DE19927826A1 - Pump arrangement has suction valves opened as individual suction valves for defined periods of time during suction phases of associated pump elements - Google Patents

Pump arrangement has suction valves opened as individual suction valves for defined periods of time during suction phases of associated pump elements

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Abstract

The pump arrangement has at least two pump elements that each suck fuel from a reservoir into a pump chamber via a suction valve (7) during a suction phase, that compress the fuel in the pump chambers (5) during a delivery phase and feed the fuel via a supply valve (8) to the engine. Each suction valve is opened as an individual suction valve for a defined period of time during the suction phase of the associated pump element.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, mit mindestens zwei Pumpenelementen, die jeweils in einer Saugphase über ein Saugventil Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Pumpenraum des Pumpenelements saugen und in einer Förderphase den Kraftstoff in dem Pumpenraum komprimieren und über ein Förderventil der Brennkraftmaschine zuführen.The present invention relates to a pump arrangement for Supply of an internal combustion engine with fuel, with at least two pump elements, each in one Suction phase via a suction valve fuel from one Fuel tank in a pump room of the Suck pump element and in a delivery phase Compress fuel in the pump chamber and over one Feed the delivery valve to the internal combustion engine.

Derartige Kraftstoffpumpenanordnungen mit mehreren Pumpenelementen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. So sind bspw. bei Radialkolbenpumpen die Pumpenelemente als Pumpenzylinder ausgebildet, die um die Drehachse eines Exzenters radial angeordnet sind. Die Pumpenzylinder begrenzen jeweils einen Pumpenraum, in dem ein Kolben zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verschiebbar geführt ist. Durch Drehen des Exzenters um seine Drehachse werden die Kolben der Pumpenzylinder sequentiell betätigt. Durch die Betätigung der Kolben fahren diese zwischen ihrem oberen und ihrem unteren Totpunkt in dem ihnen zugeordneten Pumpenzylinder auf und ab.Such fuel pump arrangements with several Pump elements are in different embodiments known from the prior art. For example, at Radial piston pumps use the pump elements as pump cylinders formed radially around the axis of rotation of an eccentric are arranged. The pump cylinders each limit one Pump room in which a piston is between an upper Dead center and a bottom dead center slidably guided is. By rotating the eccentric around its axis of rotation the pistons of the pump cylinders are actuated sequentially. By the pistons drive them between their top and bottom dead center in their assigned Pump cylinder up and down.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnungen der eingangs genannten Art münden die Saugventile jeweils oberhalb des Totpunkts des Kolbens radial in den Pumpenraum. Wenn der Kolben eines Pumpenzylinders dann von seinem oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts bewegt wird, vergrößert sich der Pumpenraum und in dem Pumpenraum des Pumpenzylinders entsteht ein Unterdruck, durch den das Saugventil geöffnet und Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter in den Pumpenraum des Pumpenzylinders gesaugt wird. Dies ist der Beginn der Saugphase des Pumpenzylinders. Der Unterdruck in dem Pumpenraum wird durch den über das Saugventil in den Pumpenraum fließenden Kraftstoff nur langsam kompensiert, so dass in dem Pumpenraum noch ein Unterdruck herrscht, wenn der Kolben an seinem unteren Totpunkt angelangt ist. Dieser Unterdruck bleibt sogar dann noch für eine gewisse Zeit bestehen, wenn der Kolben von seinem unteren Totpunkt bereits wieder in Richtung seines oberen Totpunktes bewegt wird. Die Saugphase ist abgeschlossen, wenn zu einem Zeitpunkt vor Erreichen des oberen Totpunktes der Unterdruck in dem Pumpenraum durch den über das Saugventil in den Pumpenraum geflossenen Kraftstoff kompensiert ist.In those known from the prior art  Pump arrangements of the type mentioned open the Suction valves each above the dead center of the piston radially into the pump chamber. If the piston is one Pump cylinder then from its top dead center towards the bottom dead center is moved, increases Pump chamber and in the pump chamber of the pump cylinder a negative pressure is created which opens the suction valve and fuel from the fuel tank into the Pump chamber of the pump cylinder is sucked. this is the Start of the suction phase of the pump cylinder. The negative pressure in the pump room is through the suction valve in the Pump space flowing fuel is compensated only slowly, so that there is still a negative pressure in the pump room, when the piston has reached its bottom dead center. This negative pressure then remains for a certain one There is time when the piston is from bottom dead center already moved towards its top dead center becomes. The suction phase is complete when one Time before top dead center is reached Vacuum in the pump room through the suction valve Fuel flowing into the pump chamber is compensated.

