhten Kosten mit sich.
Veröffentlichte Referenzen, die sich auf Pumpen dieses
Typs beziehen, umfassen die JP 55-125373-A, die
JP 3-43682-A und die JP 61-49179 A.
Da bei einer solchen Einzelzylinderpumpe, wie oben be
schrieben, die Einlassseite aufgrund dieser Pumpenwirkung
ebenfalls einen intermittierenden Zustand aufweist,
werden aufgrund des sogenannten "Wasserhammerphänomens",
das durch das plötzliche Öffnen/Schließen des
Einlassventils erzeugt wird, Druckschwankungen auf der
Niederdruck-Einlassseite erzeugt. Solche
Druckschwankungen nehmen mit steigender Motordrehzahl und
somit steigender Kraftstoffeinspritzrate zu. Um diese
Probleme zu lösen, haben die vorliegenden Anmelder eine
Einzelzylinderpumpen-Einlasspulsreduzierungsvorrichtung
geschaffen (JP 10-141214 A). Eine Einzelzylinderpumpe 1
gemäß der nachveröffentlichten JP-10-141214 A wird mit
Bezug auf die Fig. 1 bis 4 im folgenden beschrieben.
Die Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Einzelzy
linderpumpe 1. Die Einzelzylinderpumpe 1 umfasst: ein
Pumpengehäuse 2, ein Balggehäuse 3, einen Balg 4,
eine Druckkolbentrommel 5, einen Druckkolben 6, eine
Druckkolbenfeder 7, einen Nockenkontaktschuh 8, ein
Klappenventil 11, das durch das Einlassventil 9 und ein
Auslassventil 10 gebildet wird, sowie eine
Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12. Das Pumpengehäuse
2 ist in Baueinheit mit dem Akkumulator 13 ausgebildet.
Der Balg 4 ist zwischen dem Balggehäuse 3 und dem
Nockenkontaktschuh 8 befestigt und trennt die innere
Balgkammer 14 (Leck-Kraftstoff) und die externe Nocken
kammer 15 (Schmieröl).
Eine Druckkolbengleitbohrung 16 ist in der Druckkolben
trommel 5 ausgebildet. Aufgrund der Vorspannkraft der
Druckkolbenfeder 7 und der Antriebskraft des Nockens 18,
der z. B. vom Motor über die Antriebswelle 17 angetrieben
wird und mit dem Nockenkontaktschuh 8 in Kontakt ist,
führt der Druckkolben 6 eine oszillierende Bewegung
innerhalb der Druckkolbengleitbohrung 16 aus, wodurch das
Einlassventil 9 und das Auslassventil 10 gleichzeitig
bewegt werden, um die Pumpwirkung zu erzielen. Die vom
Druckkolben 6 erzeugte Pumpwirkung unterliegt einer
Einlasspulsreduktionswirkung seitens der
Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12.
Genauer ist die Fig. 2 ein Schaubild, das einen äquiva
lenten Kraftstoffkreis darstellt, der die
Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12 erläutert. Wie in
Fig. 2 und in Fig. 1 gezeigt, sind in der
Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12 innerhalb der
Druckkolbentrommel 5 eine Druckspeisekammer 19
(Druckkolbenkammer) im oberen Teil der Zeichnung des
Druckkolbens 6 und eine Einlasskammer 20 unten auf der
der Druckspeisekammer 19 gegenüberliegenden Seite
ausgebildet. Der Druckkolben 6 ist eine Zwei-Element-
Konstruktion (öldichter Hochdruckabschnitt 6A und
öldichter Niederdruckabschnitt 6B); dies ermöglicht,
diese jeweils mit der erforderlichen Genauigkeit zu
bearbeiten.
Genauer ist er eine Zwei-Element-Konstruktion, bei der
der Abschnitt des Druckkolbens 6 mit dem größeren Durch
messer vom öldichten Hochdruckabschnitt 6A gebildet wird
und ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser vom öldichten
Niederdruckabschnitt 6B gebildet wird. Hierdurch wird es
möglich, das Spiel des öldichten Hochdruckabschnitts 6A
und des öldichten Niederdruckabschnitts 6B unabhängig von
ihrer Koaxialbeziehung zu optimieren.
