EP1910664A1 - High pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine - Google Patents

High pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine

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Publication number
EP1910664A1
EP1910664A1 EP06763322A EP06763322A EP1910664A1 EP 1910664 A1 EP1910664 A1 EP 1910664A1 EP 06763322 A EP06763322 A EP 06763322A EP 06763322 A EP06763322 A EP 06763322A EP 1910664 A1 EP1910664 A1 EP 1910664A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
pressure
valve
fuel
working space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06763322A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Siegel
Hans-Peter Harnisch
Matthias Schumacher
Oliver Albrecht
Uwe Mueller
Bernd Schroeder
Timm Hollmann
Christian Wiedmann
Stefan Smetana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1910664A1 publication Critical patent/EP1910664A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/34—Varying fuel delivery in quantity or timing by throttling of passages to pumping elements or of overflow passages, e.g. throttling by means of a pressure-controlled sliding valve having liquid stop or abutment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0014—Valves characterised by the valve actuating means
    • F02M63/0015—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid
    • F02M63/0017—Valves characterised by the valve actuating means electrical, e.g. using solenoid using electromagnetic operating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/004—Sliding valves, e.g. spool valves, i.e. whereby the closing member has a sliding movement along a seat for opening and closing

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • Such a high-pressure fuel pump is known as a radial piston pump from DE 103 22 604 Al. It has relatively compact dimensions, since the drive of the pump piston does not take place via a built-in pump drive shaft, but for example by a camshaft of an internal combustion engine. At least partially, the radial piston pump can be inserted into the housing of an internal combustion engine, so that a camshaft of the internal combustion engine can drive the piston of the radial piston pump via roller or bucket tappets.
  • the known radial piston pump has an electromagnetic quantity control valve which directly actuates an inlet valve, which is connected upstream of the receiving space of the radial piston pump.
  • the present invention seeks to provide a particularly compact high-pressure pump with good efficiency.
  • a compact unit By integrating a throttle device in or on the housing of the preferably one-stroke radial piston pump, a compact unit can be created. By dispensing with its own drive shaft, a small pump housing can be used. This avoids energy losses that can otherwise occur if a pump has its own drive shaft, which in turn must be driven by drive means such as timing belt.
  • the throttle device can be supplied to the Aufiiahmeraum the radial piston pump exactly the amount of fuel required in the high pressure region of the injection system. As a result, hydraulic energy losses are minimized.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a fuel
  • Figure 2 is a perspective view of the radial piston pump according to Figure 1;
  • FIGS. 3 to 7 are sectional views of the radial piston pump according to FIG. 1;
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of an internal combustion engine with a fuel
  • FIGS. 9-11 show sectional views of the radial piston pump according to FIG. 8;
  • FIG. 12 shows a perspective view of the further pump according to FIG. 8;
  • FIG. 13 shows a first sectional view of the further pump according to FIG. 12.
  • FIG. 14 shows a second sectional view of the further pump according to FIG. 12.
  • an internal combustion engine carries the reference numeral 10. This is powered by a fuel injection system, which is generally designated by reference numeral 12, with fuel.
  • the fuel passes from a fuel sump 14 ("tank") to a prefeed pump 16, which supplies the fuel to a single-stroke radial piston pump 18.
  • the pump 18 is driven directly by a camshaft of the internal combustion engine 10.
  • the pump 18 has a
  • Fuel metering unit 20 which is controlled by a control line 24 via a control line 22.
  • the fuel metering unit 20 has a throttle device described below with reference to FIGS. 4 and 6, which is referred to below as a suction throttle valve.
  • a suction throttle valve When using a Saugdrosselventils creates a certain amount of leakage. This is guided by the radial piston pump 18 via a line 26 back into the fuel sump 14.
  • the radial piston pump 18 delivers high-pressure fuel into a high-pressure line 28. This flows into a high-pressure accumulator 30.
  • the pressure in the high-pressure accumulator 30 can be detected via a pressure sensor 32 and corresponding data can be transmitted to the control unit 24 with the aid of a data line 34.
  • the high-pressure fuel can be passed from the high-pressure accumulator 30 to injectors 36, which inject the fuel respectively into combustion chambers of the internal combustion engine 10.
  • injectors 36 which inject the fuel respectively into combustion chambers of the internal combustion engine 10.
  • control the fuel metering unit 20 further data can be taken into account, for example, the speed of the internal combustion engine 10, which can be detected by a speed sensor 38 and transmitted via a data line 40 of the control unit 24. Via a temperature sensor 42 and a data line 44, the temperature, for example, the cooling water of the internal combustion engine, can be taken into account.
  • FIG 2 the schematically indicated in Figure 1 radial piston pump 18 is shown in perspective.
  • the pump 18 has a pump housing 46, the outer surface of which approximates the shape of a hexagon (see Figure 6).
  • a housing cover 48 is arranged on the pump housing 46.
  • the pump housing 46 can be fastened via a flange 50 to the internal combustion engine 10 shown in FIG.
  • From the pump housing 46 projects a pump piston 52 which is surrounded by a piston spring 54.
  • the pump piston 52 and the piston spring 54 can be inserted into the housing of the internal combustion engine 10, where the pump piston 52 can be driven by roller or cup tappets of the camshaft of the internal combustion engine 10.
  • the middle port in FIG. 2 is formed by a low-pressure connecting piece 56, which is fed by the prefeed pump 16 shown in FIG.
  • connection illustrated on the left in FIG. 2 is formed by a high-pressure connection stub 58, which is assigned to a high-pressure region of the radial piston pump 18 and feeds the high-pressure line 28 (FIG. 1).
  • the connection illustrated on the right in FIG. 2 is formed by a connecting piece 60, which opens in the line 26, through the amount of leakage from the radial piston pump 18 to the fuel
  • Sump 14 can be supplied.
  • the fuel metering unit 20 is arranged at right angles to the longitudinal axis of the radial piston pump 18. This is provided with an electrical connection 62, which is connectable to the control line 22 ( Figure 1).
  • Figure 3 shows a section through the radial piston pump 18 in a plane through the
  • Low-pressure connection piece 56 (see Figure 2) runs. Inside the pump housing 46, a working chamber 64 is provided, the fuel can be supplied to pressurize this through the pump piston 52 with pressure.
  • the pump piston 52 is slidably mounted in a cylinder member 66 which is fixedly connected to the pump housing 46.
  • the pump piston 52 and the cylinder element 66 are sealed against each other via a sealing element 68, which is arranged in a seal carrier 70.
  • the pump piston 52 has at its end remote from the working space 64 a spring plate 72 which is fixedly connected to the pump piston 52. Between the spring plate 72 and the seal carrier 70, the piston spring 54 is arranged, which is supported between these elements and the pump piston 52 presses in a direction away from the working space 64 direction. In this way, the pump piston 52 and downstream roller or bucket tappets can be kept in contact with the camshaft of the internal combustion engine 10, which forms the external drive of the radial piston pump 18.
  • the fuel supplied to the low-pressure connecting piece 56 can be supplied through a bore 74 to a filter 76 and finally to a pressure damper chamber 78, which is delimited by the pump cover 48.
  • a pressure damper 80 is provided to dampen pressure fluctuations and to ensure that a high degree of delivery of the high pressure pump even at high speeds of the internal combustion engine 10 and at an increased
  • a further bore 82 is provided, which is arranged between the seal carrier 70 and low-pressure connecting piece 56.
  • the bore 82 allows to dissipate a fuel leakage amount from the working space 64 between the pump piston 62 and
  • FIG. 4 shows the radial piston pump 18 in a sectional plane which runs through the high-pressure connecting piece 58 and the fuel metering unit 20.
  • This unit includes an electromagnet 84, a connector 86, and a suction throttle valve 88 disposed within the pump housing 46.
  • an inlet valve 90 is arranged between the Saugdrosselventil 88 and the working space 64.
  • the working space 64 is followed by an outlet valve 92, which leads to the high-pressure connection piece 58.
  • a bypass valve 94 is provided between the pressure damper chamber 78 and the high-pressure connection stub 58.
  • the electromagnet 84 has a magnetic coil 96 and a magnet armature 98 arranged displaceably therein with a magnetic needle 100.
  • the magnetic needle 100 extends through the connecting piece 86, which is welded leakproof via a welded connection 102 on the pump housing 46.
  • the suction throttle valve 88 has a slide element 104, which is displaceably guided within a cylinder element 106.
  • the suction throttle valve 88 further comprises a support element 108 which is pressed into the cylinder element 106 and a spring 110 which is supported at one end on a shoulder of the slide element 104 and the other end on the support element 108.
  • the fuel passing into the pressure damper chamber 78 via the low-pressure connecting piece 56 shown in FIG. 3 can pass via a bore 112 in the pump housing 46 to a first annular space 114 surrounding the cylinder element 106.
  • the fuel can then pass through control openings 116 formed in the cylinder element 106 into a second annular space 118. This is sealed off from the first annular space 114 by means of a sealing element 120.
  • the components of the suction throttle valve 88 described so far are shown enlarged in FIG. With reference to FIG. 5, the structure of the intake valve 90, the exhaust valve 92 and the bypass valve 94 will be described below.
  • the inlet valve 90 has a fixedly connected to the pump housing 46 counter-plate 122 and a valve plate 124, by a valve spring 126 in the direction of the counter-plate 122nd is pressed.
  • the valve spring 126 is supported on the side facing away from the valve plate on a valve sleeve 128.
  • the inlet valve 94 is hydraulically connected via a bore 130 with the second annulus 118 described above.
  • the outlet valve 92 also has a counter plate 132 connected to the pump housing 46, a valve plate 134, a valve spring 136 and a valve sleeve 138.
  • the outlet valve 92 communicates with the working space 64 via a bore 140.
  • the outlet valve 92 protrudes on the side facing the high-pressure connection piece 58 into a bore 142, from which a further bore 144 branches off, in which the bypass valve 94 is arranged.
  • This consists of a fixedly connected to the pump housing 46 valve seat 146, a valve body 148, a valve spring 150 and a valve sleeve 152nd
  • the electromagnet 84 can be controlled accordingly.
  • the solenoid 84 and the Saugdrosselventil 88 may be designed so that in the de-energized state of
  • Electromagnets 84 the suction throttle valve is completely opened or completely closed. 4 and 5, the solenoid 84 is shown in the de-energized state, wherein the slide member 104 of the Saugdrosselventils 88 closes the control ports 116 so that no fuel from the Druckdämpferraum 78 can get into the working space 64.
  • magnet armature 98 and magnetic needle 100 can be used
  • the inlet valve 90 opens when the pump piston 52 moves out of the working space 64.
  • the pressure built up in front of the inlet valve 90 by the prefeed pump 16 is sufficient to move the valve plate 124 against the action of the valve spring 126 of the counter-plate 122 so that fuel from the bore 130 can get into the working space 64.
  • the inlet valve 90 closes automatically at the end of the suction phase.
  • the fuel contained in the working space 64 can be subjected to high pressure and fed through the bore 140 with opening of the outlet valve 92 to the high-pressure connecting piece 58.
  • the bypass valve 94 is provided in order to be able to ensure an emergency operation of the injection system 12 even when the suction throttle valve 88 is defective or at least temporarily out of action.