Ab diesem Zeitpunkt beginnt die Förderphase und der während der Saugphase in den Pumpenraum gesaugte Kraftstoff wird durch den sich weiter in Richtung oberer Totpunkt bewegenden Kolben komprimiert und der komprimierte Kraftstoff über ein Förderventil der Brennkraftmaschine zugeführt. Mit Erreichen des oberen Totpunkts durch den Kolben ist die Förderphase abgeschlossen und es beginnt eine neue Saugphase. Die Saugphasen der Pumpenelemente der aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung dauern wesentlich länger als die anschließenden Förderphasen.From this point on, the funding phase begins and during fuel is sucked into the pump chamber during the suction phase through the further towards top dead center moving piston is compressed and the compressed Fuel via a delivery valve of the internal combustion engine fed. When the top dead center is reached by the Piston, the delivery phase is complete and it starts a new suction phase. The suction phases of the pump elements of the Pump arrangement known from the prior art last much longer than the subsequent funding phases.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnungen können insbesondere bei geringen Fördermengen, bspw. im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, Betriebssituationen entstehen, in denen nicht alle Pumpenzylinder einer Pumpenanordnung fördern. Das hat seine Ursache darin, dass auf Grund von Fertigungstoleranzen die einzelnen Saugventile der Pumpenanordnung unterschiedliche Öffnungskräfte benötigen, um zu öffnen. Das führt dann dazu, dass bei geringen Fördermengen während der Saugphasen der einzelnen Pumpenzylinder unterschiedliche Mengen Kraftstoff in die Pumpenräume gelangen oder im Extremfall in einzelne Pumpenräume überhaupt kein Kraftstoff gelangt. Eine solche Ungleichförderung der einzelnen Pumpenzylinder der Pumpenanordnung führt zu Drehzahlschwankungen der Brennkraftmaschine, was sich wiederum in einem höheren Geräuschniveau und höheren Abgasemissionen auswirkt.In those known from the prior art Pump arrangements can be used especially for small Flow rates, for example in idle mode  Internal combustion engine, operating situations arise in which do not pump all pump cylinders in a pump arrangement. The reason for this is that due to Manufacturing tolerances of the individual suction valves Pump arrangement require different opening forces to open. This then leads to that at low Flow rates during the suction phases of the individual Pump cylinders put different amounts of fuel into the Pump rooms get into or in extreme cases in individual Pump rooms get no fuel at all. Such Unequal delivery of the individual pump cylinders Pump arrangement leads to fluctuations in speed Internal combustion engine, which in turn results in a higher Noise level and higher exhaust emissions.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Pumpenanordnung der eingangs genannten Art dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass auch bei geringen Fördermengen eine Gleichförderung der einzelnen Pumpenelemente sichergestellt werden kann.The present invention therefore has the object Basically, a pump arrangement of the type mentioned to design and develop that too with small amounts of funding, equal funding for individual pump elements can be ensured.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der Pumpenanordnung der eingangs genannten Art vor, dass jedes der Saugventile während der Saugphase des dem Saugventil zugeordneten Pumpenelements für einen bestimmten Zeitraum als einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist.To achieve this object, the invention suggests of the pump arrangement of the type mentioned at the beginning, that each of the suction valves during the suction phase of the Suction valve associated pump element for a specific Period as the only suction valve of the pump arrangement is open.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass es fertigungstechnisch wenig Sinn macht, zu versuchen, die Fertigungstoleranzen der Saugventile zu verringern. Der damit verbundene Mehraufwand und die resultierenden Mehrkosten gegenüber herkömmlichen Saugventilen wären zu hoch.According to the invention, it has been recognized that it little sense in terms of manufacturing technology to try that To reduce manufacturing tolerances of the suction valves. The associated additional effort and the resulting Additional costs compared to conventional suction valves would be too high.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vielmehr vorgeschlagen, weiterhin herkömmliche Saugventile, die unterschiedliche Öffnungskräfte benötigen, einzusetzen und geeignete Vorkehrungen zu treffen, dass jedes der Saugventile der Pumpenanordnung unabhängig von seinem Öffnungsverhalten auch bei geringen Fördermengen für einen bestimmten Zeitraum sicher öffnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jedes der Pumpenelemente auch bei geringen Fördermengen während der Saugphase eine bestimmte Menge Kraftstoff in den Pumpenraum des Pumpenelements saugt und diesen Kraftstoff dann während der Förderphase des Pumpenelements der Brennkraftmaschine zuführt.Rather, according to the present invention  proposed to continue using conventional suction valves need to use different opening forces and take appropriate precautions that each of the Suction valves of the pump assembly regardless of his Opening behavior even for small quantities for one certain period of time. This can ensure that each of the pump elements also with low flow rates during the suction phase certain amount of fuel in the pump room of the Pump element sucks and then this fuel during the Delivery phase of the pump element of the internal combustion engine feeds.

Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung weist somit auch bei geringen Fördermengen stets eine Gleichförderung auf. Die Gleichförderung lässt sich ohne großen Aufwand und mit einem geringen Kostenaufwand erzielen.The pump arrangement according to the invention thus also has low funding always equal funding. The Equal funding can be done with little effort and with achieve a low cost.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Pumpenelemente als Pumpenzylinder ausgebildet sind, die jeweils einen Pumpenraum begrenzen, in dem ein Kolben zwischen einem oberen Totpunkt und einem unteren Totpunkt verschiebbar geführt ist.According to an advantageous development of the present Invention it is proposed that the pump elements as Pump cylinders are formed, each one Limit pump space in which a piston between one top dead center and a bottom dead center slidable is led.

