EP2414675B1

EP2414675B1 - Hochdruckpumpe

Info

Publication number: EP2414675B1
Application number: EP10702693.2A
Authority: EP
Inventors: Werner Vallon; Otto Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-04-02
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2019-01-02
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: WO2010112253A1; DE102009002132A1; EP2414675A1; CN102378861B; CN102378861A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik

Hochdruckpumpen werden beispielsweise in Common-Rail-Systemen von Kraftfahrzeugen dazu eingesetzt, einem Hochdruckspeicher bei allen Betriebsbedingungen unter Hochdruck stehenden Kraftstoff bereitzustellen bzw. zuzuführen. Dabei verfügen derartige Diesel-Hochdruckpumpen in der Regel entweder Exzenterantriebe oder aber Nockenantriebe. Der Vorteil von nockengetriebenen Hochdruckpumpen liegt darin, dass hierbei die Möglichkeit besteht, für eine gewünschte Applikation ein daran angepasstes Nockenprofil, welches den Kolbenhub über einen Drehwinkel der Antriebswelle bzw. der Nockenwelle darstellt, zu entwerfen. Beispielsweise kann über ein asymmetrisches Nockenprofil eine langsame Förderphase und eine schnelle Saugphase der Hochdruckpumpe realisiert werden, wodurch ein Vorteil durch das hierdurch bewirkte niedrige maximale Antriebsmoment erzielt wird, welches der Motor zum Antrieb der Hochdruckpumpe aufbringen muss.
Um jedoch die Teilevielfalt bei der Herstellung zu reduzieren, wurden im Stand der Technik im Wesentlichen symmetrische Nockenkonturen entwickelt, die in der Saug- und Förderphase den gleichen Hubverlauf aufweisen. Eine derartig ausgelegte Nockenkontur ist damit auch sowohl für den Rechts- als auch für den Linkslauf einsetzbar.
Obwohl die symmetrisch ausgelegten Nockenkonturen den oben beschriebenen Vorteil aufweisen, dass die Teilevielfalt gering gehalten wird, haben sie jedoch den Nachteil, dass die prinzipiellen Unterschiede, die sich für die Saugphase und die Förderphase der Hochdruckpumpe ergeben, nicht berücksichtigt bzw. einbezogen werden.
Bei aus dem Stand der Technik bekannten Hochdruckpumpen wurden darüber hinaus die für ihre Antriebswellen eingesetzten Nocken bezüglich ihrer Nockenkontur auch lediglich hinsichtlich der Förderphase optimiert. Die hieraus resultierenden Nockenkonturen ergaben jedoch ungünstige Eigenschaften für das Füllverhalten des Elementraums bzw. des Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe in der Saugphase.
Daher ist es notwendig, eine Hochdruckpumpe für Kraftstoffeinspritzeinrichtungen und insbesondere für Common-Rail-Systeme bereitzustellen, welche eine Nockenkontur aufweist, welche auch hinsichtlich der Saugphase optimiert ist.
Die EP 1 101 939 A2 zeigt eine Kolbenpumpe zur Fluidförderung mit einer Mehrzahl von vorzugsweise gleichartigen Kolben-Zylinder-Einheiten, in deren Zylinderraum jeweils ein zugeordneter Verdrängerkolben angeordnet ist. Jeder Kolben führt eine Oszillation aus mit einem Saug- und Förderintervall. Dabei belegt das Förderintervall einen größeren Teil der Oszillationsperiode als das Saugintervall.