Genauer ist nur der öldichte Hochdruckabschnitt 6A des
Druckkolbens 6 gleitend in die Druckkolbengleitbohrung 16
eingesetzt. Sein öldichter Niederdruckabschnitt 6B ist
gleitend in die Druckkolbentrommel 5 eingesetzt und der
Einlasskammer 20 zugewandt. Mit anderen Worten, die vom
externen Durchmesserabschnitt des öldichten Hochdruckab
schnitts 6A erzeugte Kraftstoffverdrängung ist aufgrund
der Differenz des externen Außendurchmesserabschnitts des
öldichten Hochdruckabschnitts 6A und des öldichten Nie
derdruckabschnitts 6B doppelt so groß wie die vom ring
förmigen Abschnitt erzeugte Kraftstoffverdrängung.
Selbstverständlich kann dieses Verhältnis auf einen
beliebigen Wert eingestellt werden.
Die Auslegung der Kapazität der Einlasskammer 20 wird
erleichtert, indem der öldichte Hochdruckabschnitt 6A an
seinem Boden mit einem Verbindungsabschnitt 6C mit klei
nerem Durchmesser als der öldichte Hochdruckabschnitt 6A
versehen wird.
Es ist zu beachten, daß es ausreicht, lediglich die
untere Stirnfläche des Verbindungsabschnitts 6C mit
kleinerem Durchmesser die obere Stirnfläche des öldichten
Hochdruckabschnitts 6B berühren zu lassen: eine fest
integrierte Konstruktion ist nicht notwendig.
Der Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank 21 von der
Speisepumpe 22 (Elektromotorpumpe) durch die Kraftstoff
zufuhrleitung 23 der Einzelzylinderpumpe 1 zugeführt
wird, wird am Verzweigungspunkt 24 auf die Einlassleitung
25 und die Überströmleitung 26 aufgeteilt. Die
Einlaßleitung 25 ist mit der Druckspeisekammer 19
verbunden, während die Überströmleitung 26 mit der
Einlasskammer 20 verbunden ist. Ein Niederdruckregler 27
ist mit der Speisepumpe 22 verbunden.
Das heißt, die Druckspeisekammer 19 ist über das
Einlassventil 9 mit der Speisepumpe 22 verbunden, während
die Einlasskammer 20 über die Überströmleitung 26 mit der
Speisepumpe 22 verbunden ist.
Ferner ist in der Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12
das Druckspeisevolumen 19S (Verdrängungsvolumen der
Einzelzylinderpumpe 1) der Druckspeisekammer 19 doppelt
so groß wie das Volumen 20S der Einlasskammer 20. Genauer
entspricht dieses Volumen 20S dem Maß der Veränderung des
Volumens der Einlasskammer 20, das durch die
oszillierende Bewegung des Druckkolbens 6 in der
Einlasskammer 20 erzeugt wird (Volumenänderungsmaß).
Die Sammelschiene 31 ist über den Akkumulator 13 und das
Rückschlagventil 30 zwischen dem Verzweigungspunkt 29 und
der Kraftstoffauslassleitung 28 angeschlossen, die mit
dem Auslassventil 10 verbunden ist. Der Kraftstoff wird
mit der vorgeschriebenen Zeitsteuerung z. B. aus der
Sammelschiene 31, in der der Kraftstoffdruck akkumuliert
wird, über die Kraftstoffeinspritzventile 32 direkt in
die Motorzylinder eingespritzt.
Der Akkumulator 13 kann Druckschwankungen (Pulsieren) auf
der Hochdruckseite, die durch den Antrieb der Einzelzy
linderpumpe 1 erzeugt werden, durch die innerhalb dessel
ben vorgesehene Membran 33 (Fig. 1) absorbieren.
Bei der auf diese Weise konstruierten Einzelzylinderpumpe
1 und der Einlasspulsreduzierungsvorrichtung 12
werden die Kraftstoffansaugwirkung und die Druckspeise
wirkung durch die Wirkung des Einlassventils 9 und des
Auslassventils 10 im Klappenventil 11 bei der
oszillierenden Bewegung des Druckkolbens 6 innerhalb der
Druckkolbengleitbohrung 16 erzeugt, die durch den Nocken 18
hervorgerufen wird.
Bei diesem Pumpvorgang kann jedoch das Pulsieren auf der
Einlassseite (Niederdruckseite) beim Abwärtshub des
Druckkolbens 6 in Richtung zum unteren Totpunkt und beim
Aufwärtshub in Richtung zum oberen Totpunkt reduziert
werden.