Die Saugventile der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung werden derart angesteuert, dass jedes der Saugventile während der Saugphase des dem Saugventil zugeordneten Pumpenelements für einen bestimmten Zeitraum als einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist. Die Ansteuerung kann durch geeignete Aktoren erfolgen, die den Saugventilen jeweils zugeordnet sind.The suction valves of the pump arrangement according to the invention are controlled in such a way that each of the suction valves during the suction phase of the suction valve Pump element as the only one for a certain period of time Suction valve of the pump arrangement is open. The Control can be carried out by suitable actuators that Suction valves are each assigned.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Ansteuerung der Saugventile ohne Aktoren vorgeschlagen, wobei die Saugventile jeweils in einem Abstand zu dem oberen Totpunkt des Kolbens des dem Saugventil zugeordneten Pumpenzylinders zwischen dem oberen Totpunkt und dem unteren Totpunkt in den Pumpenraum münden. Bei der Pumpenanordnung gemäß dieser Weiterbildung sind die Saugventile auf besonders einfache Art angesteuert. Die Saugventile gemäß dieser Weiterbildung werden auch als hubabhängige kantengesteuerte Saugventile bezeichnet. Der während der Bewegung des Kolbens eines Pumpenzylinders von seinem oberen Totpunkt in Richtung seines unteren Totpunkts in dem Pumpenraum entstehende Unterdruck wirkt erst dann auf das Saugventil, wenn der Kolben von seinem oberen Totpunkt aus eine Bewegung um den Abstand, in dem das Saugventil zu dem oberen Totpunkt in den Pumpenraum mündet, zurückgelegt hat.According to an advantageous development of the present However, the invention is a control of the suction valves without Actuators proposed, the suction valves each in  a distance to the top dead center of the piston of the Suction valve associated pump cylinder between the upper Dead center and bottom dead center open into the pump chamber. In the pump arrangement according to this development, the Suction valves controlled in a particularly simple way. The Suction valves according to this training are also called stroke-dependent edge-controlled suction valves. The during the movement of the piston of a pump cylinder from his top dead center towards his bottom dead center Only then does negative pressure develop in the pump chamber on the suction valve when the piston is off its top Dead center from a movement by the distance at which the Suction valve opens to the top dead center in the pump chamber, has traveled.

Während der Bewegung des Kolbens um diesen Abstand in Richtung des unteren Totpunktes baut sich in dem Pumpenraum ein zunehmender Unterdruck auf, da keine Kompensation durch in den Pumpenraum fließenden Kraftstoff eintritt. Bei einer Weiterbewegung des Kolbens in Richtung des unteren Totpunkts über den Abstand hinaus liegt dann der relativ hohe Unterdruck mit einem Schlag an dem Saugventil des Pumpenzylinders an. Während der Weiterbewegung des Kolbens bis zum seinem unteren Totpunkt und dann wieder zurück bis zum Erreichen des Abstands zu dem oberen Totpunkt wird die Saugphase des Pumpenzylinders durchlaufen. Während dieser Saugphase wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter über das Saugventil in den Pumpenraum zum Ausgleich des Unterdrucks gesaugt. Sobald der Kolben den Abstand zu dem oberen Totpunkt überschritten hat, ist das Saugventil wieder von dem Pumpenraum abgetrennt. Durch die weitere Bewegung des Kolbens in Richtung oberer Totpunkt wird der in dem Pumpenraum befindliche Kraftstoff komprimiert und während der Förderphase des Pumpenzylinders der Brennkraftmaschine zugeführt. During the movement of the piston in this distance Direction of bottom dead center builds up in the pump room an increasing negative pressure due to no compensation by fuel flowing into the pump chamber. At a Further movement of the piston towards the lower one Dead center beyond the distance is then relative high vacuum with a blow to the suction valve of the Pump cylinder. During the further movement of the piston to his bottom dead center and then back to to reach the distance to the top dead center, the Go through the suction phase of the pump cylinder. During this Suction phase becomes fuel from one Fuel tank via the suction valve in the Pump room sucked to compensate for the negative pressure. As soon as the piston exceeded the distance to top dead center the suction valve is back from the pump room severed. By further moving the piston in The direction in the top dead center is that in the pump chamber fuel is compressed and during the Delivery phase of the pump cylinder of the internal combustion engine fed.  

Wenn die Kolben der einzelnen Pumpenzylinder der Pumpenanordnung versetzt zueinander arbeiten, kann der Abstand zu dem oberen Totpunkt des Kolbens derart gewählt werden, dass ein Saugventil während der Saugphase des diesem Saugventil zugeordneten Pumpenzylinders für einen bestimmten Zeitraum als einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist. Während dieses Zeitraums befinden sich die Kolben der übrigen Pumpenzylinder zwischen dem oberen Totpunkt und dem Abstand zu dem oberen Totpunkt des Kolbens, so dass der Unterdruck in den Pumpenräumen der übrigen Pumpenzylinder noch nicht an den Saugventilen dieser Pumpenzylinder anliegt.If the pistons of the individual pump cylinders the Pump arrangement can work offset to each other Distance to the top dead center of the piston selected in this way that a suction valve during the suction phase of the this suction valve associated pump cylinder for one certain period as the only suction valve of the Pump arrangement is open. During this period are the pistons of the other pump cylinders between top dead center and the distance to top Dead center of the piston, so that the vacuum in the Pump rooms of the other pump cylinders not yet on the Suction valves of this pump cylinder is present.

