DE69929916T2

DE69929916T2 - Brennstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE69929916T2
Application number: DE69929916T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Shinohara; Hiroyuki Nishimura; Toshikazu Watanabe; Akihiro Kuroda; Katsunori Furuta
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2019-12-25
Also published as: EP1013921B1; DE69933901T2; EP1013921A2; EP1416153A1; JP4088738B2; DE69919309T2; EP1609984B1; EP1416153B1; US6289875B1; JP2000240531A; EP1609984A1; DE69929916D1; DE69919309D1; EP1013921A3; DE69933901D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine interne Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden als „Motor" bezeichnet).
Eine bekannte radiale Pumpe weist mehrere radial an einem äußeren Umfang eines Nockens angeordnete Kolbenstangen auf und beaufschlagt in an entsprechenden Kolbenstangen ausgebildete Kraftstoffdruckkammern angesaugten Kraftstoff mit Druck. Entsprechend der radialen Pumpe sind allgemein Druckkraftstoffzuführkanäle zur Weiterleitung von in den Kraftstoffdruckkammern mit Druck beaufschlagtem Hochdruckkraftstoff in einem Pumpengehäuse miteinander verbunden, und der Kraftstoff wird einem Common Rail (Drucksammler) von dem verbundenen Druckkraftstoffzuführkanal zugeleitet.
Wenn jedoch mehrere Druckkraftstoffzuführkanäle in dem Pumpengehäuse vereinigt sind, um einen Druckkraftstoffzuführkanal zu bilden, weist das Pumpengehäuse einen Eckenabschnitt an dem Vereinigungsabschnitt des Druckkraftstoffzuführkanals auf. Da eine Kraftstoffeinspritzpumpe für einen Common Rail-Dieselmotor den Kraftstoff bis zu 200 MPa mit Druck beaufschlagt, konzentriert sich die auf den Eckenabschnitt des Pumpengehäuses von dem Kraftstoffdruck ausgeübte Spannung und bewirkt eine Beschädigung des Eckenabschnitts, wenn der Eckenabschnitt an einer inneren Umfangswand des Pumpengehäuses ausgebildet ist, die den Druckkraftstoffzuführkanal bildet („die innere Umfangswand des Pumpengehäuses, die den Druckkraftstoffkanal bildet" wird im Folgenden als „innerer Umfangswandkanal" bezeichnet).
Wenn weiter das Gehäuse zur Ausbildung des Druckkraftstoffzuführkanals gebohrt wird, wird ein Eckenabschnitt an dem inneren Umfangswandkanal nach dem Bohren ausgebildet. Wenn sich die von dem Kraftstoffdruck bewirkte Spannung auf den Eckenabschnitt konzentriert, kann der innere Umfangswandkanal weiter an dem nicht vereinigten Abschnitt beschädigt werden.
Um eine derartige Spannungskonzentration auf dem Eckenabschnitt des inneren Umfangswandkanals von dem Kraftstoffdruck zu verhindern, kann eine dünne Elektrode in den Druckzuführkanal zur Entladung zwischen dem Eckenabschnitt des inneren Umfangswandkanals und der Elektrode eingesetzt werden, wodurch der Eckenabschnitt abgerundet wird, oder der Eckenabschnitt kann poliert werden, um den Eckenabschnitt zu entfernen, indem man ein Fluid mit einem Schleifmaterial einführt. Das Entfernen des Eckenabschnitts ist jedoch schwierig, da die Kanallänge länger wird, wenn die Druckkraftstoffzuführkanäle direkt miteinander in dem Pumpengehäuse vereinigt sind.
Weiter wurde eine Verminderung der Größe der Kraftstoffeinspritzpumpe entsprechend der Anforderung zur Verminderung der Motorgröße hinsichtlich des besseren Kraftstoffverbrauchs gefordert. Es ist jedoch schwierig, die Größe der Kraftstoffeinspritzpumpe zu vermindern, wenn die Druckzuführkanäle in dem Pumpengehäuse vereinigt werden, da das Pumpengehäuse größer wird. Weiter erhöht sich das Gewicht der Kraftstoffeinspritzpumpe, da ein hartes Metall, z.B. Stahl, für den Druckkraftstoffzuführkanal verwendet wird. Weiter ist der Einbauraum für eine große Kraftstoffeinspritzpumpe durch die Größe des Motors und die peripheren Motorbauteile begrenzt.
Aus der US-A-5676114 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme gemacht und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzpumpe zu schaffen, die eine Beschädigung eines Druckkraftstoffzuführkanals verhindert, und bei der die Größe und das Gewicht vermindert sind.
Ein andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe zu schaffen, die den Zusammenbau eines Zylinderkopfes vereinfacht und die weniger Teile aufweist, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden.
Diese Aufgaben werden mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Druckkraftstoffzuführkanäle zur Zuführung des Kraftstoffs von entsprechenden Druckkammern sind in dem Gehäuse ausgebildet, ohne direkt in dem Gehäuse miteinander in Verbindung zu stehen. Entsprechend wird die Länge jedes Luftkraftstoffzuführkanals verkürzt.
Da die Länge des Druckkraftstoffzuführkanals verkürzt wird, wird weiter die Größe der Kraftstoffeinspritzpumpe vermindert und der Freiheitsgrad zum Einbau für die Kraftstoffeinspritzpumpe wird verbessert.