Genauer ist in Fig. 3 eine Tabelle gezeigt, die die
Einlassmengen in die Druckspeisekammer 19 und die
Einlasskammer 20 zeigt, die durch die oszillierende
Bewegung (Abwärtshub und Aufwärtshub) des Druckkolbens 6
erzeugt werden, und die Rückführungsmenge sowie die
Zufuhrmenge der Einzelzylinderpumpe 1 insgesamt zeigt.
Wie in dieser Tabelle gezeigt, ist dann, wenn die
Einlassmenge in die Druckspeisekammer 19 beim Ansaugen
von Kraftstoff in die Druckspeisekammer 19 durch
Absenken des Druckkolbens 6
innerhalb der Druckkolbengleitbohrung 16 und Öffnen
des Einlassventils 9,
gleich "2" ist,
die Rückführungsmenge
aus der Kammer 20 durch die Überströmleitung 26
gleich "1".
Die Zufuhrmenge der Einzelzylinderpumpe 1 insgesamt
beträgt daher "2" - "1" = "1".
Wenn der Druckkolben vom unteren Totpunkt ausgehend
seinen Aufwärtshub beginnt, was die Kompression des
Kraftstoffs in der Druckspeisekammer 19 durch Schließen
des Einlassventils 9 einleitet, beträgt die Einlassmenge
in die Druckspeisekammer 19 "0", wobei jedoch eine Kraft
stoffmenge von "1" aus dem Kraftstofftank 21 in die
Einlasskammer 20 gesaugt wird (d. h. die
Rückführungsmenge beträgt "-1").
Das heißt, die Zufuhrmenge der Einzelzylinderpumpe 1
insgesamt beträgt "0" - "-1" = "1", so daß die gleiche
Menge an Kraftstoff in die Einzelzylinderpumpe 1 gesaugt
wird wie während des Abwärtshubes des Druckkolbens 6.
Fig. 4 ist ein Graph, der die Änderung der Einlassrate
auf der Einlassseite darstellt, die beim Aufwärtshub und
beim Abwärtshub des Druckkolbens 6 auftritt. Der obere
Graph zeigt die Einlassrate in der Druckspeisekammer 19,
der mittlere Graph zeigt die Rückführungs- und
Einlassrate in der Einlasskammer 20 und der
untere Graph zeigt die Gesamtzufuhrrate, die aus der
Überlagerung der beiden bspw. am Verzweigungspunkt 24 erhalten wird.
Da wie in der Zeichnung gezeigt der Kraftstoff am Boden
des Druckkolbens 6 in die Kammer 20 gesaugt wird und
durch das Vorsehen der Einlasspulsreduzierungsvorrichtung
12 zum Verzweigungspunkt 24 zurückgeführt
wird, wird die Einlassrate ausgeglichen und
kontinuierlich gemacht, wodurch die Einlassrate der
Einzelzylinderpumpe 1 insgesamt ausgeglichener wird.
Ferner wird diese Einzelzylinderpumpe 1 typischerweise
gleichzeitig mittels der Kurbelwelle (Antriebswelle 17)
zum Antreiben der Einlass/Auslassventile des Motors ange
trieben. Im Fall eines V-Motors kann z. B. berücksichtigt
werden, daß zwei solcher Einzelzylinderpumpen 1 in einer
Konstruktion vorgesehen sind, in der zwei
Sammelschienen 31 vorgesehen sind und die
Kraftstoffpumpen auf den jeweiligen Sammelschie
nen 31 angeordnet sind.
Fig. 5 ist ein Schaubild einer Kraftstoffpumpe 40, bei
der zwei solcher Einzelzylinderpumpen 1 als eine Einheit
verwendet werden. In der Kraftstoffpumpe 40 sind jeweils
eine Einzelzylinderpumpe und ein Hochdruckregler 41 mit
einem Paar Sammelschienen 31 verbunden, so daß Kraftstoff
mit Hochdruck den entsprechenden Einspritzventilen 32
zugeführt wird. Ein Filter 42 ist in der
Kraftstoffversorgungsleitung 23 vorgesehen, wobei ein
Drucksensor 43 für Prüfzwecke vorgesehen ist. Somit kann
das Druckpulsieren auf der Niederdruckseite der
Einzelzylinderpumpe 1 gemessen werden.