Die Länge des Zeitraums, in dem eines der Saugventile als einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist, kann durch die Wahl des Abstands zu dem oberen Totpunkt eingestellt werden. Je größer der Abstand zu dem oberen Totpunkt gewählt wird, desto länger ist der Zeitraum, in dem ein Saugventil als einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist. Allerdings wird in die Pumpenräume der einzelnen Pumpenzylinder umso weniger Kraftstoff gesaugt, desto größer der Abstand zu dem oberen Totpunkt gewählt wird und desto kürzer somit die Saugphase des Pumpenzylinders ist. Je länger also die Zeiträume gewählt werden, in denen jeweils nur ein einziges Saugventil der Pumpenanordnung geöffnet ist, desto geringer ist der Wirkungsgrad der gesamten Pumpenanordnung. Der Abstand zu dem oberen Totpunkt des Kolbens sollte also so eingestellt werden, dass einerseits bei geringen Fördermengen eine Gleichförderung gewährleistet ist und dass andererseits aber bei hohen Fördermengen eine ausreichend große Förderkapazität der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung gegeben ist.The length of the period in which one of the suction valves as only suction valve of the pump arrangement is open, can by choosing the distance to top dead center can be set. The greater the distance to the top one Dead center is selected, the longer the period in a suction valve as the only suction valve Pump arrangement is open. However, in the Pump rooms of the individual pump cylinders all the less Sucked fuel, the greater the distance to the top Dead point is selected and the shorter the suction phase of the pump cylinder. So the longer the periods can be selected in which only one Suction valve of the pump arrangement is open, the lower is the efficiency of the entire pump arrangement. The Distance to the top dead center of the piston should be like this be set that on the one hand at low Funding is guaranteed equal funding and that, on the other hand, is a sufficiently large funding capacity of the invention Pump arrangement is given.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Saugventile jeweils in dem Gehäuse des zugeordneten Pumpenzylinders relativ zu dem Pumpenraum des Pumpenzylinders radial angeordnet sind.According to a preferred embodiment of the present Invention it is proposed that the suction valves each  in the housing of the associated pump cylinder relative to the pump chamber of the pump cylinder are arranged radially.

Es ist denkbar, die Förderventile, wie aus dem Stand der Technik bekannt, im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens des dem Förderventil zugeordneten Pumpenzylinders in den Pumpenraum münden zu lassen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass die Förderventile jeweils an einem Ende des dem Förderventil zugeordneten Pumpenzylinders in den Pumpenraum des Pumpenzylinders münden. Vorteilhafterweise sind die Förderventile jeweils in dem Gehäuse des zugeordneten Pumpenzylinders axial angeordnet. Bei dieser Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise auf für die Hochdruckfestigkeit der Pumpenzylinder kritische Verschneidungen verzichtet werden. Dadurch kann die Hochdruckfestigkeit der Pumpenanordnung wesentlich verbessert werden.It is conceivable, as from the state of the delivery valves Technology known in the area of top dead center of the Piston of the pump cylinder assigned to the delivery valve to open into the pump room. According to another preferred embodiment of the invention, however suggested that the delivery valves each have one end of the pump cylinder assigned to the delivery valve in the Pump chamber of the pump cylinder open. Advantageously are the delivery valves in the housing of the assigned pump cylinder axially arranged. At this Embodiment can be advantageous for the High pressure resistance of the pump cylinders critical Intersections are dispensed with. This allows the High pressure resistance of the pump arrangement essential be improved.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Pumpenzylinder radial um die Drehachse eines Exzenters angeordnet sind, durch den die Kolben der Pumpenzylinder betätigbar sind. Der Exzenter betätigt die Kolben der Pumpenzylinder vorzugsweise sequentiell. Eine derart ausgebildete Pumpenanordnung wird auch als Radialkolben- Exzenterpumpe bezeichnet.According to another preferred embodiment of the The present invention proposes that the Pump cylinder radially around the axis of rotation of an eccentric are arranged through which the pistons of the pump cylinder are operable. The eccentric actuates the pistons of the Pump cylinder preferably sequentially. Such a trained pump arrangement is also used as a radial piston Eccentric pump called.

Schließlich wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, dass die Pumpenanordnung als eine Hochdruckpumpe ausgebildet ist, die den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher eines Common-Rail-Einspritzsystems pumpt. Bei einer solchen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung sind die Förderventile als Hochdruckventile ausgebildet.Finally, according to another preferred Embodiment of the present invention proposed that the pump assembly as a high pressure pump is formed that the fuel in one High-pressure accumulator of a common rail injection system pumps. In such an embodiment of the invention Pump arrangement are the delivery valves as high pressure valves educated.

Im Folgenden wird an Hand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In the following, a preferred one will be used with reference to the drawings Embodiment of the present invention closer explained. Show it:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; . Figure 1 shows a pump arrangement according to the invention according to a preferred embodiment;

Fig. 2 ein Pumpenelement der Pumpenanordnung aus Fig. 1 im Ausschnitt; FIG. 2 shows a pump element of the pump arrangement from FIG. 1 in a detail;

Fig. 3 den Verlauf der Kolbenbewegungen der Pumpenelemente der Pumpenanordnung aus Fig. 1 und Saugphasen und Förderphasen der einzelnen Pumpenelemente; und . Fig. 3 shows the profile of the piston movements of the pump elements of the pump assembly of Figures 1 and suction phases and delivery phases of the individual pump elements; and