Der Druckkraftstoffzuführkanal hat ein Rückschlagventil, mit dem eine Kraftstoffströmung von einer Verbindung zur Öffnung in Richtung eines Kraftstoffauslasses ermöglicht und eine umgekehrte Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffauslass in Richtung der Verbindungsöffnung verhindert wird. Der Zylinderkopf umfaßt einen Kraftstoffkanal mit einer an einer äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes an einer von dem Kraftstoffauslaß unterschiedlichen Position ausgebildeten Kraftstofföffnung. Wenn daher der Kraftstoffauslaß und die Kraftstofföffnung eines Zylinderkopfes fest mit dem Kraftstoffauslass und der Kraftstofföffnung des anderen Zylinderkopfes zur Weiterleitung des Kraftstoffs von dem Zylinderkopf zu dem anderen Zylinderkopf und zur Zuführung des Druckkraftstoffs gleichförmig von dem anderen Zylinderkopf verbunden ist, wird eine umgekehrte Kraftstoffströmung von dem Druckkraftstoffzuführkanal zu der Kraftstoffdruckkammer in dem anderen Zylinder verhindert.
Weiter kann der Kraftstoff vereinzelt unter Druck von entsprechenden Zylinderköpfen zugeführt werden, oder der Kraftstoff kann vereint unter Druck von einem Zylinderkopf zugeführt werden, indem jeder Kraftstoffauslaß und die Kraftstofföffnung eines Paares von Zylinderköpfen verbunden sind, je nach Einbauraum oder Einbaulage der Kraftstoffeinspritzpumpe. Entsprechend wird eine Störung zwischen umgebenden Bauteilen und der Kraftstoffleitung durch Ändern der Kombination der Kraftstoffleitungsverbindungen verhindert, und der Einbaufreiheitsgrad für die Kraftstoffeinspritzpumpe wird verbessert.
Ein Druckbegrenzer wird als Dichtstopfen zum Verschließen des Kraftstoff-auslasses oder der Kraftstofföffnung verwendet. Somit wird der Druck des von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderten Kraftstoffs niedriger als ein vorbestimmter Druck gehalten, und die Anzahl der Bauteile wird vermindert.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung als auch das Arbeitsverfahren und die Funktion der zugehörigen Teile werden aus der folgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich, die insgesamt diese Anmeldung bilden. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Aufsicht der Kraftstoffeinspritzpumpe, gesehen in Richtung des Pfeils III in 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine Ansicht von unten der Kraftstoffeinspritzpumpe, gesehen in Richtung des Pfeils IV in 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine Ansicht von vorne, gesehen in Richtung des Pfeils V in 2 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 eine Ansicht von vorne, gesehen in Richtung des Pfeils VI in 5 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine beispielhafte Darstellung eines Kraftstoffweges gemäß der ersten Ausführungsform;
8 eine Ansicht von vorne, gesehen in der gleichen Richtung wie 5, einer ersten Abänderung der ersten Ausführungsform, die eine von der ersten Ausführungsform unterschiedliche Kraftstoffleitungsanordnung aufweist;
9 eine Ansicht von vorne, gesehen in Richtung des Pfeils IX in 8, gemäß der ersten Abänderung der ersten Ausführungsform;
10 eine Ansicht von vorne, gesehen in der gleichen Richtung wie in 5, einer zweiten Abänderung der ersten Ausführungsform, die eine von der ersten Ausführungsform unterschiedliche Kraftstoffleitungsanordnung aufweist;
11 eine Ansicht von vorne, gesehen in Richtung des Pfeils XI in 10, gemäß der zweiten Abänderung der ersten Ausführungsform;
12 eine Ansicht von vorne, gesehen in der gleichen Richtung wie in 5, einer dritten Abänderung der ersten Ausführungsform, deren Kraftstoffauslasse und Kraftstofföffnungen an einem Zylinderkopf entsprechend in der gleichen Richtung angeordnet sind;
13 eine Schnittansicht zur Darstellung eines Zylinderkopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 eine beispielhafte Darstellung einer Verbindung von Kraftstoffleitungen gemäß der zweiten Ausführungsform;
15 eine Schnittansicht eines Zylinderkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
16 eine beispielhafte Darstellung der Verbindung von Kraftstoffleitungen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 eine Ansicht der Kraftstoffeinspritzpumpe von vorne, gesehen in der gleichen Richtung wie in 6 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
18 eine Ansicht der Kraftstoffeinspritzpumpe von vorne, gesehen in der gleichen Richtung wie in 17, gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die den gleichen Zylinderkopf wie die dritte Ausführungsform aufweist.
Die verschiedenen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe für einen Dieselmotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist in den 1 und 2 dargestellt.
Wie in 1 gezeigt, umfaßt das Pumpengehäuse einer Kraftstoffeinspritzpumpe 10 ein Hauptgehäuse 11 und Zylinderköpfe 12 und 13. Das Hauptgehäuse 11 besteht aus Aluminium. Die Zylinderköpfe 12 und 13 bestehen aus Stahl und lagern eine Kolbenstange 20 als ein bewegbares Teil so, dass sich die Kolbenstange 20 hin- und herbewegt. Eine Kraftstoffdruckkammer 30 wird von der inneren Umfangsfläche der Zylinderköpfe 12 und 13, einer Endfläche eines Rückschlagventils 23 und einer Endfläche der Kolbenstange 20 gebildet. Bei der ersten Ausführungsform sind, obwohl die Zylinderköpfe 12 und 13 im Wesentlichen die gleiche Form haben, schräge Öffnungen, Kraftstoffkanäle und ähnliches an unterschiedlichen Stellen ausgebildet. Es ist jedoch möglich, die Zylinderköpfe 12 und 13 identisch auszubilden und die schrägen Öffnungen, Kraftstoffkanäle und ähnliches an gleichen Stellen auszubilden.