Aus der US 2002/004704 A1 ist eine Brennstoff-Versorgungseinrichtung mit variabler Zuführung bekannt. Diese weist einen Kolben und einen Zylinder auf, wobei der Druck in einer Druckkammer an einer Position, welche auf einen bestimmten Wert gesetzt ist, bevor der obere Totpunkt in dem Lauf des Auslasshubes erreicht wird, in welchem der Kolben der Brennstoffpumpe sich von dem unteren Totpunkt zu dem oberen Totpunkt bewegt, abgelassen wird.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgesehen, welche ein Nockentriebwerk aufweist, bei welchem die Drehbewegung einer Nockenwelle über zumindest einen Nocken in eine Hubbewegung eines Pumpenkolbens der Hochdruckpumpe umgesetzt wird, wobei der zumindest eine Nocken eine asymmetrische Nockenkontur aufweist, wobei eine Nockenkontur des Nockens ausgelegt ist, so dass in einer Saugphase der Hochdruckpumpe in einem Bereich von einem oberen Totpunkt bis zu einem unteren Totpunkt, in welcher Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum angesaugt wird, der Kolbenhub des Pumpenkolbens als Funktion des Nockendrehwinkels einem sinusförmigen Verlauf folgt. Durch die sinusförmige Auslegung der Nockenkontur wird das Füllverhalten des Elementraums bzw. des Pumpenarbeitsraums der Hochdruckpumpe in der Saugphase verbessert und starke Variationen der Kraftstofffördermenge als Funktion der Drehzahl werden reduziert. Weiterhin wird der Bereich im Druckabbau nach dem oberen Totpunkt des Nockens verbessert.
Erfindungsgemäß ist die Nockenkontur ausgelegt, so dass in einer Förderphase der Hochdruckpumpe, in welcher der Kraftstoff in dem Pumpenarbeitsraum komprimiert und einem Förderventil zugeführt wird, eine Beschleunigung des Pumpenkolbens als Funktion des Nockendrehwinkels einem Verlauf folgt, der sich aus sinusförmigen und linearen Abschnitten zusammensetzt.
Diese asymmetrische Nockenkontur ermöglicht eine Anpassung an spezielle Anforderungen, beispielsweise bezüglich der Saugphase und der Förderphase.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht der sinusförmige Verlauf in der Saugphase einer fallenden Flanke einer Sinusfunktion, welche an einem oberen Totpunkt des Nockens beginnt und an einem unteren Totpunkt des Nockens endet. Durch den "Halbsinusnocken" mit z. B. 2 x 6 mm Hub gemäß der Ausführungsform können deutliche Förderzuwächse im Vergleich zu herkömmlichen Nocken mit z. B. 2 x 6 mm Hub erzielt werden. Die Förderrate steigt beispielsweise von 160 l/h beim Einsatz eines herkömmlichen Nockens auf 178 l/h an, wenn der "Halbsinusnocken" gemäß der Ausführungsform eingesetzt wird. Darüber hinaus lassen sich hierdurch Fördermengenschwankungen über der Drehzahl beispielsweise einer Zweistempelpumpe reduzieren und das Abspringverhalten der Stößelbaugruppe der Hochdruckpumpe wird in der Saugphase verbessert. Eine Korrektur bzw. Kompensation von Fördermengenschwankungen über der Drehzahl und reduzierten Förderraten durch eine Erhöhung des Kolbenhubs ist nicht mehr notwendig, was die Dauerhaltbarkeit der Hochdruckpumpe verbessert. Insbesondere werden durch die oben beschriebene Konfiguration eine hohe Belastung der Stößelfeder, ein hohes Antriebsmoment der Hochdruckpumpe und hohe Umpumpverluste, was zu einem Mehrverbrauch der Hochdruckpumpe führt, vermieden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die fallende Flanke aus einer Summe von harmonischen Funktionen gebildet ist. Bei Bilden der fallenden Flanke des Nockenprofils aus einer Summe von harmonischen Funktionen wird die Leistung der Hochdruckpumpe weiter optimiert. Insbesondere werden die Abhebeeigenschaften des Stößelkörpers der Hochdruckpumpe verbessert und je nach Beschleunigungsverlauf der steigenden Flanke in der Förderphase werden größere Beschleunigungsstufen im Übergangsbereich zur Saugphase vermieden. Insbesondere werden durch diese Ausgestaltung der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf des Pumpenkolbens sowie die Hertz'sche Pressung verbessert.