Fig. 4 den Verlauf der Kolbenbewegungen der Pumpenelemente einer aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung und Saugphasen und Förderphasen der einzelnen Pumpenelemente. Fig. 4 shows the profile of the piston movements of the pump elements of a well-known from the prior art pump assembly and suction phases and conveying phases of the individual pump elements.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Die Pumpenanordnung 1 dient zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff. Die Pumpenanordnung 1 weist drei als Pumpenzylinder 2 ausgebildete Pumpenelemente auf. Die Pumpenzylinder 2 sind um die Drehachse 3 eines Exzenters 4 radial angeordnet. Die Pumpenzylinder 2 begrenzen jeweils einen Pumpenraum 5, in dem ein Kolben 6 zwischen einem oberen Totpunkt OT und einem unteren Totpunkt UT verschiebbar geführt ist. Durch Drehen des Exzenters 4 um seine Drehachse 3 werden die Kolben 6 der Pumpenzylinder 2 sequentiell betätigt. Durch die Betätigung des Kolbens 6 fährt dieser zwischen seinem oberen Totpunkt OT und seinem unteren Totpunkt UT in dem Pumpenzylinder 2 auf und ab. In Fig. 1, a pump arrangement according to the invention is characterized in a preferred embodiment in its entirety by reference numeral 1. The pump arrangement 1 is used to supply an internal combustion engine with fuel. The pump arrangement 1 has three pump elements designed as a pump cylinder 2 . The pump cylinders 2 are arranged radially around the axis of rotation 3 of an eccentric 4 . The pump cylinders 2 each delimit a pump chamber 5 in which a piston 6 is displaceably guided between an upper dead center OT and a lower dead center UT. By rotating the eccentric 4 about its axis of rotation 3 , the pistons 6 of the pump cylinders 2 are actuated sequentially. By actuating the piston 6 , it moves up and down in the pump cylinder 2 between its top dead center OT and its bottom dead center UT.

Die Pumpenzylinder 2 saugen jeweils in einer Saugphase über ein Saugventil 7 Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter (nicht dargestellt) in dem Pumpenraum 5 des Pumpenzylinders 2. In einer Förderphase komprimieren die Pumpenzylinder 2 den während der Saugphase in den Pumpenraum 5 gesaugten Kraftstoff und führen der Brennkraftmaschine den Kraftstoff über ein Förderventil 8 zu.The pump cylinders 2 each suck fuel from a fuel reservoir (not shown) in the pump chamber 5 of the pump cylinder 2 in a suction phase via a suction valve 7 . In a delivery phase, the pump cylinders 2 compress the fuel sucked into the pump chamber 5 during the suction phase and feed the fuel to the internal combustion engine via a delivery valve 8 .

Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 münden die Saugventile 7 jeweils zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem unteren Totpunkt UT des Kolbens 6 eines Pumpenzylinders 2 in den Pumpenraum 5. Das Saugventil 7 ist einem Abstand 1 zu dem oberen Totpunkt OT des Kolbens 6 angeordnet (vgl. Fig. 2). Das Saugventil 7 ist in einem Gehäuse 9 des Pumpenzylinders 2 radial zu dem Pumpenraum 5 angeordnet. Das Saugventil 7 ist als ein hubabhängiges, kantengesteuertes Saugventil ausgebildet.In the pump arrangement 1 according to the invention, the suction valves 7 each open into the pump chamber 5 between the top dead center OT and the bottom dead center UT of the piston 6 of a pump cylinder 2 . The suction valve 7 is arranged at a distance 1 from the top dead center OT of the piston 6 (cf. FIG. 2). The suction valve 7 is arranged in a housing 9 of the pump cylinder 2 radially to the pump chamber 5 . The suction valve 7 is designed as a stroke-dependent, edge-controlled suction valve.

Während der Bewegung des Kolbens 6 eines Pumpenzylinders 2 von seinem oberen Totpunkt OT in Richtung seines unteren Totpunkts UT entsteht in dem Pumpenraum 5 ein Unterdruck. Dieser Unterdruck wirkt erst dann auf das Saugventil 7, wenn der Kolben 6 von seinem oberen Totpunkt OT aus eine Bewegung um den Abstand 1, in dem das Saugventil 7 zu dem oberen Totpunkt OT in den Pumpenraum 5 mündet, zurückgelegt hat. Während der Bewegung des Kolbens 6 um diesen Abstand 1 in Richtung des unteren Totpunkts UT baut sich in dem Pumpenraum ein zunehmender Unterdruck auf, da eine Kompensation des Unterdrucks durch in den Pumpenraum 5 fließenden Kraftstoff nicht möglich ist. Bei einer Weiterbewegung des Kolbens 6 in Richtung des unteren Totpunkts UT über den Abstand 1 hinaus, liegt dann mit einem Schlag der relativ hohe Unterdruck an dem Saugventil 7 des Pumpenzylinders 2 an. During the movement of the piston 6 of a pump cylinder 2 from its top dead center OT towards its bottom dead center UT, a vacuum is created in the pump chamber 5 . This negative pressure only acts on the suction valve 7 when the piston 6 has moved from its top dead center OT by a distance 1 in which the suction valve 7 opens into the pump chamber 5 at top dead center OT. During the movement of the piston 6 by this distance 1 in the direction of bottom dead center UT, an increasing negative pressure builds up in the pump chamber, since compensation of the negative pressure by fuel flowing into the pump chamber 5 is not possible. When the piston 6 moves further in the direction of the bottom dead center UT beyond the distance 1 , the relatively high negative pressure is then suddenly applied to the suction valve 7 of the pump cylinder 2 .