  • a fault can, for example, in a normally closed Saugdrosselventil 88 at break or
  • the bypass valve 94 can open under the pressure which is generated by the prefeed pump 16.
  • fuel may be supplied from the pressure damper space 78 to the bore 144, the bore 142, and the high pressure port 58.
  • the opening pressure of the bypass valve 94 should be less than the sum of the opening pressures of intake valve 90 and exhaust valve 92. This can be achieved that when starting the internal combustion engine 10, the bypass valve 94 opens briefly, as long as the radial piston pump 18 has not built up high pressure. The brief opening of the bypass valve 94 ensures that this remains functional and is not contaminated over time by dirt particles.
  • FIG. 6 the radial piston pump 18 is shown in a sectional plane which runs perpendicular to the sectional plane selected in FIG.
  • a zero feed throttle 154 is arranged between slide element 104 and cylinder element 106 of the suction throttle valve 88. Between slide element 104 and cylinder element 106 of the suction throttle valve 88, leakage occurs during operation of the fuel injection system 12. When the amount of fuel required by the engine 10 is smaller than the leakage amount of the Saugdrosselventils 88, this amount can be removed through the zero feed throttle 154 in the line 26 to the fuel sump 14.
  • the design of the zero feed throttle 154 depends primarily on the pressure difference at this throttle. In normal operation, the smallest pressure upstream of the zero-delivery throttle 154 is the sum of the vapor pressure of the fuel and the opening pressure of the intake valve 90. After the zero-delivery throttle 154, atmospheric pressure generally prevails, ie approximately 1 bar. To be able to control a quantity of fuel, the pressure upstream of the zero-feed throttle 154 must be greater than afterwards. For this reason, the opening pressure of the intake valve 90 should not be less than 1 bar. The amount of fuel which flows through the zero feed throttle 154 at the given pressure difference must be greater than the leakage amount of the suction throttle valve 88 in order to be able to cover the case of zero delivery. The inside diameter of the zero feed throttle 154 should be at least 0.3 mm in order to avoid that the zero feed throttle 154 is blocked by dirt particles. Of course, the zero-feed throttle 154 may also be integrated in the socket 60.
  • FIG. 7 shows the radial piston pump 18 in a sectional plane which runs through the high-pressure connection stub 58 and perpendicular to the sectional plane according to FIG.
  • the working space 64 is connected via the outlet valve 92 to the high-pressure connection stub 58.
  • This high pressure area can with the help of a pressure relief valve 156 again with the
  • Working space 64 are connected to protect the fuel injection system 12 from pressures exceeding the maximum allowable pressure.
  • the pressure limiting valve 156 is arranged in a bore 158 which opens on the outlet side of the outlet valve 92 in the bore 142.
  • the pressure limiting valve 156 has a valve seat 160, a valve body 162, a valve spring 164 and a spring receptacle 166.
  • the valve spring 164 is supported on the one hand on the spring receptacle 166 and on the other hand at the end of the bore 158.
  • the bore 158 is connected via a transverse bore 168 with the working space 64.
  • the transverse bore 168 is sealed by means of a closure body 170 to the outside of the radial piston pump 18.
  • Valve body 162 are moved against the pressure force of the valve spring 164 from the valve seat 160, so that fuel can be passed through the transverse bore 168 back into the working space 64.
  • the bias of the valve spring 164 should therefore be chosen so that the ⁇ f ⁇ hungstik the pressure relief valve 156 the maximum allowable maximum pressure in the bore 142 is.
  • FIG. 8 schematically shows a fuel injection system 212.
  • the fuel injection system 212 includes a radial piston pump 218 that does not require a return (compare line 26 in FIG. 1).
  • Radial piston pump 218 has a fuel metering unit 220 modified from the first exemplary embodiment, which is described below with reference to FIGS. 9-11.
  • a further pump 222 is provided in addition to the radial piston pump 218, a further pump 222 is provided.
  • the radial piston pump 218 and the further pump 222 are each driven by a camshaft of an internal combustion engine 210.
  • Pump 222 is fed by means of a line 224 from the radial piston pump 218. Via a high-pressure line 226, the additional pump 222 can supply high-pressure fuel to the high-pressure line 28, from which the fuel passes into the high-pressure accumulator 30. In order to achieve a good overall efficiency, the line 224 should be as short as possible, in particular shorter than 30 cm. By using a further pump 222, the maximum deliverable amount of fuel of the fuel injection system 212 relative to the fuel injection system 12 can be increased. If a further increase is desired, additional pump elements may be connected to the radial piston pump 218.
  • FIG. 9 shows the radial piston pump 218 in a sectional plane which is indicated by the fuel
  • Dimensioning unit 220 passes through.
  • the radial piston pump 218 and the fuel metering unit 220 comprise a pump housing 46 with a working chamber 64, which is preceded by an inlet valve 90 and an outlet valve 92 downstream.
  • an electromagnet 284 is provided, which is controllable via an electrical connection 62.
  • the electromagnet 284 has a magnet coil 296, a magnet armature 294 and a magnet needle 300.
  • Of the Electromagnet 284 is connected via a connecting piece 286 via a welded joint 302 to the pump housing 46.
  • the solenoid 284 controls a suction throttle valve 288 modified from the suction throttle valve 88 described with reference to the first embodiment. This will be described below with reference to FIG.
  • the installation situation of Saugdrosselventils 288 corresponds to that of the Saugdrosselventils 88.
  • the Druckdämpferraum 78 fuel supplied via the bore 112 in a first annular space 114, via the Saugdrosselventil 288 in a second annulus 118 and from there into a bore 130 to the inlet valve 90 and finally in reach the working space 64.
  • the first annular space is sealed off from the second annular space by means of a sealing element 120.
  • the suction throttle valve 288 can be coupled to a pressure limiting valve 400.
  • the suction throttle valve 288 has a fixedly connected to the connecting piece 286 cylinder member 306 in which a slider element 304 is slidably mounted.
  • the slider element 304 is pressed by means of a spring 310 in the direction of the pressure limiting valve 400.
  • control openings 316 formed in the cylinder element 306 are released or closed.
  • the pressure limiting valve 400 opens on the side facing away from the suction throttle valve 288 in a bore 402, which is in communication with the bore 144 for the bypass valve 94.
  • the bore 402 is connected to the opposite side of the bypass valve 94 with a bore 404, which opens in the bore 142 on the outlet side of the exhaust valve 92.
  • Bore 142 is disposed adjacent to the high pressure port 58.
  • the pressure relief valve 400 has a pressure piece 406 which is fixedly connected to the pump housing 46.
  • the pressure piece 406 is also fixedly connected to the cylinder member 306 of the Saugdrosselventils 288.
  • a valve seat 408 is pressed, to which a valve body 410 of a coupling element 412 is assigned.
  • the coupling element 412 is supported on the cylinder element 306 via a valve spring 414, so that the valve body 410 is pressed into the valve seat 408.
  • the coupling element 412 has drivers 416, which with the Slider element 304 of the Saugdrosselventils 288 can cooperate. This will be described in more detail below.
  • the slide element 304 is connected to the magnetic needle 300 of the electromagnet 284 on the side opposite the pressure limiting valve 400 via a connecting element 418.
  • the solenoid valve 284 shown in Figure 9 is open in the de-energized state, so that fuel from the first annulus 114 via the control ports 116 can enter the second annulus 118.
  • the spring 310 pushes the slider member 304 toward the pressure relief valve 400.
  • the electromagnet 284 When the electromagnet 284 is energized, the magnet needle 300 is pulled out of the pump housing 46. This movement is transmitted via the connecting element 418 to the slide element 304, so that the slide element 304 gradually closes the control openings 316. Upon further energization of the electromagnet 284, the slider element 304 detects the driver 416 of the coupling element 412, so that the coupling element 412 and the valve body 410 disposed thereon is acted upon against the action of the valve spring 414 with an opening force.
  • the pressure limiting valve 400 is opened and establishes a connection between the bore 142, 404 and 402 and the first annular space 114, so that high-pressure fuel from the high pressure side of the radial piston pump 218 can be performed back to the low pressure side. The fuel thus discarded may be received in the pressure damper space 78.
  • the control of the fuel under high pressure is advantageous in order to reduce an undesirably high pressure in the high pressure region of the radial piston pump 218 can. Such situations occur, for example, in overrun mode or when switching off the internal combustion engine 210.
  • FIG. 11 shows the radial piston pump 218 in a sectional plane perpendicular to the plane selected in FIG.
  • the pump housing 46 with the high-pressure connection piece 58 and the low-pressure connection piece 56.
  • a connection piece 420 is provided for the further pump 222 shown schematically in FIG. The connecting piece 420 leads to the line indicated by 224 in FIG.
  • the fuel supplied to the radial piston pump 218 can pass via the first annular space 114 via the intake throttle valve 288 into the second annular space 118. From there it can be fed via a bore 422 to the connecting piece 420.
  • FIG. 12 shows the further pump 222 in a perspective view.
  • the pump 222 has a pump housing 424 which can be fastened to the internal combustion engine 210 via a flange 426.
  • the pump 222 includes a pump piston 428 and a piston spring 430 that may be inserted into the housing of the engine 210 to drive the pump piston 428 from a camshaft of the engine 210.
  • a low-pressure connection piece 432 is provided, which is supplied by the radial piston pump 218 via the line 224 with fuel.
  • a high pressure port 434 is provided to the pump housing 424.
  • High pressure line 226 leads.
  • the pump 222 is shown in FIG. 13 in a sectional plane through the pump housing 424 and the pump piston 428.
  • the pump piston 428 delimits a working space 436 and is displaceably mounted in a cylinder element 438.
  • the cylinder member 438 is fixedly connected to the pump housing 424.
  • the sealing of cylinder element 438 and pump piston 428 via a sealing element 440, which is received in a seal carrier 442.
  • About the sealing element 440 outgoing fuel leakage amount can via a bore 446 of a bore 448 in
  • the working chamber 436 is preceded by an inlet valve 450 and a bore 452, which leads to an outlet valve 454, downstream.
  • a bore 456 is provided, which leads to the high pressure port 434.
  • a pressure limiting valve 458 is provided, through which the bore 456 adjacent to the high-pressure connection piece 434 can be connected to the working space 436.
  • the pressure limiting valve 458 is disposed in a bore 460 and has a valve seat 462, a valve body 464 and a valve spring 466, which is supported on a spring receptacle 468 and at the end of the bore 460.
  • the bore 460 is connected via a transverse bore 470 with the working space 436. Outwardly, the transverse bore 470 is closed by a closure body 472.
  • the pressure relief valve 458 is opened so that the fuel can flow back into the working space 436 through the bore 460 and the transverse bore 470.

Abstract

The invention relates to a high pressure fuel pump (18, 218) for a fuel injection system (12, 212) of an internal combustion engine, having a pump housing (46) in which is formed a working space (64), into which fuel can be supplied from a low pressure region (78) of the radial piston pump (18, 218), the working space (64) being delimited by a pump piston (52) which can be driven, in order to pressurize the fuel, by an external drive, in particular by a camshaft of an internal combustion engine (10, 210), wherein in order to meter the fuel quantity supplied to the working space (64), a throttle device having a variable throttle action (88, 288) is arranged on or in the pump housing (46).