Bei einer auf diese Weise konstruierten Kraftstoffpumpe
40 ist im Fall einer gewöhnlichen Kraftstoffpumpe
(Einzelzylinderpumpe), in der nur eine Druckspeisekammer
19 vorgesehen ist und keine Einlasskammer 20 vorgesehen
ist, die gleichmäßige Differenz der Montagewinkel (symmetrische Phasendifferenz des
Druckkolbenhubes) Δθ der jeweiligen Einzelzylinder
pumpen 1 gleich:
Δθ ∼ (360/n).(1/m),
wobei die Anzahl der Nockenspitzen des Nockens 18 pro
Umdrehung der Antriebswelle 17 mit n angenommen wird und
die Anzahl der verwendeten Einzelzylinderpumpen mit m
angenommen wird, so daß nur der Einlassvorgang in die
Druckspeisekammer 19 in den jeweiligen Einzelzylinder
pumpen 1 kontinuierlich ist (d. h. so, daß das
Einlasspulsieren reduziert wird).
Wenn z. B. n = 3 (im Fall eines Dreifachnockens) und
m = 2 gilt, so ist Δθ ∼ 60°. Dies wird in den Zeichnungen
genauer gezeigt, wobei die Fig. 6 Graphen zeigt, die die
Änderungen der Einlassrate auf der Einlassseite zeigen,
die dem Abwärtshub und dem Aufwärtshub des Druckkolbens 6
wie in Fig. 4 zugeordnet sind; die oberen zwei Graphen
zeigen die Einlassraten der Druckspeisekammer 19 und der
Einlasskammer 20 der Einzelzylinderpumpe 1, die mittleren
zwei Graphen zeigen die Einlassraten der
Druckspeisekammer 19 und der Einlasskammer 20 der anderen
Einzelzylinderpumpe 1, während die unteren Graphen die
Gesamteinlassrate zeigen, die durch die Überlagerung
dieser beiden erhalten wird.
Da wie in den Figuren gezeigt die Einlassraten der
entsprechenden Einlasskammern 20 in den Einzelzylin
derpumpen 1 in Phase sind und sich somit auslöschen,
ergibt sich keine Reduzierung des Pulsierens, wenn zwei
oder mehr Einzelzylinderpumpen 1 vorgesehen sind. Somit
besteht das Problem, daß die Funktion der Reduzierung des
Niederdruckpulsierens der Einzelzylinderpumpen 1 durch
Vorsehen der Einlasskammern 20 nicht erreicht werden
kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe . zugrunde, eine
Kraftstoffpumpe bestehend aus mehreren
Einzelzylinderpumpen zu schaffen, die bei einfachem
Aufbau ein Niederdruckeinlasspulsieren wirksam reduziert.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1
angegebenen Merkmale gelöst.
Die abhängigen Ansprüche sind auf zweckmäßige
Ausführungen gerichtet.
Die Differenz der Montagewinkel kann erreicht werden
durch Einstellen des Montagewinkels des Nockens bezüglich
der Antriebswelle oder durch Versetzen des Montagewinkels
der Antriebswelle selbst.
Wie in Fig. 5 gezeigt, kann ferner eine Einzelzylinder
pumpe montiert werden, oder es können zwei Ein
zelzylinderpumpen als eine Einheit mit einer einzigen
Sammelschiene verbunden sein.
Bei einer Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Erfin
dung ist der Nockenmontagewinkel bezüglich des Druckkol
bens so eingestellt, daß die Druckkolbenhubphasendiffe
renz Δθ der jeweiligen Einzelzylinderpumpe gegeben ist
durch Δθ ≅ (180/n).(1/m).
In dem Fall z. B., in dem zwei Einzelzylinderpumpen 1
vorhanden sind, gilt Δθ ∼ 30°, da m = 2 und im Fall eines
Dreifachnockens n = 3 gilt.
Wenn somit z. B. zwei Einzelzylinderpumpen verwendet
werden, wird durch Überlagerung der
Einlassratenschwankung der Druckspeisekammer und der
Einlasskammer in einer Einzelzylinderpumpe mit der
Einlassratenschwankung der Druckspeisekammer und der
Einlasskammer in der anderen Einzelzylinderpumpe ein
Ausgleich erreicht, wodurch die Reduzierung des
Niederdruckpulsierens ermöglicht wird.