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht der sinusförmige Verlauf in der Saugphase an dem oberen Totpunkt des Nockens einem maximalen Förderhub des Pumpenkolbens. Durch diese Konfiguration wird die Saugphase weiter optimiert, wobei der Verlauf bzw. die Nockenkontur der vor der Saugphase stattfindenden Förderphase unerheblich ist und einer bereits optimierten Nockenkontur folgen kann. Der Sinusverlauf zeichnet sich durch einen langsamen und harmonischen Abfall bzw. Anstieg bezüglich des Kolbenhubs, der Kolbengeschwindigkeit und der Kolbenbeschleunigung nach bzw. vor den Totpunkten aus. Die hohe Kolbengeschwindigkeit im Mittelbereich der Förderphase war bisher der Grund für hohe Antriebsmomente der Hochdruckpumpe und war bei den bisher an die Hochdruckpumpen im Stand der Technik gestellten Anforderungen nicht durchsetzbar. Durch den langsamen, harmonischen Abfall nach dem oberen Totpunkt werden jedoch eine verbesserte Saugphase und geringere negative Drehmomente beim Druckaufbau erreicht. Durch die langsame Annäherung an den unteren Totpunkt kann das Saugventil der Hochdruckpumpe früher mit seinem Schließvorgang beginnen und Förderverluste durch ein spätes Schließen des Saugventils werden deutlich reduziert.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entspricht der sinusförmige Verlauf in der Saugphase an dem unteren Totpunkt des Nockens einem minimalen Förderhub des Pumpenkolbens.
Vorzugsweise ist die Nockenkontur ausgelegt, so dass in der Saugphase der Hochdruckpumpe die Kolbengeschwindigkeit des eine Abwärtsbewegung ausführenden Pumpenkolbens als Funktion des Nockendrehwinkels einem sinusförmigen Verlauf folgt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Hochdruckpumpe gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2: ein Diagramm, welches die Förderrate in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Nockens gemäß dem Stand der Technik und eines Nockens gemäß einer Ausführungsform darstellt;
Fig. 3: ein Diagramm des Verlaufs des Kolbenhubs in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel;
Fig. 4: ein Diagramm des Verlaufs der Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel; und
Fig. 5: ein Diagramm des Verlaufs der Kolbenbeschleunigung in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel.

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Hochdruckpumpe 1 für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Hochdruckpumpe 1 weist ein mehrteiliges Pumpengehäuse 2 auf, in welchem eine durch die Brennkraftmaschine rotierend angetriebene Antriebswelle bzw. Nockenwelle 3 angeordnet ist. Die Nockenwelle 3 ist beispielsweise über zwei in Richtung der Drehachse 4 der Nockenwelle 3 voneinander beabstandeten Lagerstellen drehbar gelagert. Die Lagerstellen können in verschiedenen Teilen des Pumpengehäuses 2 angeordnet sein, beispielsweise kann eine erste Lagerstelle in einem Grundkörper 5 des Pumpengehäuses 2 und eine zweite Lagerstelle in einem mit dem Grundkörper 5 verbundenen Flanschteil 6 angeordnet sein.