Description

Hochdruck-Kraftstoffpumpc für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer BrennkraftmaschineHigh-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe für ein Kraftstoff-Einspritzsystem einer Brennkraftmaschine, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a high-pressure fuel pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
Eine solche Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist als Radialkolbenpumpe aus der DE 103 22 604 Al bekannt. Sie hat relativ kompakte Abmessungen, da der Antrieb des Pumpenkolbens nicht über eine in der Pumpe eingebaute Antriebswelle erfolgt, sondern beispielsweise durch eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine. Zumindest teilweise kann die Radialkolbenpumpe in das Gehäuse einer Brennkraftmaschine eingesteckt werden, so dass eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine den Kolben der Radialkolbenpumpe über Rollen- oder Tassenstößel antreiben kann.Such a high-pressure fuel pump is known as a radial piston pump from DE 103 22 604 Al. It has relatively compact dimensions, since the drive of the pump piston does not take place via a built-in pump drive shaft, but for example by a camshaft of an internal combustion engine. At least partially, the radial piston pump can be inserted into the housing of an internal combustion engine, so that a camshaft of the internal combustion engine can drive the piston of the radial piston pump via roller or bucket tappets.
Die bekannte Radialkolbenpumpe weist ein elektromagnetisches Mengensteuerventil auf, das ein Einlassventil direkt betätigt, welches dem Aufnahmeraum der Radialkolbenpumpe vorgeschaltet ist.The known radial piston pump has an electromagnetic quantity control valve which directly actuates an inlet valve, which is connected upstream of the receiving space of the radial piston pump.
Ferner wird allgemein noch auf die EP 0 299 337 A2 und die DE 197 29 791 Al verwiesen.Furthermore, reference is generally made to EP 0 299 337 A2 and DE 197 29 791 A1.
Ausgehend von der eingangs genannten Radialkolbenpumpe liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine besonders kompakte Hochdruckpumpe mit gutem Wirkungsgrad zu schaffen.Based on the radial piston pump mentioned above, the present invention seeks to provide a particularly compact high-pressure pump with good efficiency.
Diese Aufgabe wird durch eine Radialkolbenpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a radial piston pump with the features of claim 1. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch die Integration einer Drosseleinrichtung in oder an das Gehäuse der vorzugsweise einhubigen Radialkolbenpumpe kann eine kompakte Einheit geschaffen werden. Durch den Verzicht auf eine eigene Antriebswelle kann ein kleines Pumpengehäuse Verwendung finden. Hierdurch werden Energieverluste vermieden, die sonst auftreten können, wenn eine Pumpe über eine eigene Antriebswelle verfügt, die wiederum über Antriebsmittel wie zum Beispiel Zahnriemen, angetrieben werden muss.By integrating a throttle device in or on the housing of the preferably one-stroke radial piston pump, a compact unit can be created. By dispensing with its own drive shaft, a small pump housing can be used. This avoids energy losses that can otherwise occur if a pump has its own drive shaft, which in turn must be driven by drive means such as timing belt.
Durch die Drosseleinrichtung kann dem Aufiiahmeraum der Radialkolbenpumpe exakt die Kraftstoffmenge zugeführt werden, die im Hochdruckbereich des Einspritzsystems benötigt wird. Hierdurch werden hydraulische Energieverluste minimiert.By the throttle device can be supplied to the Aufiiahmeraum the radial piston pump exactly the amount of fuel required in the high pressure region of the injection system. As a result, hydraulic energy losses are minimized.
In den Unteransprüchen 14 bis 19 genannte Merkmale führen zu einer besonders kompakten Bauweise, mit der im Pumpengehäuse vorgesehene Bohrungen optimal angeordnet werden können. Hierbei können Querbohrungen und die Verwendung von Verschlusselementen vermieden oder wenigstens minimiert werden.In the dependent claims 14 to 19 mentioned features lead to a particularly compact design, with the holes provided in the pump housing can be optimally arranged. In this case, transverse bores and the use of closure elements can be avoided or at least minimized.
Zeichnungendrawings
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:Hereinafter, particularly preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing show:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff-1 shows a schematic representation of an internal combustion engine with a fuel
Einspritzsystem und einer einhubigen Radialkolbenpumpe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;Injection system and a single-stroke radial piston pump according to a first embodiment;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Radialkolbenpumpe gemäß Figur 1 ;Figure 2 is a perspective view of the radial piston pump according to Figure 1;
Figuren 3 - 7 Schnittansichten der Radialkolbenpumpe gemäß Figur 1; Figur 8 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff-FIGS. 3 to 7 are sectional views of the radial piston pump according to FIG. 1; FIG. 8 shows a schematic illustration of an internal combustion engine with a fuel
Einspritzsystem mit einer Radialkolbenpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform und einer weiteren Radialkolbenpumpe;Injection system with a radial piston pump according to a second embodiment and a further radial piston pump;
Figuren 9 - 11 Schnittansichten der Radialkolbenpumpe gemäß Figur 8;FIGS. 9-11 show sectional views of the radial piston pump according to FIG. 8;
Figur 12 eine perspektivische Ansicht der weiteren Pumpe gemäß Figur 8;FIG. 12 shows a perspective view of the further pump according to FIG. 8;
Figur 13 eine erste Schnittansicht der weiteren Pumpe gemäß Figur 12; undFIG. 13 shows a first sectional view of the further pump according to FIG. 12; and
Figur 14 eine zweite Schnittansicht der weiteren Pumpe gemäß Figur 12.FIG. 14 shows a second sectional view of the further pump according to FIG. 12.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 trägt eine Brennkraftmaschine das Bezugszeichen 10. Diese wird über ein Kraftstoff- Einspritzsystem, das insgesamt mit Bezugszeichen 12 bezeichnet ist, mit Kraftstoff versorgt. Der Kraftstoff gelangt aus einem Kraftstoff-Sammelbehälter 14 ("Tank") zu einer Vorförderpumpe 16, die den Kraftstoff einer einhubigen Radialkolbenpumpe 18 zuführt. Die Pumpe 18 wird direkt von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 angetrieben. Die Pumpe 18 weist eineIn Figure 1, an internal combustion engine carries the reference numeral 10. This is powered by a fuel injection system, which is generally designated by reference numeral 12, with fuel. The fuel passes from a fuel sump 14 ("tank") to a prefeed pump 16, which supplies the fuel to a single-stroke radial piston pump 18. The pump 18 is driven directly by a camshaft of the internal combustion engine 10. The pump 18 has a
Kraftstoffbemessungseinheit 20 auf, die über eine Steuerleitung 22 von einer Steuereinheit 24 angesteuert wird.Fuel metering unit 20, which is controlled by a control line 24 via a control line 22.
Die Kraftstoff-Bemessungseinheit 20 weist eine mit Bezug auf die Figuren 4 und 6 weiter unten beschriebene Drosseleinrichtung auf, die im Folgenden als Saugdrosselventil bezeichnet ist. Bei der Verwendung eines Saugdrosselventils entsteht eine gewisse Leckagemenge. Diese wird von der Radialkolbenpumpe 18 über eine Leitung 26 zurück in den Kraftstoff-Sammelbehälter 14 geführt.The fuel metering unit 20 has a throttle device described below with reference to FIGS. 4 and 6, which is referred to below as a suction throttle valve. When using a Saugdrosselventils creates a certain amount of leakage. This is guided by the radial piston pump 18 via a line 26 back into the fuel sump 14.
Die Radialkolbenpumpe 18 fördert mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff in eine Hochdruckleitung 28. Diese mündet in einem Hochdruckspeicher 30. Der Druck im Hochdruckspeicher 30 kann über einen Drucksensor 32 erfasst und entsprechende Daten der Steuereinheit 24 mit Hilfe einer Datenleitung 34 übermittelt werden. - A -The radial piston pump 18 delivers high-pressure fuel into a high-pressure line 28. This flows into a high-pressure accumulator 30. The pressure in the high-pressure accumulator 30 can be detected via a pressure sensor 32 and corresponding data can be transmitted to the control unit 24 with the aid of a data line 34. - A -
Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff kann aus dem Hochdruckspeicher 30 zu Einspritzvorrichtungen 36 geleitet werden, die den Kraftstoff jeweils in Brennräume der Brennkraftmaschine 10 einspritzen. In Figur 1 sind beispielhaft nur zwei einer höheren Anzahl von Einspritzvorrichtungen dargestellt.The high-pressure fuel can be passed from the high-pressure accumulator 30 to injectors 36, which inject the fuel respectively into combustion chambers of the internal combustion engine 10. In Figure 1, only two of a higher number of injectors are exemplified.
Zur Ansteuerung der Kraftstoff-Bemessungseinheit 20 können weitere Daten berücksichtigt werden, beispielsweise die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10, die durch einen Drehzahlsensor 38 erfasst und über eine Datenleitung 40 der Steuereinheit 24 übermittelt werden kann. Über einen Temperatursensor 42 und eine Datenleitung 44 kann auch die Temperatur, beispielsweise des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, berücksichtigt werden.To control the fuel metering unit 20 further data can be taken into account, for example, the speed of the internal combustion engine 10, which can be detected by a speed sensor 38 and transmitted via a data line 40 of the control unit 24. Via a temperature sensor 42 and a data line 44, the temperature, for example, the cooling water of the internal combustion engine, can be taken into account.
In Figur 2 ist die in Figur 1 schematisch angedeutete Radialkolbenpumpe 18 perspektivisch dargestellt. Die Pumpe 18 weist ein Pumpengehäuse 46 auf, dessen Außenfläche der Form eines Sechsecks angenähert ist (vergleiche Figur 6). Auf dem Pumpengehäuse 46 ist ein Gehäusedeckel 48 angeordnet. Das Pumpengehäuse 46 kann über einen Flansch 50 an der in Figur 1 dargestellten Brennkraftmaschine 10 befestigt werden. Aus dem Pumpengehäuse 46 ragt ein Pumpenkolben 52 heraus, der von einer Kolbenfeder 54 umgeben ist. Der Pumpenkolben 52 und die Kolbenfeder 54 können in das Gehäuse der Brennkraftmaschine 10 eingesteckt werden, wo der Pumpenkolben 52 über Rollen- oder Tassenstößel von der Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 angetrieben werden kann.In Figure 2, the schematically indicated in Figure 1 radial piston pump 18 is shown in perspective. The pump 18 has a pump housing 46, the outer surface of which approximates the shape of a hexagon (see Figure 6). On the pump housing 46, a housing cover 48 is arranged. The pump housing 46 can be fastened via a flange 50 to the internal combustion engine 10 shown in FIG. From the pump housing 46 projects a pump piston 52 which is surrounded by a piston spring 54. The pump piston 52 and the piston spring 54 can be inserted into the housing of the internal combustion engine 10, where the pump piston 52 can be driven by roller or cup tappets of the camshaft of the internal combustion engine 10.