Selbstverständlich wird das Gleiche erreicht, wenn mehr
als zwei Einzelzylinderpumpen verwendet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung
zweckmäßiger Ausführungen, die auf die beigefügte Zeich
nung Bezug nimmt; es zeigen:
Fig. 1 die bereits erwähnte Querschnittsansicht einer
Einzelzylinderpumpe in einer Kraftstoffpumpe
(Fig. 5) gemäß der vorliegenden Erfindung auf der
Grundlage einer Einzelzylinderpumpe gemäß
der JP 10-14 12 14 A;
Fig. 2 den bereits erwähnten äquivalenten Kraft
stoffkreis zur Erläuterung der
Einlasspulsreduzierungsvorrichtung der gleichen
Einzelzylinderpumpe;
Fig. 3 die bereits erwähnte Tabelle, die Einlassmengen
zeigt, nämlich die Einlassmengen in die
Druckspeisekammer und in die Einlasskammer sowie
die Rückführungsmengen und ferner die Zufuhrmenge
der Einzelzylinderpumpe insgesamt, die durch die
oszillierende Bewegung (Abwärtshub und
Aufwärtshub) des Druckkolbens erzeugt werden;
Fig. 4 einen Graphen, der die Schwankung der Einlassrate
auf der Einlassseite mit dem Aufwärtshub und dem
Abwärtshub des Druckkolbens der Pumpe zeigt;
Fig. 5 ein Schaubild einer Kraftstoffpumpe, die zwei
Einzelzylinderpumpen als Einheit bzw. eine
Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung verwendet;
Fig. 6 einen Graphen, der die Schwankung der Einlassrate
an der Einlassseite mit dem Abwärtshub und dem
Aufwärtshub des Druckkolbens zeigt;
Fig. 7 einen Graphen, der die Schwankung der Einlassrate
auf der Einlassseite mit dem Abwärtshub und dem
Aufwärtshub des Druckkolbens in der
Kraftstoffpumpe gemäß einer Ausführung der vor
liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 einen Graphen, der die Niederdruckschwankung
bezüglich einer Pumpendrehzahl in dem Fall zeigt,
in dem als Speisepumpe eine Speisepumpe des
Turbinentyps verwendet wird; und
Fig. 9 einen Graphen, der Niederdruckschwankung bezüg
lich der Pumpendrehzahl in dem Fall zeigt, in dem
als Speisepumpe eine Speisepumpe des Walzen
flügeltyps verwendet wird.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 5 und 7 bis 9
eine Kraftstoffpumpe 50 gemäß einer Ausführung der vor
liegenden Erfindung beschrieben.
Bei der Kraftstoffpumpe 50 ist die Konstruktion der
Einzelzylinderpumpe 1 im wesentlichen die gleiche wie
diejenige der Kraftstoffpumpe 40 (Fig. 5), jedoch ist der
Montagewinkel der jeweiligen Nocken 18 bezüglich der
Antriebswelle 17 so geändert, daß die Phasendifferenz Δθ
des Hubes des Druckkolbens 6 in den jeweiligen
Einzelzylinderpumpe 1 gleich
Δθ ≅ (180/n).(1/m)
ist, wobei n die Anzahl der Nockenspitzen des Nockens 18
pro Umdrehung der Antriebswelle 17 und m die Anzahl der
verwendeten Einzelzylinderpumpen 1 ist.
Fig. 7 ist ähnlich den Fig. 4 und 6 ein Graph, der die
Einlassratenschwankung auf der Einlassseite zeigt, die
den Abwärtshub und den Aufwärtshub des Druckkolbens 6
begleitet. Die zwei Graphen oben zeigen die Einlassrate
der Druckspeisekammer 19 und der Einlasskammer 20 der
Einzelzylinderpumpe 1, die zwei Graphen in der Mitte
zeigen die Einlassrate der Druckspeisekammer 19 und der
Einlasskammer 20 der anderen Einzelzylinderpumpe 1, und
der untere Graph zeigt die Gesamteinlassrate, die
durch Überlagerung dieser beiden erreicht wird.