In einem zwischen den Lagerstellen liegenden Bereich weist die Nockenwelle 3 einen Nocken 7 auf, welcher auch als Mehrfachnocken ausgebildet sein kann. Die Hochdruckpumpe 1 weist wenigstens ein oder mehrere im Gehäuse 2 angeordnete Pumpenelemente 8 mit jeweils einem Pumpenkolben 9 auf, der durch den Nocken 7 der Nockenwelle 3 in einer Hubbewegung in zumindest annähernd radialer Richtung zur Drehachse 4 der Nockenwelle 3 angetrieben wird. Bei Drehung des Nockens 7 wird der Pumpenkolben 9 in eine Hin- und Her- bzw. Aufwärts- und Abwärts-Bewegung versetzt. Hierdurch ergibt sich eine zyklische Veränderung des Volumens eines von dem Pumpenkolben 9 begrenzten Pumpenarbeitsraums 14. Im Bereich eines jeden Pumpenelements 8 ist ein mit dem Grundkörper 5 verbundenes Pumpengehäuseteil 10 vorgesehen, das als Zylinderkopf ausgebildet ist. Das Pumpengehäuseteil 10 weist einen an einer Außenseite des Grundkörpers 5 anliegenden Flansch 11 und einen durch eine Öffnung im Grundkörper 5 zur Nockenwelle 3 hin durchragenden, zumindest annähernd zylinderförmigen Ansatz 12 mit gegenüber dem Flansch 11 kleinerem Durchmesser auf. Der Pumpenkolben 9 ist in einer im Ansatz 12 ausgebildeten Zylinderbohrung 13 im Pumpengehäuseteil 10 dicht verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Nockenwelle 3 abgewandten Stirnseite in der Zylinderbohrung 13 den Pumpenarbeitsraum 14. Die Zylinderbohrung 13 kann sich bis in den Flansch 11 hinein erstrecken, in dem dann der Pumpenarbeitsraum 14 angeordnet ist. Der Pumpenarbeitsraum 14 weist über einen im Pumpengehäuse 2 verlaufenden Kraftstoffzulaufkanal 15 eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf, beispielsweise einer Förderpumpe (nicht dargestellt), auf. An der Mündung des Kraftstoffzulaufkanals 15 in den Pumpenarbeitsraum 14 ist ein in den Pumpenarbeitsraum 14 öffnendes Einlassventil 16 angeordnet. Der Pumpenarbeitsraum 14 weist außerdem über einen im Pumpengehäuse 2 verlaufenden Kraftstoffauslasskanal 17 eine Verbindung mit einem Auslass auf, der beispielsweise mit einem Hochdruckspeicher 18 verbunden ist. Mit dem Hochdruckspeicher 18 sind ein oder mehrere an Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnete Injektoren 19 verbunden, durch die Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. An der Mündung des Kraftstoffauslasskanals 17 in den Pumpenarbeitsraum 14 ist ein aus dem Pumpenarbeitsraum 14 öffnendes Auslassventil bzw. Förderventil 20 angeordnet.
Beim Saughub des Pumpenkolbens 9 bzw. in der Saugphase, bei dem sich der Pumpenkolben 9 radial nach innen bewegt, wird der Pumpenarbeitsraum 14 durch den Kraftstoffzulaufkanal 15 bei geöffnetem Einlassventil 16, welches als Saugventil wirkt, mit Kraftstoff befüllt, wobei das Förderventil 20 geschlossen ist. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 9 bzw. in der Förderphase, bei dem sich der Pumpenkolben 9 radial nach außen bewegt, wird durch den Pumpenkolben 9 Kraftstoff unter Hochdruck durch den Kraftstoffauslasskanal 17 bei geöffnetem Förderventil 20 zum Hochdruckspeicher 18 gefördert, wobei das Einlassventil 16 geschlossen ist.
Zwischen dem Pumpenkolben 9 und dem Nocken 7 der Nockenwelle 3 ist ein Stößel 21 angeordnet, über den sich der Pumpenkolben 9 zumindest mittelbar am Nocken 7 der Nockenwelle 3 abstützt. Der Stößel 21 ist hohlzylinderförmig mit rundem Außenquerschnitt ausgebildet und ist in einer Bohrung 22 des Grundkörpers 5 des Pumpengehäuses 2 in Richtung der Längsachse 23 des Pumpenkolbens 20 verschiebbar geführt. Die Längsachse des Stößels 21 ist somit zumindest im Wesentlichen identisch mit der Längsachse 23 des Pumpenkolbens 9. Im Stößel 21 ist in dessen der Nockenwelle 3 zugewandtem Endbereich ein Stützelement 24 eingesetzt, in dem eine Rolle 25 drehbar gelagert ist, die auf dem Nocken 7 der Nockenwelle 3 abrollt. Die Drehachse 26 der Rolle 25 ist zumindest annähernd parallel zur Drehachse 4 der Nockenwelle 3. Das Stützelement 24 weist auf seiner der Nockenwelle 3 zugewandten Seite eine Vertiefung 27 auf, in der die Rolle 25 drehbar gelagert ist. Das Stützelement 24 und der Stößel 21 können auch einstückig ausgebildet sein.