An der Außenseite des Pumpengehäuses 46 sind verschiedene Anschlüsse für Kraftstoffleitungen angeordnet. Der in Figur 2 mittlere Anschluss wird durch einen Niederdruck-Anschlussstutzen 56 gebildet, der von der in Figur 1 dargestellten Vorförderpumpe 16 gespeist wird und zu einemOn the outside of the pump housing 46 different connections for fuel lines are arranged. The middle port in FIG. 2 is formed by a low-pressure connecting piece 56, which is fed by the prefeed pump 16 shown in FIG
Niederdruckbereich der Radialkolbenpumpe 18 führt. Der in Figur 2 linker Hand dargestellte Anschluss ist durch einen Hochdruck- Anschlussstutzen 58 gebildet, der einem Hochdruckbereich der Radialkolbenpumpe 18 zugeordnet ist und die Hochdruckleitung 28 (Figur 1) speist. Der in Figur 2 rechter Hand dargestellte Anschluss ist durch einen Stutzen 60 gebildet, der in der Leitung 26 mündet, durch die Leckagemenge aus der Radialkolbenpumpe 18 dem Kraftstoff-Low pressure region of the radial piston pump 18 leads. The connection illustrated on the left in FIG. 2 is formed by a high-pressure connection stub 58, which is assigned to a high-pressure region of the radial piston pump 18 and feeds the high-pressure line 28 (FIG. 1). The connection illustrated on the right in FIG. 2 is formed by a connecting piece 60, which opens in the line 26, through the amount of leakage from the radial piston pump 18 to the fuel
Sammelbehälter 14 zugeführt werden kann. Am Pumpengehäuse 46 ist rechtwinklig zur Längsachse der Radialkolbenpumpe 18 die Kraftstoff-Bemessungseinheit 20 angeordnet. Diese ist mit einem elektrischen Anschluss 62 versehen, der mit der Steuerleitung 22 (Figur 1) verbindbar ist.Sump 14 can be supplied. On the pump housing 46, the fuel metering unit 20 is arranged at right angles to the longitudinal axis of the radial piston pump 18. This is provided with an electrical connection 62, which is connectable to the control line 22 (Figure 1).
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Radialkolbenpumpe 18 in einer Ebene, die durch denFigure 3 shows a section through the radial piston pump 18 in a plane through the
Niederdruck-Anschlussstutzen 56 (vergleiche Figur 2) verläuft. Im Inneren des Pumpengehäuses 46 ist ein Arbeitsraum 64 vorgesehen, dem Kraftstoff zugeführt werden kann, um diesen durch den Pumpenkolben 52 mit Druck zu beaufschlagen. Der Pumpenkolben 52 ist in einem Zylinderelement 66, das fest mit dem Pumpengehäuse 46 verbunden ist, verschieblich gelagert. Der Pumpenkolben 52 und das Zylinderelement 66 sind über ein Dichtelement 68 gegeneinander abgedichtet, das in einem Dichtungsträger 70 angeordnet ist.Low-pressure connection piece 56 (see Figure 2) runs. Inside the pump housing 46, a working chamber 64 is provided, the fuel can be supplied to pressurize this through the pump piston 52 with pressure. The pump piston 52 is slidably mounted in a cylinder member 66 which is fixedly connected to the pump housing 46. The pump piston 52 and the cylinder element 66 are sealed against each other via a sealing element 68, which is arranged in a seal carrier 70.
Der Pumpenkolben 52 weist an seinem dem Arbeitsraum 64 abgewandten Ende einen Federteller 72 auf, der fest mit dem Pumpenkolben 52 verbunden ist. Zwischen dem Federteller 72 und dem Dichtungsträger 70 ist die Kolbenfeder 54 angeordnet, die sich zwischen diesen Elementen abstützt und den Pumpenkolben 52 in eine vom Arbeitsraum 64 abgewandte Richtung drückt. Hierdurch können der Pumpenkolben 52 und nachgeschaltete Rollen- oder Tassenstößel in Kontakt mit der Nockenwelle der Brennkraftmaschine 10 gehalten werden, die den externen Antrieb der Radialkolbenpumpe 18 bildet.The pump piston 52 has at its end remote from the working space 64 a spring plate 72 which is fixedly connected to the pump piston 52. Between the spring plate 72 and the seal carrier 70, the piston spring 54 is arranged, which is supported between these elements and the pump piston 52 presses in a direction away from the working space 64 direction. In this way, the pump piston 52 and downstream roller or bucket tappets can be kept in contact with the camshaft of the internal combustion engine 10, which forms the external drive of the radial piston pump 18.
Der dem Niederdruck- Anschlussstutzen 56 zugeführte Kraftstoff kann durch eine Bohrung 74 einem Filter 76 und schließlich einem Druckdämpferraum 78 zugeführt werden, der vom Pumpendeckel 48 begrenzt ist. Im Druckdämpferraum 78 ist ein Druckdämpfer 80 vorgesehen, um Druckschwankungen zu dämpfen und um sicherzustellen, dass ein hoher Liefergrad der Hochdruckpumpe auch bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine 10 und bei einer erhöhtenThe fuel supplied to the low-pressure connecting piece 56 can be supplied through a bore 74 to a filter 76 and finally to a pressure damper chamber 78, which is delimited by the pump cover 48. In Druckdämpferraum 78, a pressure damper 80 is provided to dampen pressure fluctuations and to ensure that a high degree of delivery of the high pressure pump even at high speeds of the internal combustion engine 10 and at an increased
Anzahl von Antriebsnocken gewährleistet ist.Number of drive cam is guaranteed.
Im Pumpengehäuse 46 ist eine weitere Bohrung 82 vorgesehen, die zwischen Dichtungsträger 70 und Niederdruck-Anschlussstutzen 56 angeordnet ist. Die Bohrung 82 erlaubt es, eine Kraftstoff- Leckagemenge abzuführen, die aus dem Arbeitsraum 64 zwischen Pumpenkolben 62 undIn the pump housing 46, a further bore 82 is provided, which is arranged between the seal carrier 70 and low-pressure connecting piece 56. The bore 82 allows to dissipate a fuel leakage amount from the working space 64 between the pump piston 62 and
Zylinderelement 66 und vorbei am Dichtelement 68 in den Dichtungsträger 70 gelangt. Figur 4 zeigt die Radialkolbenpumpe 18 in einer Schnittebene, die durch den Hochdruckanschlussstutzen 58 und die Kraftstoff-Bemessungseinheit 20 verläuft.Cylinder element 66 and passes past the sealing element 68 in the seal carrier 70. FIG. 4 shows the radial piston pump 18 in a sectional plane which runs through the high-pressure connecting piece 58 and the fuel metering unit 20.
Diese Einheit umfasst einen Elektromagneten 84, ein Verbindungsstück 86 und ein Saugdrosselventil 88, das innerhalb des Pumpengehäuses 46 angeordnet ist.This unit includes an electromagnet 84, a connector 86, and a suction throttle valve 88 disposed within the pump housing 46.
Zwischen dem Saugdrosselventil 88 und dem Arbeitsraum 64 ist ein Einlassventil 90 angeordnet. Dem Arbeitsraum 64 ist ein Auslassventil 92 nachgeschaltet, das zum Hochdruck- Anschlussstutzen 58 führt. Ferner ist zwischen Druckdämpferraum 78 und Hochdruck- Anschlussstutzen 58 ein Bypassventil 94 vorgesehen.Between the Saugdrosselventil 88 and the working space 64, an inlet valve 90 is arranged. The working space 64 is followed by an outlet valve 92, which leads to the high-pressure connection piece 58. Furthermore, a bypass valve 94 is provided between the pressure damper chamber 78 and the high-pressure connection stub 58.
Der Elektromagnet 84 weist eine Magnetspule 96 auf sowie einen darin verschiebbar angeordneten Magnetanker 98 mit einer Magnetnadel 100. Die Magnetnadel 100 erstreckt sich durch das Verbindungsstück 86 hindurch, welches über eine Schweißverbindung 102 am Pumpengehäuse 46 leckagedicht verschweißt ist.The electromagnet 84 has a magnetic coil 96 and a magnet armature 98 arranged displaceably therein with a magnetic needle 100. The magnetic needle 100 extends through the connecting piece 86, which is welded leakproof via a welded connection 102 on the pump housing 46.
Das Saugdrosselventil 88 weist ein Schieberelement 104 auf, das verschieblich innerhalb eines Zylinderelements 106 geführt ist. Das Saugdrosselventil 88 umfasst weiterhin ein Abstützelement 108, das in das Zylinderelement 106 eingepresst ist sowie eine Feder 110, die sich einenends an einer Schulter des Schieberelements 104 und anderenends am Abstützelement 108 abstützt.The suction throttle valve 88 has a slide element 104, which is displaceably guided within a cylinder element 106. The suction throttle valve 88 further comprises a support element 108 which is pressed into the cylinder element 106 and a spring 110 which is supported at one end on a shoulder of the slide element 104 and the other end on the support element 108.
Der über den in Figur 3 dargestellten Niederdruck-Anschlussstutzen 56 in den Druckdämpferraum 78 gelangende Kraftstoff kann über eine Bohrung 112 im Pumpengehäuse 46 zu einem das Zylinderelement 106 umgebenden ersten Ringraum 114 gelangen. In Abhängigkeit der Stellung des Schieberelements 104 innerhalb des Zylinderelements 106 kann der Kraftstoff dann über im Zylinderelement 106 ausgebildete Steueröffnungen 116 in einen zweiten Ringraum 118 gelangen. Dieser ist gegenüber dem ersten Ringraum 114 mit Hilfe eines Dichtelements 120 abgedichtet. Die bisher beschriebenen Bauteile des Saugdrosselventils 88 sind in Figur 5 vergrößert dargestellt. Mit Bezug auf Figur 5 wird im Folgenden der Aufbau des Einlassventils 90, des Auslassventils 92 sowie des Bypassventils 94 beschrieben.The fuel passing into the pressure damper chamber 78 via the low-pressure connecting piece 56 shown in FIG. 3 can pass via a bore 112 in the pump housing 46 to a first annular space 114 surrounding the cylinder element 106. Depending on the position of the slide element 104 within the cylinder element 106, the fuel can then pass through control openings 116 formed in the cylinder element 106 into a second annular space 118. This is sealed off from the first annular space 114 by means of a sealing element 120. The components of the suction throttle valve 88 described so far are shown enlarged in FIG. With reference to FIG. 5, the structure of the intake valve 90, the exhaust valve 92 and the bypass valve 94 will be described below.
Das Einlassventil 90 weist eine fest mit dem Pumpengehäuse 46 verbundene Gegenplatte 122 auf sowie eine Ventilplatte 124, die von einer Ventilfeder 126 in Richtung auf die Gegenplatte 122 gedrückt wird. Die Ventilfeder 126 stützt sich auf der von der Ventilplatte abgewandten Seite an einer Ventilhülse 128 auf. Das Einlassventil 94 steht hydraulisch über eine Bohrung 130 mit dem oben beschriebenen zweiten Ringraum 118 in Verbindung.The inlet valve 90 has a fixedly connected to the pump housing 46 counter-plate 122 and a valve plate 124, by a valve spring 126 in the direction of the counter-plate 122nd is pressed. The valve spring 126 is supported on the side facing away from the valve plate on a valve sleeve 128. The inlet valve 94 is hydraulically connected via a bore 130 with the second annulus 118 described above.