Es ist der Fall gezeigt, bei dem n = 3 und m = 2 gilt, so
daß Δθ ∼ 30° gilt, d. h. der Fall, in dem die
Einlasszeitpunkte der Druckkolben 6 um einen viertel
Zyklus versetzt sind.
Aus den Figuren wird deutlich, daß die
Einlassratenschwankung auf der Niederdruckseite
(Einlassseite) der Einzelzylinderpumpe 1 im Vergleich zum
Fall der Fig. 6 wirksam reduziert wird.
Mit anderen Worten, es kann eine optimale Gleichmäßigkeit
des Ansaugens, d. h. eine Druckmittelung, erreicht werden
durch Berücksichtigen beider Einlassratenschwankungen
oberhalb (Druckspeisekammer 19) und unterhalb
(Einlasskammer 20) des Druckkolbens 6. Die Fig. 8 ist ein
Graph, der die Messergebnisse unter Verwendung eines
Drucksensors 43 (Fig. 5) für das Niederdruckpulsieren in
den entsprechenden Fällen zeigt, in denen die Phasendif
ferenz Δθ 0°, 30° und 60° beträgt, wenn unter der Annahme
einer Einzelzylinderpumpe 1 als eine Einheit (m = 1) zwei
derselben verwendet werden und als Nocken 18 ein
Dreifachnocken (n = 3) verwendet wird, wobei als
Speisepumpe 22 eine Turbinentyp-Speisepumpe verwendet
wird.
Es ist klar, daß der Fall einer Kraftstoffpumpe 50 gemäß
der vorliegenden Erfindung eine optimale Niederdruckpuls-
Reduzierungswirkung über einen weiten Drehzahlbereich der
Pumpe ergibt.
Die Fig. 9 ist ein Graph, der unter Verwendung des Druck
sensors 43 (Fig. 5) und durch Messen des Niederdruckpul
sierens in den jeweiligen Fällen der Fig. 8 erzeugt
worden ist, wobei als Nocken 18 ein Dreifachnocken ver
wendet wurde, in dem Fall, in dem als Speisepumpe 22 eine
Walzenflügeltyp-Speisepumpe verwendet wird. Hierbei wird
ebenfalls deutlich, daß der Fall, in dem eine Kraftstoff
pumpe 50 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
eine optimale Niederdruckpuls-Reduzierungswirkung über
einen weiten Drehzahlbereich der Pumpe gegeben ist.
Auf diese Weise kann das Niederdruck-Einlasspulsieren
wirksam reduziert werden, wobei die Vibrationsgeräusche
im Niederdruckleitungssystem (Kraftstoffzuführungsleitung
23) reduziert werden können und die Zuverlässigkeit
verbessert werden kann. Da ferner die
Niederdruckeinlasseffizienz insbesondere im hohen
Drehzahlbereich der Pumpe verbessert werden kann, kann
die erforderliche Förderrate sichergestellt werden.
Da wie oben beschrieben mit der vorliegenden Erfindung
die Phasendifferenz des Druckkolbenhubes zwischen den
Einzelzylinderpumpen auf einen vorgeschriebenen Winkel
eingestellt wird, kann das Pulsieren auf der
Niederdruckseite wirksam reduziert werden, wenn mehrere
Einzelzylinderpumpen verwendet werden.
Claims (5)
1. Kraftstoffpumpe, mit mehreren
Einzelzylinderpumpen (1), wobei jede Einzelzylinderpumpe
(1) umfasst:
eine Druckkolbentrommel (5), die mit einer Druckspeisekammer (19) versehen ist, die über ein Einlassventil (9) mit einer Kraftstoffzuführungsleitung (23) von einem Kraftstofftank (21) verbunden ist; und
einen Druckkolben (6), der den Kraftstoff durch eine oszillierende Bewegung innerhalb der Druckkolbentrommel (5) durch die Wirkung eines auf einer Antriebswelle (17) vorgesehenen Nockens (18) in die Druckspeisekammer (19) saugt und eine Einspeisung dieses Kraftstoffs mit Druck in eine Kraftstoffauslassleitung (28) bewirken kann, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Druckkolbentrommel (5) auf der der Druckspeisekammer (19) gegenüberliegenden Seite des Druckkolbens (6) eine Einlasskammer (20) vorgesehen ist, die mit der Kraftstoffzuführungsleitung (23) verbunden ist, und
die Druckkolbenhubphasendifferenz (Δθ) der individuellen Einzelkammerpumpen (1) dann, wenn die Anzahl der Einzelzylinderpumpen (1) gleich m ist und die Anzahl der Nockenspitzen des Nockens (18) pro Umdrehung der Antriebswelle (17) gleich n ist, auf Δθ = (180/n).(1/m) eingestellt ist.