Wie in 1 dargestellt, wird eine Antriebswelle 14 drehbar mittels des Hauptgehäuses 11 über ein Lager 15 gelagert. Eine Öldichtung 16 dichtet das Hauptgehäuse 11 und die Antriebswelle 14 ab. Wie in 2 gezeigt, ist ein Nocken 17 mit einem kreisförmigen Querschnitt zusammen und exzentrisch mit der Antriebswelle 14 ausgebildet. Die Kolbenstange 20 ist 180° entgegengesetzt in bezug auf die Antriebswelle 14 angeordnet. Ein äußerer Schuh 18 ist quadratisch ausgebildet. Eine Lagerhülse 19 ist gleitbar in bezug auf den Nocken 17 und den Schuh 18 zwischen dem Nocken 17 und dem Schuh 18 vorgesehen. Eine äußere Umfangsfläche des Schuhs 18 liegt der Kolbenstange 20 gegenüber, und eine Endfläche eines Kolbenstangenkopfes 20a ist eben zur Berührung des Schuhs 18 ausgebildet.
Die Kolbenstange 20 wird mittels des Nockens 17 über den Schuh 18 hin- und herbewegt, wenn sich die Antriebswelle 14 dreht und beaufschlagt von einem Kraftstoffeinlaßkanal 31 über das Rückschlagventil 23 in die Kraftstoffdruckkammer 30 eingeführten Kraftstoff mit Druck. Das Rückschlagventil 23 weist ein Ventilteil 23a auf, und verhindert einen umgekehrte Strömung des Kraftstoffs von der Kraftstoffdruckkammer 30 zu dem Kraftstoffeinlaßkanal 31.
Eine Feder 21 beaufschlagt die Kolbenstange 20 in Richtung des Schuhs 18 mit einer Federkraft. Da die entsprechenden Berührungsflächen des Schuhs 18 und der Kolbenstange 20 eben ausgebildet sind, wird der Flächendruck zwischen dem Schuh 18 und der Kolbenstange 20 vermindert. Weiter gleitet der Schuh 18 auf dem Nocken 17 und bewegt sich ohne Drehung hin und her, wenn sich der Nocken 17 dreht.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist ein Kraftstoffausgabekanal 32 linear an entsprechenden Zylinderköpfen 12 und 13 ausgebildet und weist eine Verbindungsöffnung 32a zur Verbindung mit der Kraftstoffdruckkammer 30 auf. Eine längliche lochförmige Kraftstoffkammer 33, deren Kanalquerschnitt größer als der des Kraftstoffauslaßkanals 32 ist, ist an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffauslaßkanals 32 an dem Zylinderkopf 12 ausgebildet. Das Rückschlagventil 44 ist in der Kraftstoffkammer 33 angeordnet. Eine Aufnahmeöffnung 34, deren Querschnitt größer als der der Kraftstoffkammer 33 ist, ist an der Kraftstoffkammer 33 an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffs ausgebildet.
Die Aufnahmeöffnung 34 weist eine Öffnung an einer äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes 12 zur Ausbildung eines Kraftstoffauslasses 34a auf. Der Kraftstoffauslaßkanal 32, die Kraftstoffkammer 33 und die Aufnahmeöffnung 34 bilden einen Druckkraftstoffzuführkanal. Ein Verbindungsteil 41 zum Verbinden von Kraftstoffleitungen ist in der Aufnahmeöffnung 34 mittels Schrauben oder ähnlichem aufgenommen. Ein Kraftstoffkanal 41a ist in dem Verbindungsteil 41 ausgebildet. Der Kraftstoffkanal 41a steht mit der Kraftstoffkammer 33 in Verbindung. Der Kraftstoffkanal 41a ist etwa linear zu dem Kraftstoffauslaßkanal 32 ausgebildet.
Ein Verbindungskanal 35 ist in dem Zylinderkopf 12 in Richtung senkrecht zu dem Druckkraftstoffzuführkanal ausgebildet. Der Verbindungskanal 35 verbindet die Kraftstoffkammer 33 an der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils 44. Eine Aufnahmeöffnung 36 mit einem größeren Querschnitt als dem des Verbindungskanals 35 ist an dem Verbindungskanal 35 auf der gegenüberliegenden Seite der Kraftstoffkammer 33 ausgebildet. Die Aufnahmeöffnung 36 weist eine Öffnung an einer äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes 12 auf, um eine Kraftstofföffnung 36a auszubilden. Der Verbindungskanal 35 und die Aufnahmeöffnung 36 entsprechen dem Kraftstoffkanal in den beigefügten Ansprüchen.
Der Druckkraftstoffzuführkanal und der in dem Zylinderkopf ausgebildete Kraftstoffkanal 12 stehen entsprechend miteinander an der kraftstoffstromabwärtigen Seite des Rückschlagventils 44 in Verbindung und weisen entsprechende senkrecht zueinander stehende Öffnungen an der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes 12 auf. Ein Verbindungsteil 40 zum Verbinden der Kraftstoffleitungen ist in der Aufnahmeöffnung 36 durch Schrauben oder ähnliches angeordnet. Ein Kraftstoffkanal 40a, der mit dem Verbindungskanal 35 in Verbindung steht, ist in dem Verbindungsteil 40 ausgebildet. Der Kraftstoffkanal 40a ist längs der Richtung senkrecht zu dem Druckkraftstoffzuführkanal ausgebildet.