Nun beginnt die Saugphase des Pumpenzylinders 2. Während der Weiterbewegung des Kolbens 6 bis zu seinem unteren Totpunkt UT und dann wieder zurück bis zum Erreichen des Abstands 1 zu dem oberen Totpunkt OT wird die Saugphase des Pumpenzylinders 2 durchlaufen. Während dieser Saugphase wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter in Richtung des Pfeils 10 über das Saugventil 7 in den Pumpenraum 5 zum Ausgleich des Unterdrucks gesaugt. Nach dem Überschreiten des Abstands 1 zu dem oberen Totpunkt OT ist das Saugventil 7 wieder von dem Pumpenraum 5 abgetrennt und die Saugphase beendet.The suction phase of the pump cylinder 2 now begins. During the further movement of the piston 6 up to its bottom dead center UT and then back again until the distance 1 to the top dead center OT is reached, the suction phase of the pump cylinder 2 is run through. During this suction phase, fuel is sucked from the fuel reservoir in the direction of arrow 10 via the suction valve 7 into the pump chamber 5 to compensate for the negative pressure. After the distance 1 to the top dead center OT has been exceeded, the suction valve 7 is again separated from the pump chamber 5 and the suction phase ends.

Durch eine Weiterbewegung des Kolbens 6 in Richtung des oberen Totpunkts OT wird der in dem Pumpenraum 5 befindliche Kraftstoff komprimiert und während der Förderphase des Pumpenzylinders 2 der Brennkraftmaschine in Richtung des Pfeils 11 über das Förderventil 8 zugeführt.By moving the piston 6 further in the direction of the top dead center OT, the fuel located in the pump chamber 5 is compressed and supplied to the internal combustion engine in the direction of arrow 11 via the delivery valve 8 during the delivery phase of the pump cylinder 2 .

Bei der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 werden die Kolben 6 der Pumpenzylinder 2 durch den Exzenter 4 versetzt zueinander betätigt. Der Abstand 1 zu dem oberen Totpunkt OT der Kolben 6 kann derart gewählt werden, dass das Saugventil 7 von einem der Pumpenzylinder 2 für einen bestimmten Zeitraum als einziges Saugventil 7 der Pumpenanordnung 1 geöffnet ist. Während dieses Zeitraums befinden sich die Kolben 6 der übrigen Pumpenzylinder 2 zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem Abstand 1 zu dem oberen Totpunkt OT des Kolbens 6, so dass der Unterdruck in den Pumpenräumen 5 der übrigen Pumpenzylinder 2 noch nicht an den Saugventilen 7 dieser Pumpenzylinder 2 anliegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass jeder der Pumpenzylinder 2 während der Saugphase eine bestimmte Menge Kraftstoff in seinen Pumpenraum 5 saugt und dass dieser Kraftstoff dann während der Förderphase des Pumpenzylinders 2 der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 weist somit auch bei geringen Fördermengen stets eine Gleichförderung auf.In the pump arrangement 1 according to the invention, the pistons 6 of the pump cylinders 2 are actuated offset from one another by the eccentric 4 . The distance 1 to the top dead center OT of the pistons 6 can be selected such that the suction valve 7 is opened by one of the pump cylinders 2 for a certain period of time as the only suction valve 7 of the pump arrangement 1 . During this period, the pistons 6 of the remaining pump cylinders 2 are located between the top dead center OT and the distance 1 to the top dead center OT of the piston 6 , so that the vacuum in the pump chambers 5 of the remaining pump cylinders 2 is not yet at the suction valves 7 of these pump cylinders 2 is present. This can ensure that each of the pump cylinders 2 sucks a certain amount of fuel into its pump chamber 5 during the suction phase and that this fuel is then supplied to the internal combustion engine during the delivery phase of the pump cylinder 2 . The pump arrangement 1 according to the invention thus always has the same delivery even with small delivery quantities.

In Fig. 3 ist der Verlauf der Kolbenbewegungen der Pumpenzylinder 2 der Pumpenanordnung 1 dargestellt. Die Kolbenbewegungen verlaufen sinusförmig. Für den ersten Pumpenzylinder 2 ist der Verlauf der Kolbenbewegung mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, für den zweiten Pumpenzylinder durch eine Strichpunktlinie und für den dritten Pumpenzylinder 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellte. Die Verläufe der Kolbenbewegungen der einzelnen Pumpenzylinder 2 sind um 120° zueinander versetzt. Die Pumpenzylinder 2 durchlaufen die Saugphase, wenn sich ihre Kolben 6 in dem mit 12 gekennzeichneten Bereich zwischen dem Abstand 1 und dem unteren Totpunkt UT verlaufen. Die Förderphase des ersten Pumpenzylinders 2 ist mit 13, die Förderphase des zweiten Pumpenzylinders 2 mit 14 und die Förderphase des dritten Pumpenzylinders 2 mit 15 gekennzeichnet.In Fig. 3 the course of the movements of the piston pump cylinder 2 is shown, the pump assembly 1. The piston movements are sinusoidal. For the first pump cylinder 2 , the course of the piston movement is shown by a solid line, for the second pump cylinder by a dash-dot line and for the third pump cylinder 2 by a dashed line. The courses of the piston movements of the individual pump cylinders 2 are offset from one another by 120 °. The pump cylinders 2 pass through the suction phase when their pistons 6 run in the area marked 12 between the distance 1 and the bottom dead center UT. The delivery phase of the first pump cylinder 2 is identified by 13 , the delivery phase of the second pump cylinder 2 by 14 and the delivery phase of the third pump cylinder 2 by 15 .