Das Auslassventil 92 weist ebenfalls eine mit dem Pumpengehäuse 46 verbunden Gegenplatte 132 auf, eine Ventilplatte 134, eine Ventilfeder 136 sowie eine Ventilhülse 138. Das Auslassventil 92 steht mit dem Arbeitsraum 64 über eine Bohrung 140 in Verbindung. Das Auslassventil 92 ragt auf der dem Hochdruck-Anschlussstutzen 58 zugewandten Seite in eine Bohrung 142, von der eine weitere Bohrung 144 abzweigt, in der das Bypassventil 94 angeordnet ist. Dieses besteht aus einem fest mit dem Pumpengehäuse 46 verbundenen Ventilsitz 146, einem Ventilkörper 148, einer Ventilfeder 150 sowie einer Ventilhülse 152.The outlet valve 92 also has a counter plate 132 connected to the pump housing 46, a valve plate 134, a valve spring 136 and a valve sleeve 138. The outlet valve 92 communicates with the working space 64 via a bore 140. The outlet valve 92 protrudes on the side facing the high-pressure connection piece 58 into a bore 142, from which a further bore 144 branches off, in which the bypass valve 94 is arranged. This consists of a fixedly connected to the pump housing 46 valve seat 146, a valve body 148, a valve spring 150 and a valve sleeve 152nd
Zur Bemessung des Kraftstoffs, der aus dem Druckdämpferraum 78 in den Arbeitsraum 64 gelangt, kann der Elektromagnet 84 entsprechend angesteuert werden. Der Elektromagnet 84 und das Saugdrosselventil 88 können so ausgelegt sein, dass in unbestromtem Zustand desFor dimensioning of the fuel, which passes from the pressure damper chamber 78 into the working space 64, the electromagnet 84 can be controlled accordingly. The solenoid 84 and the Saugdrosselventil 88 may be designed so that in the de-energized state of
Elektromagneten 84 das Saugdrosselventil komplett geöffnet oder komplett geschlossen ist. In den Figuren 4 und 5 ist der Elektromagnet 84 im unbestromten Zustand dargestellt, wobei das Schieberelement 104 des Saugdrosselventils 88 die Steueröffnungen 116 verschließt, so dass kein Kraftstoff aus dem Druckdämpferraum 78 in den Arbeitsraum 64 gelangen kann. Bei Bestromung des Elektromagneten 84 können Magnetanker 98 und Magnetnadel 100 eineElectromagnets 84 the suction throttle valve is completely opened or completely closed. 4 and 5, the solenoid 84 is shown in the de-energized state, wherein the slide member 104 of the Saugdrosselventils 88 closes the control ports 116 so that no fuel from the Druckdämpferraum 78 can get into the working space 64. When current is applied to the electromagnet 84, magnet armature 98 and magnetic needle 100 can be used
Druckkraft auf das Schieberelement 104 ausüben, so dass dieses entgegen der Wirkung der Feder 110 verschoben wird und die Steueröffhungen 116 entsprechend freigegeben werden. Durch Öffnung der Steueröffhungen 116 kann Kraftstoff aus dem ersten Ringraum 114 in den zweiten Ringraum 118 und von dort durch das Einlassventil 90 in den Arbeitsraum 64 gelangen. Die Druckkraft der Feder 110 kann bei der Montage des Saugdrosselventils 88 eingestellt werden, indem das Abstützelement 108 je nach gewünschter Vorspannung der Feder 110 in entsprechender Lage innerhalb des Zylinderelements 106 eingepresst wird.Exert pressure on the slide member 104 so that it is displaced against the action of the spring 110 and the Steueröffhungen 116 are released accordingly. By opening the Steueröffhungen 116 fuel can pass from the first annulus 114 in the second annulus 118 and from there through the inlet valve 90 into the working space 64. The pressure force of the spring 110 can be adjusted during assembly of the suction throttle valve 88 by the support member 108 is pressed depending on the desired bias of the spring 110 in a corresponding position within the cylinder member 106.
Wird der Elektromagnet 84 schwächer oder nicht mehr bestromt, drückt die Feder 110 das Schieberelement 104 wieder zurück in die in Figur 4 dargestellte Lage.If the electromagnet 84 weaker or no longer energized, the spring 110 pushes the slider element 104 back into the position shown in Figure 4.
Das Einlassventil 90 öffnet, wenn sich der Pumpenkolben 52 aus dem Arbeitsraum 64 herausbewegt. Der vor dem Einlassventil 90 durch die Vorförderpumpe 16 aufgebaute Druck reicht aus, um die Ventilplatte 124 entgegen der Wirkung der Ventilfeder 126 von der Gegenplatte 122 wegzubewegen, so dass Kraftstoff aus der Bohrung 130 in den Arbeitsraum 64 gelangen kann.The inlet valve 90 opens when the pump piston 52 moves out of the working space 64. The pressure built up in front of the inlet valve 90 by the prefeed pump 16 is sufficient to move the valve plate 124 against the action of the valve spring 126 of the counter-plate 122 so that fuel from the bore 130 can get into the working space 64.
Das Einlassventil 90 schließt am Ende der Saugphase selbsttätig. Durch die Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 52 kann der im Arbeitsraum 64 enthaltene Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und über die Bohrung 140 unter Öffnung des Auslassventils 92 dem Hochdruck- Anschlussstutzen 58 zugeführt werden. Um einen Notfallbetrieb des Einspritzsystems 12 auch dann gewährleisten zu können, wenn das Saugdrosselventil 88 defekt oder zumindest vorübergehend außer Funktion ist, ist das Bypassventil 94 vorgesehen. Eine Störung kann beispielsweise bei einem stromlos geschlossenen Saugdrosselventil 88 bei Unterbrechung oderThe inlet valve 90 closes automatically at the end of the suction phase. By the upward movement of the pump piston 52, the fuel contained in the working space 64 can be subjected to high pressure and fed through the bore 140 with opening of the outlet valve 92 to the high-pressure connecting piece 58. In order to be able to ensure an emergency operation of the injection system 12 even when the suction throttle valve 88 is defective or at least temporarily out of action, the bypass valve 94 is provided. A fault can, for example, in a normally closed Saugdrosselventil 88 at break or
Fehlern in der Stromversorgung des Elektromagneten 84 auftreten. Um trotzdem gewährleisten zu können, dass dem Hochdruck-Anschlussstutzen 58 Kraftstoff zugeführt wird, kann das Bypassventil 94 öffnen unter dem Druck, der durch die Vorförderpumpe 16 erzeugt wird. Somit kann Kraftstoff aus dem Druckdämpferraum 78 der Bohrung 144, der Bohrung 142 und dem Hochdruck-Anschlussstutzen 58 zugeführt werden. Der Öffnungsdruck des Bypassventils 94 sollte kleiner sein als die Summe der Öffnungsdrücke von Einlassventil 90 und Auslassventil 92. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine 10 das Bypassventil 94 kurzzeitig öffnet, solange die Radialkolbenpumpe 18 noch keinen Hochdruck aufgebaut hat. Durch das kurzzeitige Öffnen des Bypassventils 94 wird sichergestellt, dass dieses funktionsfähig bleibt und nicht im Laufe der Zeit durch Schmutzpartikel verunreinigt wird.Errors in the power supply of the electromagnet 84 occur. In order nevertheless to be able to ensure that fuel is supplied to the high-pressure connection stub 58, the bypass valve 94 can open under the pressure which is generated by the prefeed pump 16. Thus, fuel may be supplied from the pressure damper space 78 to the bore 144, the bore 142, and the high pressure port 58. The opening pressure of the bypass valve 94 should be less than the sum of the opening pressures of intake valve 90 and exhaust valve 92. This can be achieved that when starting the internal combustion engine 10, the bypass valve 94 opens briefly, as long as the radial piston pump 18 has not built up high pressure. The brief opening of the bypass valve 94 ensures that this remains functional and is not contaminated over time by dirt particles.
Während des normalen Betriebs der Radialkolbenpumpe 18 liegt im Hochdruckbereich der Radialkolbenpumpe 18 und somit auch in der Bohrung 144 Hochdruck an, so dass der Ventilkörper 148 in den Ventilsitz 146 gedrückt und das Bypassventil 94 geschlossen bleibt.During normal operation of the radial piston pump 18 is in the high pressure region of the radial piston pump 18 and thus also in the bore 144 high pressure, so that the valve body 148 is pressed into the valve seat 146 and the bypass valve 94 remains closed.
In Figur 6 ist die Radialkolbenpumpe 18 in einer Schnittebene dargestellt, die senkrecht zu der in Figur 4 gewählten Schnittebene verläuft.In FIG. 6, the radial piston pump 18 is shown in a sectional plane which runs perpendicular to the sectional plane selected in FIG.
Zwischen dem dem Saugdrosselventil 88 nachgeschalteten zweiten Ringraum 118 und dem Stutzen 60, der mit dem Rücklauf 26 in Verbindung steht, ist eine Nullförderdrossel 154 angeordnet. Zwischen Schieberelement 104 und Zylinderelement 106 des Saugdrosselventils 88 tritt während des Betriebs des Kraftstoff-Einspritzsystems 12 eine Leckage auf. Wenn die von der Brennkraftmaschine 10 benötigte Kraftstoffinenge kleiner als die Leckagemenge des Saugdrosselventils 88 ist, kann diese Menge durch die Nullförderdrossel 154 in die Leitung 26 zum Kraftstoff-Sammelbehälter 14 abgeführt werden.Between the Saugdrosselventil 88 downstream second annulus 118 and the nozzle 60, which is in communication with the return 26, a zero feed throttle 154 is arranged. Between slide element 104 and cylinder element 106 of the suction throttle valve 88, leakage occurs during operation of the fuel injection system 12. When the amount of fuel required by the engine 10 is smaller than the leakage amount of the Saugdrosselventils 88, this amount can be removed through the zero feed throttle 154 in the line 26 to the fuel sump 14.
Die Auslegung der Nullförderdrossel 154 hängt primär von der Druckdifferenz an dieser Drossel ab. Im Normalbetrieb ist der kleinste Druck vor der Nullförderdrossel 154 der Summe aus Dampfdruck des Kraftstoffs und Öffnungsdruck des Einlassventils 90. Nach der Nullförderdrossel 154 herrscht in der Regel Atmosphärendruck, also cirka 1 bar. Um eine Kraftstoffmenge absteuern zu können, muss der Druck vor der Nullförderdrossel 154 größer als danach sein. Aus diesem Grund sollte der Öffnungsdruck des Einlassventils 90 nicht kleiner als 1 bar sein. Die Kraftstoffinenge, die bei der gegebenen Druckdifferenz über die Nullförderdrossel 154 abströmt, muss größer als die Leckagemenge des Saugdrosselventils 88 sein, um auch den Fall der Nullförderung abdecken zu können. Der Innendurchmesser der Nullförderdrossel 154 sollte mindestens 0,3 mm betragen, um zu vermeiden, dass die Nullförderdrossel 154 durch Schmutzpartikel blockiert wird. Selbstverständlich kann die Nullförderdrossel 154 auch im Stutzen 60 integriert sein.The design of the zero feed throttle 154 depends primarily on the pressure difference at this throttle. In normal operation, the smallest pressure upstream of the zero-delivery throttle 154 is the sum of the vapor pressure of the fuel and the opening pressure of the intake valve 90. After the zero-delivery throttle 154, atmospheric pressure generally prevails, ie approximately 1 bar. To be able to control a quantity of fuel, the pressure upstream of the zero-feed throttle 154 must be greater than afterwards. For this reason, the opening pressure of the intake valve 90 should not be less than 1 bar. The amount of fuel which flows through the zero feed throttle 154 at the given pressure difference must be greater than the leakage amount of the suction throttle valve 88 in order to be able to cover the case of zero delivery. The inside diameter of the zero feed throttle 154 should be at least 0.3 mm in order to avoid that the zero feed throttle 154 is blocked by dirt particles. Of course, the zero-feed throttle 154 may also be integrated in the socket 60.