Der Zylinderkopf 13 ist am unteren Abschnitt des Hauptgehäuses 11 in 1 angeordnet. Wie in 4 gezeigt, ist ein Verbindungsteil 42 zum Verbinden der Kraftstoffleitungen in der Aufnahmeöffnung 34 mittels Schrauben oder ähnlichem aufgenommen. Ein Kraftstoffkanal 42a, der mit der Kraftstoffkammer 33 in Verbindung steht, ist in dem Verbindungsteil 42 ausgebildet. Der Kraftstoffkanal 42a ist in einer ungefähr linearen Anordnung zu dem Kraftstoffauslaßkanal 32 ausgebildet.
Ein Druckbegrenzer 43 ist in der Aufnahmeöffnung 36 mittels Schrauben oder ähnlichem angeordnet. Eine Kraftstoffleitung, nicht dargestellt, ist mit dem Druckbegrenzer 43 zur Rückführung von Kraftstoff zur Niederdruckseite verbunden, wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druck überschreitet. Der Druckbegrenzer 43 verschließt den Verbindungskanal 35 innerhalb des vorbestimmten Druckbereichs. Entsprechend ist es nicht notwendig, einen Dichtstopfen zum Verschließen des Verbindungskanals 35 vorzusehen, verglichen mit dem Fall, dass der Druckbegrenzer 43 an einer anderen Stelle vorgesehen ist.
Das Rückschlagventil 44 an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffauslaßkanals 32 der Zylinderköpfe 12, 13 umfaßt ein kugelförmiges Ventilteil 45, einen Ventilsitz 46, auf dem das Ventilteil 45 sitzt und eine Feder 47, um das Ventilteil 45 gegen den Ventilsitz 46 zu drücken. Das Rückschlagventil 44 verhindert eine Umkehrströmung des Kraftstoffs von dem Verbindungskanal 35 zur Kraftstoffkammer 36 an der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils 44 zur Kraftstoffdruckkammer 30 über den Kraftstoffauslaßkanal 32. Wie in den 5 und 6 dargestellt, sind das Verbindungsteil 40 und das Verbindungsteil 42 mittels einer Kraftstoffleitung 49 in Form eines Rohres verbunden. Das Verbindungsteil 41 ist mit einem nicht dargestellten Common Rail als Drucksammler über eine Kraftstoffleitung verbunden. Von der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 mit Druck beaufschlagter Kraftstoff wird dem Common Rail von dem Verbindungsteil 41 zugeführt. Ein Kraftstoffeinlaßkanal und ein Kraftstoffauslaßkanal der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 sind in 7 dargestellt. Die Anordnung der Bauteile ist von der tatsächlichen Anordnung unterschiedlich. Eine Zahnradpumpe 50 beaufschlagt den von einem Kraftstofftank (nicht dargestellt) über einen Kraftstoffeinlaß 51 angesaugten Kraftstoff mit Druck und führt ihn einem Kraftstoffkanal 52 zu. Wenn der Kraftstoffdruck in der Zuführpumpe 50 einen vorbestimmten Druck erreicht, öffnet ein Regelventil 54 und übermäßiger Kraftstoff wird zum Kraftstofftank zurückgeführt.
Ein Dosierventil 55 zum Verbinden und Trennen der Verbindung zwischen dem Kraftstoffkanal 52 und dem Kraftstoffkanal 53 ist als ein elektromagnetisches Ventil zur Dosierung der in die Kraftstoffdruckkammer 30 von dem Kraftstoffeinlaßkanal 31, der mit dem Kraftstoffkanal 53 über das Rückschlagventil 23 in Verbindung steht, eingesaugten Kraftstoffmenge entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors.
Im Folgenden soll die Arbeitsweise der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 beschrieben werden.
Der Nocken 17 dreht sich, wenn sich die Antriebswelle 14 dreht, und der Schuh 18 bewegt sich ohne Drehung hin und her, wenn sich der Nocken 17 dreht. Die flachen an dem Schuh 18 und der Kolbenstange 20 ausgebildeten Berührungsflächen gleiten aufeinander, wenn sich der Schuh 18 hin- und herbewegt und die Kolbenstangen 20 bewegen sich hin und her.
Wenn sich die Kolbenstange 20 am oberen Totpunkt entsprechend der Hin- und Herbewegung des Schuhs 18 nach unten bewegt, wird von der Kraftstoffpumpe 50 ausgegebener Kraftstoff mittels des Dosierventils 55 geregelt, und der dosierte Kraftstoff fließt von dem Kraftstoffeinlaßkanal 31 über das Rückschlagventil 23 in die Kraftstoffdruckkammer 30. Wenn sich die Kolbenstange 20 am unteren Totpunkt erneut in Richtung des oberen Totpunktes bewegt, wird das Rückschlagventil 23 geschlossen, und der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 30 nimmt zu. Wenn der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffdruckkammer 30 die entsprechenden Drücke in den Kraftstoffkanälen 41a und 42a überschreitet, öffnen die entsprechenden Rückschlagventile 44 abwechselnd.