Im oberen Bereich der Fig. 3 sind die Saugphasen der einzelnen Pumpenzylinder als horizontale Linien dargestellt. Ebenso wie der Verlauf der Kolbenbewegungen ist die Saugphase des ersten Pumpenzylinders 2 durch eine durchgezogene Linie, die Saugphase des zweiten Pumpenzylinders 2 durch eine Strichpunktlinie und die Saugphase des dritten Pumpenzylinders 2 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, dass die einzelnen Pumpenzylinder 2 nur dann eine Saugphase durchlaufen, wenn sich ihr Kolben 6 in dem Bereich 12 zwischen dem Abstand 1 und dem unteren Totpunkt UT befindet. Dagegen sind die Saugphasen der Pumpenzylinder 2 unterbrochen, wenn sich der Kolben 6 des jeweiligen Pumpenzylinders 2 zwischen dem oberen Totpunkt OT und dem Abstand 1 befindet. Der Abstand 1, in dem das Saugventil 7 zu dem oberen Totpunkt OT eines Pumpenzylinders 2 angeordnet ist, ist so gewählt, dass jedes der Saugventile 7 während der Saugphase des dem Saugventil 7 zugeordneten Pumpenelements 2 für einen bestimmten Zeitraum als einziges Saugventil der Pumpenanordnung 1 geöffnet ist. Der Zeitraum, in dem das Saugventil 7 des ersten Pumpenzylinders 2 als einziges geöffnet ist, ist mit 16 gekennzeichnet, der Zeitraum, in dem das Saugventil 7 des zweiten Pumpenzylinders 2 als einziges geöffnet ist ist mit 17 und der Zeitraum, in dem das Saugventil 7 des dritten Pumpenzylinders 2 als einziges geöffnet ist, ist mit 18 gekennzeichnet.In the upper area of FIG. 3, the suction phases of the individual pump cylinders are shown as horizontal lines. Just like the course of the piston movements, the suction phase of the first pump cylinder 2 is represented by a solid line, the suction phase of the second pump cylinder 2 by a chain line and the suction phase of the third pump cylinder 2 by a dashed line. It can clearly be seen that the individual pump cylinders 2 only go through a suction phase when their piston 6 is located in the region 12 between the distance 1 and the bottom dead center UT. In contrast, the suction phases of the pump cylinder 2 are interrupted when the piston 6 of the respective pump cylinder 2 is between the top dead center OT and the distance 1 . The distance 1, in which the suction valve 7 is arranged to the top dead center OT of a pump cylinder 2 is selected so that each of the suction valves 7 open as a single suction valve of the pump assembly 1 during the suction phase of the suction valve 7 associated with the pump element 2 for a certain period is. The period in which the suction valve 7 of the first pump cylinder 2 is opened as the only one is identified by 16 , the period in which the suction valve 7 of the second pump cylinder 2 is the only one opened by 17 and the period in which the suction valve 7 of the third pump cylinder 2 is the only one open, is identified by 18 .

In Fig. 4 ist der Verlauf der Kolbenbewegung der Pumpenzylinder einer aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass hier während der Saugphasen der Pumpenzylinder keine Zeiträume vorgesehen sind, in denen jeweils das Saugventil eines der Pumpenzylinder als einziges Saugventil der gesamten Pumpenanordnung geöffnet ist. Es sind immer die Saugventile von mindestens zwei Pumpenzylindern gleichzeitig geöffnet (vgl. horizontale Linien zur Darstellung der Saugphasen der einzelnen Pumpenzylinder im oberen Teil der Fig. 4).In FIG. 4, the course of the piston movement of the pump cylinder is shown a way known from the prior art pump assembly. It can be clearly seen that no periods are provided here during the suction phases of the pump cylinders, in which the suction valve of one of the pump cylinders as the only suction valve of the entire pump arrangement is opened. The suction valves of at least two pump cylinders are always open at the same time (cf. horizontal lines to show the suction phases of the individual pump cylinders in the upper part of FIG. 4).

Bei der aus dem Stand der Technik bekannten Pumpenanordnung kann es insbesondere bei geringen Fördermengen, bspw. im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine, Betriebssituationen geben, in denen nicht alle Pumpenzylinder der Pumpenanordnung fördern. Das hat seine Ursache darin, dass die einzelnen Saugventile der Pumpenanordnung unterschiedliche Öffnungskräfte benötigen, um zu öffnen. Das führt dazu, dass bei geringen Fördermengen während der Saugphasen der einzelnen Pumpenzylinder unterschiedliche Mengen Kraftstoff in die Pumpenräume gelangen oder im Extremfall, bei besonders schwer öffnenden Saugventilen, in einzelne Pumpenräume überhaupt kein Kraftstoff gelangt. Das führt in nachteilhafter Weise zu einer Ungleichförderung der einzelnen Pumpenzylinder der Pumpenanordnung, die mit der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 vermieden wird.In the case of the pump arrangement known from the prior art, there may be operating situations in particular in the case of small delivery quantities, for example when the internal combustion engine is idling, in which not all pump cylinders of the pump arrangement deliver. The reason for this is that the individual suction valves of the pump arrangement require different opening forces to open. This means that with small delivery rates during the suction phases of the individual pump cylinders, different amounts of fuel get into the pump rooms or in extreme cases, with suction valves that are particularly difficult to open, no fuel gets into individual pump rooms at all. This leads disadvantageously to an uneven delivery of the individual pump cylinders of the pump arrangement, which is avoided with the pump arrangement 1 according to the invention.