Figur 7 zeigt die Radialkolbenpumpe 18 in einer Schnittebene, die durch den Hochdruck- Anschlussstutzen 58 und senkrecht zur Schnittebene gemäß Figur 4 verläuft. Der Arbeitsraum 64 steht über das Auslassventil 92 mit dem Hochdruck-Anschlussstutzen 58 in Verbindung. Dieser Hochdruckbereich kann mit Hilfe eines Druckbegrenzungsventils 156 wieder mit demFIG. 7 shows the radial piston pump 18 in a sectional plane which runs through the high-pressure connection stub 58 and perpendicular to the sectional plane according to FIG. The working space 64 is connected via the outlet valve 92 to the high-pressure connection stub 58. This high pressure area can with the help of a pressure relief valve 156 again with the
Arbeitsraum 64 verbunden werden, um das Kraftstoff-Einspritzsystem 12 vor Drücken zu schützen, die den zulässigen Höchstdruck überschreiten. Das Druckbegrenzungsventil 156 ist in einer Bohrung 158 angeordnet, die auf der Auslassseite des Auslassventils 92 in der Bohrung 142 mündet. Das Druckbegrenzungsventil 156 weist einen Ventilsitz 160, einen Ventilkörper 162, eine Ventilfeder 164 sowie eine Federaufnahme 166 auf. Die Ventilfeder 164 stützt sich einerseits an der Federaufnahme 166 und andererseits am Ende der Bohrung 158 ab. Die Bohrung 158 ist über eine Querbohrung 168 mit dem Arbeitsraum 64 verbunden. Die Querbohrung 168 ist mit Hilfe eines Verschlusskörpers 170 zur Außenseite der Radialkolbenpumpe 18 abgedichtet.Working space 64 are connected to protect the fuel injection system 12 from pressures exceeding the maximum allowable pressure. The pressure limiting valve 156 is arranged in a bore 158 which opens on the outlet side of the outlet valve 92 in the bore 142. The pressure limiting valve 156 has a valve seat 160, a valve body 162, a valve spring 164 and a spring receptacle 166. The valve spring 164 is supported on the one hand on the spring receptacle 166 and on the other hand at the end of the bore 158. The bore 158 is connected via a transverse bore 168 with the working space 64. The transverse bore 168 is sealed by means of a closure body 170 to the outside of the radial piston pump 18.
Überschreitet der in der Bohrung 142 anliegende Druck einen zulässigen Höchstdruck, kann derExceeds the pressure applied in the bore 142 a maximum allowable pressure, the
Ventilkörper 162 entgegen der Druckkraft der Ventilfeder 164 aus dem Ventilsitz 160 bewegt werden, so dass Kraftstoff durch die Querbohrung 168 zurück in den Arbeitsraum 64 geführt werden kann. Die Vorspannung der Ventilfeder 164 sollte also so gewählt werden, dass der Öfϊhungsdruck des Druckbegrenzungsventils 156 dem maximal zulässigen Höchstdruck in der Bohrung 142 beträgt.Valve body 162 are moved against the pressure force of the valve spring 164 from the valve seat 160, so that fuel can be passed through the transverse bore 168 back into the working space 64. The bias of the valve spring 164 should therefore be chosen so that the Öfϊhungsdruck the pressure relief valve 156 the maximum allowable maximum pressure in the bore 142 is.
Mit Bezug auf Figuren 8 - 14 wird im Folgenden ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.With reference to FIGS. 8-14, a second embodiment will be described below.
In Figur 8 ist ein Kraftstoff-Einspritzsystem 212 schematisch dargestellt. Die Bauteile, die mit dem Kraftstoff-Einspritzsystem 12 gemäß Figur 1 übereinstimmen, tragen die gleichen Bezugszeichen. Insofern wird in vollem Umfang auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispiels Bezug genommen. Im Unterschied zum Kraftstoff-Einspritzsystem 12 weist das Kraftstoff-Einspritzsystem 212 eine Radialkolbenpumpe 218 auf, die keinen Rücklauf benötigt (vergleiche Leitung 26 in Figur 1). Die Radialkolbenpumpe 218 weist eine gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel modifizierte Kraftstoffbemessungseinheit 220 auf, die mit Bezug auf die Figuren 9 - 11 im Folgenden beschrieben wird. Zusätzlich zur Radialkolbenpumpe 218 ist eine weitere Pumpe 222 vorgesehen. Die Radialkolbenpumpe 218 und die weitere Pumpe 222 werden jeweils von einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine 210 angetrieben. Die weitereFIG. 8 schematically shows a fuel injection system 212. The components that correspond to the fuel injection system 12 according to Figure 1, the same reference numerals. In this respect, reference is made in full to the description of the first embodiment. In contrast to the fuel injection system 12, the fuel injection system 212 includes a radial piston pump 218 that does not require a return (compare line 26 in FIG. 1). Radial piston pump 218 has a fuel metering unit 220 modified from the first exemplary embodiment, which is described below with reference to FIGS. 9-11. In addition to the radial piston pump 218, a further pump 222 is provided. The radial piston pump 218 and the further pump 222 are each driven by a camshaft of an internal combustion engine 210. The others
Pumpe 222 wird mit Hilfe einer Leitung 224 von der Radialkolbenpumpe 218 gespeist. Über eine Hochdruckleitung 226 kann die weitere Pumpe 222 mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff der Hochdruckleitung 28 zuführen, von der der Kraftstoff in den Hochdruckspeicher 30 gelangt. Um einen guten Gesamtwirkungsgrad zu erzielen, sollte die Leitung 224 möglichst kurz, insbesondere kürzer als 30 cm sein. Durch die Verwendung einer weiteren Pumpe 222 kann die maximal förderbare Kraftstoffmenge des Kraftstoff-Einspritzsystems 212 gegenüber dem Kraftstoff- Einspritzsystem 12 erhöht werden. Wenn eine weitere Erhöhung gewünscht ist, können weitere Pumpenelemente an die Radialkolbenpumpe 218 angeschlossen werden.Pump 222 is fed by means of a line 224 from the radial piston pump 218. Via a high-pressure line 226, the additional pump 222 can supply high-pressure fuel to the high-pressure line 28, from which the fuel passes into the high-pressure accumulator 30. In order to achieve a good overall efficiency, the line 224 should be as short as possible, in particular shorter than 30 cm. By using a further pump 222, the maximum deliverable amount of fuel of the fuel injection system 212 relative to the fuel injection system 12 can be increased. If a further increase is desired, additional pump elements may be connected to the radial piston pump 218.
Figur 9 zeigt die Radialkolbenpumpe 218 in einer Schnittebene, die durch die Kraftstoff-FIG. 9 shows the radial piston pump 218 in a sectional plane which is indicated by the fuel
Bemessungseinheit 220 hindurch verläuft.Dimensioning unit 220 passes through.
Die Radialkolbenpumpe 218 und die Kraftstoff-Bemessungseinheit 220 umfassen ein Pumpengehäuse 46 mit einem Arbeitsraum 64, dem ein Einlassventil 90 vorgeschaltet und ein Auslassventil 92 nachgeschaltet ist. Am Pumpengehäuse 46 ist ein Elektromagnet 284 vorgesehen, der über einen elektrischen Anschluss 62 ansteuerbar ist. Der Elektromagnet 284 weist eine Magnetspule 296, einen Magnetanker 294 und eine Magnetnadel 300 auf. Der Elektromagnet 284 ist über ein Verbindungsstück 286 über eine Schweißverbindung 302 mit dem Pumpengehäuse 46 verbunden.The radial piston pump 218 and the fuel metering unit 220 comprise a pump housing 46 with a working chamber 64, which is preceded by an inlet valve 90 and an outlet valve 92 downstream. On the pump housing 46, an electromagnet 284 is provided, which is controllable via an electrical connection 62. The electromagnet 284 has a magnet coil 296, a magnet armature 294 and a magnet needle 300. Of the Electromagnet 284 is connected via a connecting piece 286 via a welded joint 302 to the pump housing 46.
Der Elektromagnet 284 steuert ein gegenüber dem mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Saugdrosselventil 88 modifiziertes Saugdrosselventil 288 auf. Dieses wird weiter unten mit Bezug auf Figur 10 beschrieben. Die Einbausituation des Saugdrosselventils 288 entspricht der des Saugdrosselventils 88. So kann dem Druckdämpferraum 78 zugeführter Kraftstoff über die Bohrung 112 in einen ersten Ringraum 114, über das Saugdrosselventil 288 in einen zweiten Ringraum 118 und von dort in eine Bohrung 130 zum Einlassventil 90 und schließlich in den Arbeitsraum 64 gelangen. Der erste Ringraum ist gegenüber dem zweiten Ringraum mit Hilfe eines Dichtelements 120 abgedichtet.The solenoid 284 controls a suction throttle valve 288 modified from the suction throttle valve 88 described with reference to the first embodiment. This will be described below with reference to FIG. The installation situation of Saugdrosselventils 288 corresponds to that of the Saugdrosselventils 88. Thus, the Druckdämpferraum 78 fuel supplied via the bore 112 in a first annular space 114, via the Saugdrosselventil 288 in a second annulus 118 and from there into a bore 130 to the inlet valve 90 and finally in reach the working space 64. The first annular space is sealed off from the second annular space by means of a sealing element 120.
Mit Bezug auf Figur 10, in der der in Figur 9 mit X bezeichnete Ausschnitt dargestellt ist, wird nun das Saugdrosselventil 288 und dessen Funktionsweise beschrieben. Das Saugdrosselventil 288 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 400 koppelbar. Das Saugdrosselventil 288 weist ein fest mit dem Verbindungsstück 286 verbundenes Zylinderelement 306 auf, in dem ein Schieberelement 304 verschieblich gelagert ist. Das Schieberelement 304 wird mit Hilfe einer Feder 310 in Richtung auf das Druckbegrenzungsventil 400 gedrückt. Je nach Stellung des Schieberelements 304 werden im Zylinderelement 306 ausgebildete Steueröffnungen 316 freigegeben oder verschlossen.With reference to FIG. 10, which shows the detail marked X in FIG. 9, the suction throttle valve 288 and its mode of operation will now be described. The suction throttle valve 288 can be coupled to a pressure limiting valve 400. The suction throttle valve 288 has a fixedly connected to the connecting piece 286 cylinder member 306 in which a slider element 304 is slidably mounted. The slider element 304 is pressed by means of a spring 310 in the direction of the pressure limiting valve 400. Depending on the position of the slide element 304, control openings 316 formed in the cylinder element 306 are released or closed.