Der in der Kraftstoffdruckkammer 30 des Zylinderkopfes 12 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff gelangt über den Kraftstoffauslaßkanal 32, das Rückschlagventil 44 und die Kraftstoffkammer 33 zu dem Kraftstoffkanal 41a. Der in der Kraftstoffdruckkammer 30 am Zylinderkopf 13 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird der Kraftstoffkammer 33 über den Kraftstoffauslaßkanal 32, das Rückschlagventil 44, den Kraftstoffkanal 42a, die Kraftstoffleitung 49, den Kraftstoffkanal 40a in dem Verbindungsteil 40 und dem Verbindungskanal 35 zugeführt.
Der in den beiden Kraftstoffdruckkammern 30 mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird in der Druckkammer 33 zusammengeführt und einem nicht dargestellten Common Rail über den Kraftstoffkanal 41a zugeführt. D.h., der von dem Kraftstoffauslaßkanal 32 an den Zylinderköpfen 12, 13 wird nicht direkt im Pumpengehäuse zusammengeführt, sondern der aus dem Pumpengehäuse ausgegebene Kraftstoff wird über die Kraftstoffleitung 49 von dem Kraftstoffauslaßkanal 32 im Zylinderkopf 13 mit dem von dem Kraftstoffauslaßkanal 32 im Zylinderkopf 12 ausgegebene Kraftstoff in der Kraftstoffkammer 33 im Zylinderkopf 12 zusammengeführt.
Der Common Rail sammelt den Druck des Kraftstoffs mit Druckschwankungen aus der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 und hält den Druck konstant. Hochdruckkraftstoff wird von dem Common Rail zu einem nicht dargestellten Einspritzventil zugeführt. Der Druckbegrenzer 43 stellt den Druck des dem Common Rail zugeführten Kraftstoffs auf einen vorbestimmten Druck oder niedriger ein. Der Kraftstoffbegrenzer 43 dient als Sicherheitsventil, um einen unerwünschten Zustand des gesamten Systems zu verhindern, wie z.B., dass der gesamte Druckkraftstoff von der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 zugeführt wird, wenn z.B. das Dosierventil 55 ausfällt und vollständig geöffnet ist. Solange das Dosierventil 55 normal arbeitet und der in die Kraftstoffdruckkammer 30 angesaugte Kraftstoff entsprechend der Motorbetriebsbedingung gesteuert wird, ist es nicht notwendig, den Druckbegrenzer 43 in die Kraftstoffeinspritzpumpe 10 einzubauen.
Der Kraftstoffbegrenzer 43 kann z.B. in dem Common Rail statt in der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 eingebaut sein. Weiter kann ein elektromagnetisches Drucksteuerventil statt des Druckbegrenzers 43 verwendet werden. Der Common Rail-Druck kann unter vermindertem Druck mittels des elektromagnetischen Drucksteuerventils gesteuert werden, wenn z.B. der Common Rail-Druck vermindert werden soll, wie z.B. während der Verzögerung.
Gemäß der ersten Ausführungsform sind die Verbindungsteile 40 und 42 mittels der Kraftstoffleitung 49 verbunden, und der Kraftstoff in entsprechenden Kraftstoffdruckkammern 30 wird in der Kraftstoffkammer 33 im Zylinderkopf 12 zusammengeführt und dem Common Rail zugeführt. Die erste Ausführungsform kann jedoch als eine erste Abänderung der ersten Ausführungsform verändert werden, wie in 8 und 9 dargestellt. Entsprechend der ersten Abänderung der ersten Ausführungsform sind die Verbindungsteile 41 und 42 mittels der Kraftstoffleitung 49 verbunden und der Kraftstoff in den entsprechenden Kraftstoffdruckammern 30 wird an der Kraftstoffkammer 33 am Zylinderkopf 12 zusammengeführt und dem Common Rail über das Verbindungsteil 40 zugeführt.
Die erste Ausführungsform kann weiter gemäß einer zweiten Abänderung der ersten Ausführungsform gemäß 10 und 11 abgeändert werden. Entsprechend der zweiten Abänderung der ersten Ausführungsform sind die Verbindungsteile 41 und 42 mit dem Common Rail mittels der Kraftstoffleitung 49 verbunden, und der Kraftstoff in den entsprechenden Kraftstoffdruckkammern 30 wird einzeln zu dem Common Rail über entsprechende Zylinderköpfe 12 und 13 zugeführt. Der Verbindungskanal 35 (nicht in den 10 und 11 dargestellt), des Zylinderkopfes 12 wird mittels eines Dichtstopfens 48 verschlossen.
Gemäß einer dritten Abänderung der ersten Ausführungsform, siehe 12, sind die Zylinderköpfe 12 und 13 so zusammengebaut, dass die entsprechenden Kraftstoff-auslasse 34a als auch die entsprechenden Kraftstofföffnungen 36 in den Zylinderköpfen in der gleichen Richtung angeordnet sind. D.h., der Zylinderkopf 13 in 9 wird im Uhrzeigersinn um 90° gedreht, siehe 12.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 13 und 14 dargestellt. Gleiche Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei der ersten Ausführungsform weisen die Zylinderköpfe an den zwei Zylinderkraftstoffpumpen unterschiedliche Positionen der schrägen Öffnungen, der Kraftstoffkanäle und ähnliches auf. Gemäß der Kraftstoffeinspritzpumpe 60 der zweiten Ausführungsform sind jedoch die Zylinderköpfe 61 identisch und weisen die gleichen Positionen der schrägen Öffnungen, der Kraftstoffkanäle und ähnlichem auf. Wie in 13 dargestellt, weisen der Kraftstoffauslaß 62a eines Druckkraftstoffzuführkanals 62 und eine Kraftstofföffnung 63a eines Kraftstoffkanals 63 Öffnungen an der entsprechenden äußeren Umfangswand 65 und 66 senkrecht zu dem Zylinderkopf 61 auf.