eine Druckkolbentrommel (5), die mit einer Druckspeisekammer (19) versehen ist, die über ein Einlassventil (9) mit einer Kraftstoffzuführungsleitung (23) von einem Kraftstofftank (21) verbunden ist; und
einen Druckkolben (6), der den Kraftstoff durch eine oszillierende Bewegung innerhalb der Druckkolbentrommel (5) durch die Wirkung eines auf einer Antriebswelle (17) vorgesehenen Nockens (18) in die Druckspeisekammer (19) saugt und eine Einspeisung dieses Kraftstoffs mit Druck in eine Kraftstoffauslassleitung (28) bewirken kann, dadurch gekennzeichnet, dass
in der Druckkolbentrommel (5) auf der der Druckspeisekammer (19) gegenüberliegenden Seite des Druckkolbens (6) eine Einlasskammer (20) vorgesehen ist, die mit der Kraftstoffzuführungsleitung (23) verbunden ist, und
die Druckkolbenhubphasendifferenz (Δθ) der individuellen Einzelkammerpumpen (1) dann, wenn die Anzahl der Einzelzylinderpumpen (1) gleich m ist und die Anzahl der Nockenspitzen des Nockens (18) pro Umdrehung der Antriebswelle (17) gleich n ist, auf Δθ = (180/n).(1/m) eingestellt ist.
2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß
das Änderungsmaß des Volumens (20S) der
Einlasskammer (20), das durch die oszillierende Bewegung
des Druckkolbens (6) in der Einlasskammer (20)
hervorgerufen wird, auf die Hälfte der
Verdrängungskapazität (19S) der Einzelzylinderpumpe (1)
eingestellt ist.
3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
eine Speisepumpe (22), wobei
der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (21) über die Kraftstoffzuführungsleitung (23) den jeweiligen Einzelzylinderpumpen (1) zugeführt wird.
eine Speisepumpe (22), wobei
der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (21) über die Kraftstoffzuführungsleitung (23) den jeweiligen Einzelzylinderpumpen (1) zugeführt wird.
4. Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank (21) über die Kraftstoffzuführungsleitung (23) den Einzelzy linderpumpen (1) zugeführt wird, an einem Verzweigungspunkt (24) innerhalb jeder Einzelzylinderpumpe (1) auf eine Einlassleitung (25) und eine Überströmleitung (26) aufgeteilt wird, und
die Einlassleitung (25) mit der Druckspeisekammer (19) verbunden ist und die Überströmleitung (26) mit der Einlasskammer (20) verbunden ist.
der Kraftstoff, der aus dem Kraftstofftank (21) über die Kraftstoffzuführungsleitung (23) den Einzelzy linderpumpen (1) zugeführt wird, an einem Verzweigungspunkt (24) innerhalb jeder Einzelzylinderpumpe (1) auf eine Einlassleitung (25) und eine Überströmleitung (26) aufgeteilt wird, und
die Einlassleitung (25) mit der Druckspeisekammer (19) verbunden ist und die Überströmleitung (26) mit der Einlasskammer (20) verbunden ist.
5. Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einlasskammer (20) über eine
Überströmleitung (26) mit dem Kraftstofftank (21) ver
bunden werden kann, die an einem Verzweigungspunkt (24)
stromaufwärts des Einlassventils (9) von der Kraftstoff
zuführungsleitung (23) abzweigt.
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GB9920210D0 (en) * | 1999-08-27 | 1999-10-27 | Lucas Industries Ltd | Fuel pump |
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CN103869030B (zh) * | 2012-12-18 | 2016-12-28 | 北京普源精仪科技有限责任公司 | 一种具有串联柱塞泵的液相色谱仪及其控制方法 |
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JPH10141214A (ja) * | 1996-11-08 | 1998-05-26 | Zexel Corp | 単気筒ポンプの吸入脈動低減装置 |
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Owner name: BOSCH AUTOMOTIVE SYSTEMS CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
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