Das Druckbegrenzungsventil 400 mündet auf der dem Saugdrosselventil 288 abgewandeten Seite in einer Bohrung 402, die mit der Bohrung 144 für das Bypassventil 94 in Verbindung steht. Die Bohrung 402 ist auf dem Bypassventil 94 gegenüberliegenden Seite mit einer Bohrung 404 verbunden, die in der Bohrung 142 auf der Auslassseite des Auslassventils 92 mündet. DieThe pressure limiting valve 400 opens on the side facing away from the suction throttle valve 288 in a bore 402, which is in communication with the bore 144 for the bypass valve 94. The bore 402 is connected to the opposite side of the bypass valve 94 with a bore 404, which opens in the bore 142 on the outlet side of the exhaust valve 92. The
Bohrung 142 ist benachbart zum Hochdruck-Anschlussstutzen 58 angeordnet.Bore 142 is disposed adjacent to the high pressure port 58.
Das Druckbegrenzungsventil 400 weist ein Druckstück 406 auf, das fest mit dem Pumpengehäuse 46 verbunden ist. Das Druckstück 406 ist auch fest mit dem Zylinderelement 306 des Saugdrosselventils 288 verbunden. In das Druckstück 406 ist ein Ventilsitz 408 eingepresst, dem ein Ventilkörper 410 eines Koppelelements 412 zugeordnet ist. Das Koppelelement 412 stützt sich über eine Ventilfeder 414 am Zylinderelement 306 ab, so dass der Ventilkörper 410 in den Ventilsitz 408 gedrückt wird. Das Koppelelement 412 weist Mitnehmer 416 auf, die mit dem Schieberelement 304 des Saugdrosselventils 288 zusammenwirken können. Dies wird im Folgenden noch genauer beschrieben.The pressure relief valve 400 has a pressure piece 406 which is fixedly connected to the pump housing 46. The pressure piece 406 is also fixedly connected to the cylinder member 306 of the Saugdrosselventils 288. In the pressure piece 406, a valve seat 408 is pressed, to which a valve body 410 of a coupling element 412 is assigned. The coupling element 412 is supported on the cylinder element 306 via a valve spring 414, so that the valve body 410 is pressed into the valve seat 408. The coupling element 412 has drivers 416, which with the Slider element 304 of the Saugdrosselventils 288 can cooperate. This will be described in more detail below.
Das Schieberelement 304 ist auf der dem Druckbegrenzungsventil 400 gegenüberliegenden Seite über ein Verbindungselements 418 mit der Magnetnadel 300 des Elektromagneten 284 verbunden.The slide element 304 is connected to the magnetic needle 300 of the electromagnet 284 on the side opposite the pressure limiting valve 400 via a connecting element 418.
Das in Figur 9 dargestellte Magnetventil 284 ist in unbestromtem Zustand offen, so dass Kraftstoff aus dem ersten Ringraum 114 über die Steueröffnungen 116 in den zweiten Ringraum 118 gelangen kann. Die Feder 310 drückt das Schieberelement 304 in Richtung auf das Druckbegrenzungsventil 400.The solenoid valve 284 shown in Figure 9 is open in the de-energized state, so that fuel from the first annulus 114 via the control ports 116 can enter the second annulus 118. The spring 310 pushes the slider member 304 toward the pressure relief valve 400.
Wenn der Elektromagnet 284 bestromt wird, wird die Magnetnadel 300 aus dem Pumpengehäuse 46 herausgezogen. Diese Bewegung wird über das Verbindungselement 418 auf das Schieberelement 304 übertragen, so dass das Schieberelement 304 die Steueröffiiungen 316 nach und nach schließt. Bei weiterer Bestromung des Elektromagneten 284 erfasst das Schieberelement 304 die Mitnehmer 416 des Koppelelements 412, so dass das Koppelelement 412 und der daran angeordnete Ventilkörper 410 entgegen der Wirkung der Ventilfeder 414 mit einer Öffnungskraft beaufschlagt. Bei genügend hoher Öffnungskraft wird das Druckbegrenzungsventil 400 geöffnet und stellt eine Verbindung zwischen den Bohrung 142, 404 und 402 und dem ersten Ringraum 114 her, so dass mit Hochdruck beaufschlagter Kraftstoff von der Hochdruckseite der Radialkolbenpumpe 218 zurück auf die Niederdruckseite geführt werden kann. Der solchermaßen abgesteuerte Kraftstoff kann im Druckdämpferraum 78 aufgenommen werden.When the electromagnet 284 is energized, the magnet needle 300 is pulled out of the pump housing 46. This movement is transmitted via the connecting element 418 to the slide element 304, so that the slide element 304 gradually closes the control openings 316. Upon further energization of the electromagnet 284, the slider element 304 detects the driver 416 of the coupling element 412, so that the coupling element 412 and the valve body 410 disposed thereon is acted upon against the action of the valve spring 414 with an opening force. At a sufficiently high opening force, the pressure limiting valve 400 is opened and establishes a connection between the bore 142, 404 and 402 and the first annular space 114, so that high-pressure fuel from the high pressure side of the radial piston pump 218 can be performed back to the low pressure side. The fuel thus discarded may be received in the pressure damper space 78.
Die Absteuerung des unter Hochdruck stehenden Kraftstoffs ist vorteilhaft, um einen unerwünscht hohen Druck im Hochdruckbereich der Radialkolbenpumpe 218 abbauen zu können. Solche Situationen treten beispielsweise im Schubbetrieb oder beim Abstellen der Brennkraftmaschine 210 auf.The control of the fuel under high pressure is advantageous in order to reduce an undesirably high pressure in the high pressure region of the radial piston pump 218 can. Such situations occur, for example, in overrun mode or when switching off the internal combustion engine 210.
Für die Fertigung der Bohrung 144 und 404 ist es vorteilhaft, wenn diese miteinander fluchten, so dass in einem Bearbeitungsvorgang beide Bohrungen hergestellt werden können. Wenn beide Bohrung 144 und 404 den gleichen Durchmesser aufweisen, können beide Bohrungen gleichzeitig mit einem Bohrer mit durchgehend gleichem Durchmesser hergestellt werden. Figur 11 zeigt die Radialkolbenpumpe 218 in einer zur in Figur 9 gewählten Ebene senkrechten Schnittebene. Zu erkennen ist das Pumpengehäuse 46 mit dem Hochdruck-Anschlussstutzen 58 und dem Niederdruck-Anschlussstutzen 56. Ferner ist ein Anschlussstutzen 420 für die in Figur 8 schematisch dargestellte weitere Pumpe 222 vorgesehen. Der Anschlussstutzen 420 fuhrt zur in Figur 8 mit 224 bezeichneten Leitung.For the production of the bore 144 and 404, it is advantageous if they are aligned with each other, so that both bores can be produced in a machining operation. If both holes 144 and 404 have the same diameter, both holes can be made simultaneously with a drill of the same diameter throughout. FIG. 11 shows the radial piston pump 218 in a sectional plane perpendicular to the plane selected in FIG. Evident is the pump housing 46 with the high-pressure connection piece 58 and the low-pressure connection piece 56. Furthermore, a connection piece 420 is provided for the further pump 222 shown schematically in FIG. The connecting piece 420 leads to the line indicated by 224 in FIG.
Der der Radialkolbenpumpe 218 zugeführte Kraftstoff kann über den ersten Ringraum 114 über das Saugdrosselventil 288 in den zweiten Ringraum 118 gelangen. Von dort kann es über eine Bohrung 422 dem Anschlussstutzen 420 zugeleitet werden.The fuel supplied to the radial piston pump 218 can pass via the first annular space 114 via the intake throttle valve 288 into the second annular space 118. From there it can be fed via a bore 422 to the connecting piece 420.
Figur 12 zeigt die weitere Pumpe 222 in einer perspektivischen Ansicht. Die Pumpe 222 weist ein Pumpengehäuse 424 auf, das über einen Flansch 426 an der Brennkraftmaschine 210 befestigbar ist. Die Pumpe 222 weist einen Pumpenkolben 428 und eine Kolbenfeder 430 auf, die in das Gehäuse der Brennkraftmaschine 210 eingeführt werden können, um den Pumpenkolben 428 von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine 210 antreiben zu können.FIG. 12 shows the further pump 222 in a perspective view. The pump 222 has a pump housing 424 which can be fastened to the internal combustion engine 210 via a flange 426. The pump 222 includes a pump piston 428 and a piston spring 430 that may be inserted into the housing of the engine 210 to drive the pump piston 428 from a camshaft of the engine 210.
Am Pumpengehäuse 424 ist ein Niederdruck-Anschlussstutzen 432 vorgesehen, der von der Radialkolbenpumpe 218 über die Leitung 224 mit Kraftstoff versorgt wird. Auf der Hochdruckseite der Pumpe 222 ist ein Hochdruck-Anschlussstutzen 434 vorgesehen, der zurOn the pump housing 424, a low-pressure connection piece 432 is provided, which is supplied by the radial piston pump 218 via the line 224 with fuel. On the high pressure side of the pump 222, a high pressure port 434 is provided to the
Hochdruckleitung 226 führt.High pressure line 226 leads.
Die Pumpe 222 ist in Figur 13 in einer Schnittebene durch das Pumpengehäuse 424 und den Pumpenkolben 428 hindurch dargestellt.The pump 222 is shown in FIG. 13 in a sectional plane through the pump housing 424 and the pump piston 428.
Der Pumpenkolben 428 begrenzt einen Arbeitsraum 436 und ist in einem Zylinderelement 438 verschieblich gelagert. Das Zylinderelement 438 ist fest mit dem Pumpengehäuse 424 verbunden. Die Abdichtung von Zylinderelement 438 und Pumpenkolben 428 erfolgt über ein Dichtelement 440, das in einem Dichtungsträger 442 aufgenommen ist. Über das Dichtelement 440 hinaustretende Kraftstoff-Leckagemenge kann über eine Bohrung 446 einer Bohrung 448 imThe pump piston 428 delimits a working space 436 and is displaceably mounted in a cylinder element 438. The cylinder member 438 is fixedly connected to the pump housing 424. The sealing of cylinder element 438 and pump piston 428 via a sealing element 440, which is received in a seal carrier 442. About the sealing element 440 outgoing fuel leakage amount can via a bore 446 of a bore 448 in
Niederdruckbereich der Pumpe 222 zugeführt werden. Dem Arbeitsraum 436 ist ein Einlassventil 450 vorgeschaltet und eine Bohrung 452, die zu einem Auslassventil 454 führt, nachgeschaltet. Auf der Auslassseite des Auslassventils 454 ist eine Bohrung 456 vorgesehen, die zum Hochdruck-Anschlussstutzen 434 führt.Low pressure range of the pump 222 are supplied. The working chamber 436 is preceded by an inlet valve 450 and a bore 452, which leads to an outlet valve 454, downstream. On the outlet side of the outlet valve 454, a bore 456 is provided, which leads to the high pressure port 434.