Wie in 14 dargestellt, die schematisch den Aufbau der Kraftstoffeinspritzpumpe zeigt, sind die Kraftstofföffnung 62a am ersten Zylinderkopf 61 und die am zweiten Zylinderkopf 61 ausgebildete Kraftstofföffnung 63a mittels der Kraftstoffleitung 49 verbunden. Der Kraftstoff wird dem Common Rail über die erste Kraftstofföffnung 63a zugeführt, und der Druckbegrenzer ist in den zweiten Kraftstoffauslaß 62a eingebaut.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 15 und 16 dargestellt. Gleiche Bauteile wie bei der zweiten Ausführungsform sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Obwohl ein Zylinderkopf 71 bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe 70 gemäß der dritten Ausführungsform die gleiche Form wie der Zylinderkopf 61 der zweiten Ausführungsform aufweist, unterscheiden sich jedoch die Positionen der Kraftstoffkanäle voneinander. Wie in 15 gezeigt, weisen der Kraftstoffauslaß 72a des Druckkraftstoffzuführkanals 72 und eine Kraftstofföffnung 73a des Kraftstoffkanals 73 Öffnungen in der gleichen Richtung an einer äußeren Umfangswand 76 auf. Die äußere Umfangswand 76 ist senkrecht zu einer äußeren Umfangswand 77 am Zylinderkopf 71 ausgebildet.
Wie in 16 dargestellt, die schematisch die Konstruktion der Kraftstoffeinspritzpumpe zeigt, sind der Kraftstoffauslaß 72a am oberen Zylinderkopf 71 und der Kraftstoffaulaß 72a am unteren Zylinderkopf 71 mit der Kraftstoffleitung 49 verbunden. Der Kraftstoff wird dem Common Rail über die obere Kraftstofföffnung 73a zugeführt, und der Druckbegrenzer ist in der unteren Kraftstofföffnung 73a eingebaut.
VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 17 dargestellt. Bauteile, die im Wesentlichen jenen der ersten Ausführungsform gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
17 zeigt eine Kraftsoffeinspritzpumpe 80, gesehen in der gleichen Richtung wie in 6. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 80 umfaßt drei Zylinder und zwei Zylinderköpfe 12 und einem Zylinderkopf 13 sind radial am Hauptgehäuse 81 mit einem Abstand von 120° zwischen jedem Zylinderkopf angeordnet. Die Zylinderköpfe 12 und 13 lagern die Kolbenstange so, dass sich die Kolbenstange mit der gleichen Form wie bei der ersten Ausführungsform hin- und herbewegt.
Die an den Zylinderköpfen 12 und 13 angebrachten Verbindungsteile 40 sind miteinander mittels der Kraftstoffleitung 49 verbunden. Die Kraftstoffauslaßkanäle zur Ausgabe des Druckkraftstoffs in entsprechende Druckkammern werden außerhalb des Zylinderkopfes 12, an dem das Verbindungsteil 41 angebracht ist, über die Kraftstoffleitung 49 zusammengeführt, ohne dass sie im Zylinderkopf zusammengeführt werden, und der Kraftstoff wird dem Common Rail (nicht dargestellt) von dem Verbindungsteil 41 zugeführt.
FÜNFTE AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 18 dargestellt. Bauteile, die im Wesentlichen jenen der vierten Ausführungsform gleichen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
18 zeigt eine Kraftstoffeinspritzpumpe 85, gesehen in der gleichen Richtung wie in 17. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 85 umfaßt drei Zylinder und der Zylinderkopf 71 in der dritten Ausführungsform wird als Zylinderkopf verwendet.
Ein Verbindungsteil 86 und der Druckbegrenzer 43 sind an einen der drei Zylinderköpfe 71 angebracht. Zwei Verbindungsteile 86 sind an dem anderen Zylinderkopf 71 angebracht. Das Verbindungsteil 86 und ein Verbindungsteil 87 sind an dem anderen Zylinderkopf 71 angebracht. Die Kraftstoffleitung, die zur Verbindung mit dem Common Rail dient, ist mit dem Verbindungsteil 87 verbunden.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Druckkraftstoffzuführkanäle zur Zuführung des Druckkraftstoffs in die entsprechenden Druckkammern in den entsprechenden Zylinderköpfen ausgebildet, ohne dass sie direkt miteinander in dem Pumpengehäuse in Verbindung stehen. Entsprechend ist der Druckkraftstoffzuführkanal kürzer, verglichen mit der Konstruktion, bei der die entsprechenden Druckkraftstoffzuführkanäle direkt im Pumpengehäuse zusammengeführt werden, und die den Druckkraftstoffzuführkanal bildenden Teile sind kleiner. Somit kann die Kraftstoffpumpe größenmäßig vermindert werden. Entsprechend kann die Kraftstoffeinspritzpumpe in einem kleineren Raum eingebaut werden.