Claims (9)

1. Pumpenanordnung (1) zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, mit mindestens zwei Pumpenelementen, die jeweils in einer Saugphase über ein Saugventil (7) Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter in einen Pumpenraum (5) des Pumpenelements saugen und in einer Förderphase den Kraftstoff in dem Pumpenraum (5) komprimieren und über ein Förderventil (8) der Brennkraftmaschine zuführen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Saugventile (7) während der Saugphase des dem Saugventil (7) zugeordneten Pumpenelements für einen bestimmten Zeitraum (16; 17; 18) als einziges Saugventil (7) der Pumpenanordnung (1) geöffnet ist.1. Pump arrangement ( 1 ) for supplying an internal combustion engine with fuel, with at least two pump elements, each sucking fuel from a fuel reservoir into a pump chamber ( 5 ) of the pump element in a suction phase via a suction valve ( 7 ) and in a delivery phase the fuel in the Compress the pump chamber ( 5 ) and feed it to the internal combustion engine via a delivery valve ( 8 ), characterized in that each of the suction valves ( 7 ) is the only one during the suction phase of the pump element assigned to the suction valve ( 7 ) for a certain period of time ( 16 ; 17 ; 18 ) Suction valve ( 7 ) of the pump arrangement ( 1 ) is open. 2. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenelemente als Pumpenzylinder (2) ausgebildet sind, die jeweils einen Pumpenraum (5) begrenzen, in dem ein Kolben (6) zwischen einem oberen Totpunkt (OT) und einem unteren Totpunkt (UT) verschiebbar geführt ist.2. Pump arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pump elements are designed as a pump cylinder ( 2 ), each delimiting a pump chamber ( 5 ) in which a piston ( 6 ) between an upper dead center (TDC) and a lower one Dead center (UT) is slidably guided. 3. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventile (7) jeweils in einem Abstand (1) zu dem oberen Totpunkt (OT) des Kolbens (6) des dem Saugventil (7) zugeordneten Pumpenzylinders (2) zwischen dem oberen Totpunkt (OT) und dem unteren Totpunkt (UT) in den Pumpenraum (5) münden. 3. Pump arrangement ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the suction valves ( 7 ) in each case at a distance ( 1 ) to the top dead center (TDC) of the piston ( 6 ) of the pump cylinder ( 2 ) associated with the suction valve ( 7 ) top dead center (OT) and bottom dead center (UT) open into the pump chamber ( 5 ). 4. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugventile (7) jeweils in dem Gehäuse (9) des zugeordneten Pumpenzylinders (2) relativ zu dem Pumpenraum (5) des Pumpenzylinders (2) radial angeordnet sind.4. Pump arrangement ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the suction valves ( 7 ) are each arranged radially in the housing ( 9 ) of the associated pump cylinder ( 2 ) relative to the pump chamber ( 5 ) of the pump cylinder ( 2 ). 5. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderventile (8) jeweils an einem Ende des dem Förderventil (8) zugeordneten Pumpenzylinders (2) in den Pumpenraum (5) des Pumpenzylinders (2) münden.5. Pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the delivery valves ( 8 ) each open at one end of the delivery valve ( 8 ) associated pump cylinder ( 2 ) in the pump chamber ( 5 ) of the pump cylinder ( 2 ) . 6. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderventile (8) jeweils in dem Gehäuse (9) des zugeordneten Pumpenzylinders (2) axial angeordnet sind.6. Pump arrangement ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the delivery valves ( 8 ) are each arranged axially in the housing ( 9 ) of the associated pump cylinder ( 2 ). 7. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenzylinder (2) radial um die Drehachse (3) eines Exzenters (4) angeordnet sind, durch den die Kolben (6) der Pumpenzylinder (2) betätigbar sind.7. Pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pump cylinders ( 2 ) are arranged radially around the axis of rotation ( 3 ) of an eccentric ( 4 ) through which the piston ( 6 ) of the pump cylinder ( 2 ) are operable. 8. Pumpenanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (4) die Kolben (6) der Pumpenzylinder (2) sequentiell betätigt.8. Pump arrangement ( 1 ) according to claim 7, characterized in that the eccentric ( 4 ) actuates the pistons ( 6 ) of the pump cylinder ( 2 ) sequentially. 9. Pumpenanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenanordnung (1) als eine Hochdruckpumpe ausgebildet ist, die den Kraftstoff in einen Hochdruckspeicher eines Common-Rail-Einspritzsystems pumpt.9. Pump arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pump arrangement ( 1 ) is designed as a high pressure pump which pumps the fuel into a high pressure accumulator of a common rail injection system.
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