Durch den Niederdruck- Anschlussstutzen 432 zugeführter Kraftstoff gelangt über die Bohrung 448 zum Einlassventil 450, welches sich öffnet, wenn sich der Kolben 428 aus dem Arbeitsraum 436 herausbewegt. Die Bewegung des Pumpenkolbens 428 aus dem Arbeitsraum heraus erfolgt mit Hilfe der Kolbenfeder 430, die den Pumpenkolben 428 auf einen Antriebsnocken der Brennkraftmaschine 210 drückt. Wird der Pumpenkolben 428 durch die Nockenwelle der Brennkraftmaschine 210 in den Arbeitsraum 436 hineinbewegt, gelangt der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff über die Bohrung 452 zum Auslassventil 454. Dieses öffnet und der mit Druck beaufschlagte Kraftstoff gelangt zum Hochdruck- Anschlussstutzen 434 und von dort in die Hochdruckleitung 226 (siehe Figur 8).Through the low pressure port 432 supplied fuel passes through the bore 448 to the inlet valve 450, which opens when the piston 428 moves out of the working space 436. The movement of the pump piston 428 out of the working space takes place with the aid of the piston spring 430, which presses the pump piston 428 onto a drive cam of the internal combustion engine 210. When the pump piston 428 is moved into the working chamber 436 by the camshaft of the internal combustion engine 210, the pressurized fuel passes through the bore 452 to the outlet valve 454. This opens and the pressurized fuel reaches the high pressure port 434 and from there into the high pressure line 226 (see FIG. 8).
In Figur 14 ist die Pumpe 222 in einer zur in Figur 13 gewählten Ebene senkrechten Schnittebene dargestellt. Um das Kraftstoff-Einspritzsystem 212 vor einer Überlast zu schützen, ist ein Druckbegrenzungsventil 458 vorgesehen, durch das die zum Hochdruckanschlussstutzen 434 benachbarte Bohrung 456 mit dem Arbeitsraum 436 verbindbar ist. Das Druckbegrenzungsventil 458 ist in einer Bohrung 460 angeordnet und weist einen Ventilsitz 462, einen Ventilkörper 464 und eine Ventilfeder 466 auf, die sich an einer Federaufnahme 468 und am Ende der Bohrung 460 abstützt. Die Bohrung 460 ist über eine Querbohrung 470 mit dem Arbeitsraum 436 verbunden. Nach außen hin ist die Querbohrung 470 durch einen Verschlusskörper 472 verschlossen. Wenn der in der Bohrung 456 befindliche Kraftstoff einen zulässigen Höchstdruck übersteigt, wird das Druckbegrenzungsventil 458 geöffnet, so dass der Kraftstoff durch die Bohrung 460 und die Querbohrung 470 zurück in den Arbeitsraum 436 strömen kann. In FIG. 14, the pump 222 is shown in a section plane perpendicular to the plane selected in FIG. In order to protect the fuel injection system 212 from an overload, a pressure limiting valve 458 is provided, through which the bore 456 adjacent to the high-pressure connection piece 434 can be connected to the working space 436. The pressure limiting valve 458 is disposed in a bore 460 and has a valve seat 462, a valve body 464 and a valve spring 466, which is supported on a spring receptacle 468 and at the end of the bore 460. The bore 460 is connected via a transverse bore 470 with the working space 436. Outwardly, the transverse bore 470 is closed by a closure body 472. When the fuel in the bore 456 exceeds a maximum allowed pressure, the pressure relief valve 458 is opened so that the fuel can flow back into the working space 436 through the bore 460 and the transverse bore 470.

Claims

Ansprüche claims
1. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) für ein Kraftstoff-Einspritzsystem (12, 212) einer Brennkraftmaschine (10, 210), mit einem Pumpengehäuse (46), in dem ein Arbeitsraum (64) ausgebildet ist, in den aus einem Niederdruckbereich (78) der Radialkolbenpumpe (18, 218) Kraftstoff zuführbar ist, wobei der Arbeitsraum (64) durch einen Pumpenkolben (52) begrenzt ist, der von einer externen Nocken- oder Exzenterwelle, insbesondere von einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine (10, 210), beaufschlagt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bemessung der dem Arbeitsraum (64) zugeführten Kraftstoffmenge am oder im Pumpengehäuse (46) eine Drosseleinrichtung mit veränderbarer Drosselwirkung (88, 288) angeordnet ist.High-pressure fuel pump (18, 218) for a fuel injection system (12, 212) of an internal combustion engine (10, 210), with a pump housing (46) in which a working space (64) is formed, in which a low-pressure region (78) of the radial piston pump (18, 218) fuel is supplied, wherein the working space (64) by a pump piston (52) is limited, of an external cam or eccentric shaft, in particular of a camshaft of an internal combustion engine (10, 210), can be acted upon, characterized in that for the design of the working space (64) supplied amount of fuel on or in the pump housing (46) a throttle device with variable throttle effect (88, 288) is arranged.
2. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) durch einen Elektromagneten (84, 284) angesteuert wird, und dass die Drosseleinrichtung (88, 288) innerhalb des Pumpengehäuses (46) und der Elektromagnet (84, 284) außerhalb des Pumpengehäuses (46) angeordnet ist.2. High-pressure fuel pump (18, 218) according to claim 1, characterized in that the throttle device (88, 288) by an electromagnet (84, 284) is driven, and that the throttle device (88, 288) within the pump housing (46 ) and the solenoid (84, 284) is disposed outside of the pump housing (46).
3. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) und der Elektromagnet (84, 284) durch ein Verbindungsstück (86, 286) miteinander verbunden sind.3. High-pressure fuel pump (18, 218) according to claim 2, characterized in that the throttle device (88, 288) and the electromagnet (84, 284) by a connecting piece (86, 286) are interconnected.
4. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) und/oder der4. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the throttle device (88, 288) and / or the
Elektromagnet (84, 284) und/oder das Verbindungsstück (86, 286) mit dem Pumpengehäuse (46) fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt sind.Electromagnet (84, 284) and / or the connecting piece (86, 286) with the pump housing (46) fixedly connected to each other, in particular welded together.
5. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Bypass- Ventil (94) umfasst, bei dessen Öffnung Kraftstoff unter Umgehung des Saugdrosselventils (88, 288) vom Niederdruckbereich (78) in den Hochdruckbereich (142) der Radialkolbenpumpe (18, 218) zufuhrbar ist.5. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that it comprises a bypass valve (94), at its opening Fuel, bypassing the Saugdrosselventils (88, 288) from the low pressure region (78) in the high pressure region (142) of the radial piston pump (18, 218) can be fed.
6. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Arbeitsraum (64) ein Auslassventil (92) nachgeschaltet ist, wobei der Öffhungsdruck des Bypass- Ventils (94) kleiner ist als die Summe der Öffhungsdrücke von Einlassventil (90) und Auslassventil (92).6. High-pressure fuel pump (18, 218) according to claim 5, characterized in that the working chamber (64) an outlet valve (92) is connected downstream, wherein the opening pressure of the bypass valve (94) is smaller than the sum of the Öffhungsdrücke of inlet valve (90) and exhaust valve (92).
7. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Hochdruckbereich (142) der Radialkolbenpumpe (18, 218) und dem Arbeitsraum (64) ein Druckbegrenzungsventil (156) vorgesehen ist, dessen Öffhungsdruck dem maximal zulässigen Druck im Hochdruckbereich (142) entspricht.7. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that between the high-pressure region (142) of the radial piston pump (18, 218) and the working space (64) a pressure limiting valve (156) is provided, whose Öffhungsdruck the maximum allowable pressure in the high pressure range (142).
8. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) durch ein Koppelelement (412) mit einem Druckbegrenzungsventil (400) zum Öffnen dieses Druckbegrenzungsventils (400) koppelbar ist, wobei das geöffnete Druckbegrenzungsventil (400) eine Verbindung zwischen dem Hochdruckbereich (142) der Radialkolbenpumpe (18, 218) und der Drosseleinrichtung (88, 288) herstellt, so dass Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich (142) über die Drosseleinrichtung (88, 288) dem Niederdruckbereich (78) der Radialkolbenpumpe (18, 218) zuführbar ist.8. high-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the throttle device (88, 288) by a coupling element (412) with a pressure relief valve (400) for opening this pressure relief valve (400) is coupled, wherein the open pressure limiting valve (400) establishes a connection between the high pressure region (142) of the radial piston pump (18, 218) and the throttle device (88, 288), so that fuel from the high pressure region (142) via the throttle device (88, 288) Low pressure region (78) of the radial piston pump (18, 218) can be fed.
9. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden9. High-pressure fuel pump (18, 218) after at least one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine weitere Pumpe (222) vorgesehen ist, die einlassseitig mit mindestens einem am Pumpengehäuse (46) der Radialkolbenpumpe (218) ausgebildeten Anschluss (420) Kraftstoff verbunden ist, der mit einem Bereich der Radialkolbenpumpe (218), der hydraulisch zwischen dem Saugdrosselventil (288) und dem Arbeitsraum (64) liegt, kommuniziert.Claims, characterized in that at least one further pump (222) is provided, which is connected on the inlet side with at least one connection (420) fuel formed on the pump housing (46) of the radial piston pump (218), which is connected to a region of the radial piston pump (218), which is hydraulically located between the suction throttle valve (288) and the working space (64) communicates.
10. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) sich entlang einer Achse erstreckt, die im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der Hubachse des Pumpenkolbens (52) angeordnet ist. 10. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the throttle device (88, 288) extends along an axis which is arranged substantially at a right angle to the stroke axis of the pump piston (52) is.
11. Hochdmck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (88, 288) räumlich zwischen dem Arbeitsraum (64) und dem Niederdruckbereich (78) angeordnet ist.11. Hochdmck fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the throttle device (88, 288) is arranged spatially between the working space (64) and the low-pressure region (78).
12. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlassventil (90) in Richtung der Hubachse des Pumpenkolbens (52) räumlich zwischen dem Arbeitsraum (64) und der Drosseleinrichtung (88, 288) angeordnet ist.12. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of the preceding claims, characterized in that an inlet valve (90) in the direction of the stroke axis of the pump piston (52) spatially between the working space (64) and the throttle device (88, 288) is arranged.
13. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass- Ventil (94) parallel zur Hubachse des Pumpenkolbens (52) räumlich zwischen dem Niederdruckbereich (78) und einem dem Arbeitsraum (64) nachgeschalteten Hochdruckbereich angeordnet ist.13. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of claims 5 to 12, characterized in that the bypass valve (94) parallel to the stroke axis of the pump piston (52) spatially between the low-pressure region (78) and a working space ( 64) downstream high-pressure region is arranged.
14. Hochdruck-Kraftstoffpumpe (18, 218) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (156) im Wesentlichen parallel zur Drosseleinrichtung (88, 288) und/oder zu einem Auslassventil (92) angeordnet ist. 14. High-pressure fuel pump (18, 218) according to at least one of claims 7 to 13, characterized in that the pressure limiting valve (156) is arranged substantially parallel to the throttle device (88, 288) and / or to an outlet valve (92).
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