Weiter ist der Kraftstoffkanal mit der Öffnung an der äußeren Umfangswand des Zylinderkopfes an einer von dem Druckkraftstoffzuführkanal unterschiedlichen Stelle, der mit dem Druckkraftstoffzuführkanal an der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils an der stromabwärtigen Seite des Kraftstoffauslaßkanals verbunden ist, ausgebildet. Entsprechend dieser Konstruktion kann der von dem Pumpengehäuse nach außen von einem Zylinderkopf über die Kraftstoffleitung ausgegebene Kraftstoff und der von dem anderen Zylinderkopf ausgegebene Kraftstoff in der Kraftstoffkammer auf der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils an dem anderen Zylinderkopf zusammengeführt werden. Der Kraftstoff kann weiter vereinzelt zu dem Common Rail von den entsprechenden Zylindern zugeführt werden. Da eine Störung zwischen einem Bauteil am Motorblock und einer Kraftstoffleitung verhindert wird, indem man die Kombination der Kraftstoffleitungsverbindungen ändert, wird der Freiheitsgrad beim Einbau der Kraftstoffeinspritzpumpe verbessert. Da die Innenwandfläche der Kraftstoffleitung zur Verbindung der Kraftstoffkanäle glatt ist, ist es möglich, die Kraftstoffleitung leicht zu biegen, ohne einen Eckenabschnitt zu bilden. Entsprechend wird die von dem Kraftstoffdruck ausgeübte Spannung nicht auf einen Teil der Kraftstoffleitung konzentriert.
Der Druckkraftstoffzuführkanal, der ein Hochdruckkraftstoffkanal ist, und der Kraftstoffkanal sind in dem Zylinderkopf ausgebildet. Entsprechend kann das Hauptgehäuse, das keinen Hochdruckkraftstoffkanal aufweist, aus einem leichten Material, wie z.B. Aluminium, hergestellt werden. Dadurch wird die Kraftstoff-einspritzpumpe leichter. Da der Hochdruckkraftstoffkanal nicht an mehreren Teilen des Pumpengehäuses ausgebildet ist, ist eine Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuseteilen nicht erforderlich.
Da der Druckkraftstoffzuführkanal kürzer ist, und der von dem Zylinderkopf ausgegebene Kraftstoff an der stromabwärtigen Seite des Rückschlagventils an der Druckzuführkraftstoffpumpe zusammengeführt wird, wird die Bearbeitung des Eckenabschnitts am Zusammenführabschnitt erleichtert, und die Anzahl der Herstellungsschritte wird vermindert. Da der Druckkraftkraftzuführkanal und der Kraftstoffkanal gerade ausgebildet sind, ist die Kanallänge kürzer. Entsprechend ist die Bearbeitung der inneren Umfangswand des Zylinderkopfes zur Ausbildung der entsprechenden Kanäle einfacher.
Da die Zylinderköpfe identisch oder im Wesentlichen identisch modulförmig ausgebildet sind, wird die Anzahl der Bauteile und der Einbau der Zylinderköpfe erleichtert. Entsprechend werden die Herstellungskosten vermindert.
Die Erfindung wurde anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei jedoch bemerkt werden soll, dass verschiedene Änderungen und Abänderungen dem Fachmann naheliegen. Derartige Änderungen und Abänderungen sollen mit in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gemäß den beigefügten Ansprüchen fallen.
Um eine Beschädigung eines Bauteils, das einen Druckkraftstoffzuführkanal bildet, zu verhindern, und die Kraftstoffpumpe sowohl größenmäßig als auch gewichtsmäßig zu vermindern, ist der Druckkraftstoffzuführkanal mit dem Kraftstoffauslaßkanal (32), eine Kraftstoffkammer (33) und eine Aufnahmeöffnung (34) an entsprechenden Zylinderköpfen in bezug auf die Zylinderköpfe (12, 13) gerade ausgebildet, wobei eine Verbindungsöffnung (32a) zur Verbindung mit der Kraftstoffdruckkammer (30) und ein Kraftstoffauslaß (34a) vorgesehen ist, der eine Öffnung an einer äußeren Umfangswand der Zylinderköpfe (12, 13) aufweist. Kraftstoff wird in der Kraftstoffdruckkammer (30) an dem Zylinderkopf (13) in die Kraftstoffkammer (33) des Zylinderkopfes (12) über den Kraftstoffkanal (42a) und Kraftstoffleitungen eingeführt. Der in beiden Kraftstoffdruckkammern (30) mit Druck beaufschlagte Kraftstoff wird an der Kraftstoffkammer (33) des Zylinderkopfes (12) zusammengeführt und einem Common Rail über den Kraftstoffkanal (41a) zugeführt.

Claims

Kraftstoffeinspritzpumpe mit: einer drehbaren Nocke (17); einer Antriebswelle (14) zum Übertragen einer Drehkraft zu der drehbaren Nocke (17); zumindest zwei Kraftstoffdruckkammern (30) zum Beaufschlagen des Kraftstoffs mit Druck; zumindest zwei Druckzuführkraftstoffdurchtritten (32, 33, 34, 62, 72) zum Übertragen des mit Druck beaufschlagten Kraftstoffs in die entsprechenden Kraftdruckkammern (30); zumindest zwei beweglichen Teilen (20) zum Hin- und Herbewegen gemäß einer Drehung der Nocke (17), um den Kraftstoff in den Kraftstoffdruckkammern (30) mit Druck zu beaufschlagen und den mit Druck beaufschlagten Kraftstoff zu den Druckzuführkraftstoffdurchtritten (32, 33, 34, 62, 72) zu übertragen, wobei die Vielzahl der beweglichen Teile (20) und die Vielzahl der Kammern (30) rund um die drehbare Nocke (17) bereitgestellt sind; zumindest zwei Zylinderköpfen (12, 13), die die entsprechenden Kraftstoffdruckkammern (30) dort in sich ausbilden; einem aus Aluminium hergestellten Hauptgehäuse (11) zum drehbaren Lagern der Antriebswelle (14); wobei jeder der Druckzuführkraftstoffdurchtritte (32, 33, 34, 62, 72) eine Verbindungsöffnung (32a) zum Kommunizieren mit der Kraftstoffdruckkammer hat und jeder der Druckzuführkraftstoffdurchtritte (32, 33, 34, 62, 72) einen Kraftstoffauslass hat; wobei jeder der Zylinderköpfe (12, 13) eine Auslassöffnung (41, 42) aufweist, von der der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff in jeder Kraftstoffdruckkammer (30) zu einer Außenseite fließt; wobei die Druckzuführkraftstoffdurchtritte (32, 33, 34, 62, 72) entsprechend in den Zylinderköpfen ausgebildet sind, und die Zylinderköpfe aus Eisen hergestellt sind, und wobei das Hauptgehäuse nicht die Druckzuführkraftstoffdurchtritte (32, 33, 34, 62, 72) ausbildet.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei jede Auslassöffnung (41, 42) in einer radialen Richtung des sich bewegenden Teils (20) offen ist.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, wobei die drehbare Nocke (17) eine Axialrichtung aufweist, die parallel zu der Radialrichtung des sich bewegenden Teils (20) ist.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, wobei zumindest zwei sich bewegende Teile (20) bei zwei Seiten der Nocke (17) in einer radialen Richtung der drehenden Nocke (17) angeordnet sind.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei jeder der Druckzuführkraftstoffdurchtritte (32, 33, 34, 62, 72) gerade ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei Zylinderköpfe einzeln für die entsprechenden sich bewegenden Teile ausgebildet sind, und das Hauptgehäuse (11) die entsprechenden Zylinderköpfe derart lagert, dass die sich bewegenden Teile sich hin- und herbewegen; und die Zylinderköpfe in einer im Wesentlichen identischen Form modularisiert sind.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, wobei jeder der Zufuhrkraftstoffdurchtritte ein Sperrventil (44) hat, um eine Kraftstoffströmung von der Verbindungsöffnung (32a) zu dem Kraftstoffauslass zu gestatten und eine umgekehrte Kraftstoffströmung von dem Kraftstoffauslass zu der Verbindungsöffnung (32a) zu unterbinden; jeder der Zylinderköpfe einen Kraftstoffdurchtritt hat, der eine bei einer äußeren Umfangswand des Zylinderkopfs bereitgestellte Kraftstofföffnung in einer Position unterschiedlich von dem Kraftstoffauslass aufweist; und der Kraftstoffdurchtritt (35, 36) mit dem Druckzuführkraftstoffdurchtritt bei einer stromabwärtigen Seite des Sperrventils (44) kommuniziert.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, wobei eine Öffnungsrichtung des Kraftstoffauslasses und eine Öffnungsrichtung der Kraftstofföffnung zueinander rechtwinklig liegen.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, wobei eine Öffnungsrichtung des Kraftstoffauslasses und eine Öffnungsrichtung der Kraftstofföffnung zueinander parallel liegen.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, wobei eines aus dem Kraftstoffauslass und der Kraftstofföffnung auf einem der Zylinderköpfe durch eine Kraftstoffleitung (49) mit dem anderen aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung des anderen Zylinderkopfes verbunden ist; und eines aus Kraftstoffauslass oder Kraftstofföffnung, die nicht mit der Kraftstoffleitung (49) verbunden sind, mit einem Druckakkumulator zum Speichern von Hochdruckkraftstoff verbunden ist, und das andere geschlossen ist.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 10, wobei ein Druckbeschränker (43) in dem geschlossenen aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung installiert ist, die nicht mit der Kraftstoffleitung (49) verbunden sind.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, wobei eines aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung von einem der Zylinderköpfe und einem aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung des anderen Zylinderkopfes entsprechend über eine Kraftstoffleitung (49) mit einem Druckakkumulator zum Speichern von Kraftstoff unter hohem Druck verbunden sind; und ein anderes aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung des einen der Zylinderköpfe und das andere aus Kraftstoffauslass und Kraftstofföffnung des anderen Zylinderkopfes, die nicht mit der Kraftstoffleitung (49) verbunden sind, geschlossen sind.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 12, wobei ein Druckbeschränker (43) in einem aus geschlossenem Kraftstoffauslass oder geschlossener Kraftstofföffnung installiert ist.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, außerdem mit zumindest zwei Kraftstoffdurchlasseintritten zum Einbringen von Kraftstoff in die entsprechenden Kraftstoffdruckkammern (30), und wobei jeder der Kraftstoffeinlassdurchtritte ein zweites Sperrventil (44) hat, um eine Kraftstoffströmung in die Kraftstoffdruckkammer zu gestatten und eine Kraftstoffströmung aus der Kraftstoffdruckkammer zu unterbinden.
Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Gehäuse die Antriebswelle (14) bei beiden Seiten der Nocke (17) lagert.