Am Stößel 21 oder am Pumpenkolben 9 greift eine vorgespannte Feder 28, welche als Rückstellfeder ausgebildet ist, an, die sich am Pumpengehäuseteil 10 abstützt. Durch die Feder 28 werden der Pumpenkolben 9 und der Stößel 21 zum Nocken 7 der Nockenwelle 3 hin beaufschlagt, so dass die Anlage der Rolle 25 am Nocken 7 auch beim zur Nockenwelle 3 hin gerichteten Saughub des Pumpenkolbens 9 und auch bei hoher Drehzahl der Nockenwelle 3 sichergestellt ist. Der Pumpenkolben 9 kann mit dem Stößel 21 gekoppelt sein, zumindest in Richtung von dessen Längsachse 23. Alternativ kann der Pumpenkolben 9 auch nicht mit dem Stößel 21 verbunden sein, wobei dann durch die Rückstellfeder 28 die Anlage des Pumpenkolbens 9 am Stößel 21 sichergestellt wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Rückstellfeder 28 beispielsweise über einen Federteller 29 an einem im Durchmesser vergrößerten Kolbenfuß des Pumpenkolbens 9 angreift, der dadurch in Anlage an einem am Stößel 21 von dessen Mantel nach innen ragenden Flansch gehalten wird, der wiederum in Anlage am Stützelement 24 gehalten wird, so dass der gesamte Verbund aus Pumpenkolben 9, Stößel 21 und Stützelement 24 mit Rolle 25 zum Nocken 7 der Nockenwelle 3 hin beaufschlagt ist.
In Richtung der Drehachse 26 ist seitlich neben der Rolle 25 für diese eine Abstützung 30 angeordnet, durch die verhindert wird, dass sich die Rolle 25 in Richtung ihrer Drehachse 26 aus dem Stützelement 24 herausbewegt. Die Rolle 25 kann an ihren der Abstützung 30 zugewandten Seitenflächen konvex gewölbt ausgebildet sein, beispielsweise zumindest annähernd kugelförmig gewölbt. Die den Seitenflächen der Rolle 25 zugewandte Fläche der Abstützung 30 kann zumindest annähernd eben oder gewölbt ausgebildet sein. Die Abstützung 30 kann als ein die Rolle 25 umgebender Ring ausgebildet sein oder nur seitlich neben den Seitenflächen der Rolle 25 angeordnet sein.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, welches die Förderrate einer Hochdruckpumpe 1 in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Nockens 7 einerseits gemäß dem Stand der Technik und eines weiteren Nockens 7 andererseits gemäß einer Ausführungsform darstellt, welche gemäß einer Simulation ermittelt wird. Die Simulation der Förderraten bzw. der Vergleich der Förderraten wurde auf der Basis der Bedingungen eines Drucks von 1800 bar und einer Temperatur von 40 °C durchgeführt. Weiterhin wurde einerseits eine Radialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik mit einem herkömmlichen Nocken 7 mit 2 x 6 mm Hub mit einer Radialkolbenpumpe mit einem Nocken 7 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verglichen, welcher bezüglich der Saugphase eine Nockenkontur aufweist, die einem sinusförmigen Verlauf folgt. Der Nocken 7 gemäß der Ausführungsform wird im Folgenden als Halbsinusnocken bezeichnet. Wie aus dem Diagramm erkannt werden kann, steigt gemäß der Simulation die Förderrate von 160 l/h, welche durch den herkömmlichen Nocken 7 erzielt wird, auf 178 l/h für den Halbsinusnocken bei einer Drehzahl von ca. 5000 rpm an.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm des Verlaufs des Kolbenhubs in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel. Dabei ist in der linken Hälfte des Diagramms die Förderphase über einen Nockendrehwinkelbereich von 0° bis 90° gezeigt, in welchem die Kurve aus linearen, sinusförmigen, tangentialen oder bogenförmigen Beschleunigungsbereichen zusammengesetzt ist. Wichtig ist jedoch, dass in der Saugphase die Nockenkontur in einem Nockendrehwinkelbereich von 90° bis 180° einem sinusförmigen Verlauf folgt. Beginnend am durch Bezugszeichen 31 gekennzeichneten oberen Totpunkt des Nockens 7 bei einem Nockendrehwinkel von 90° fällt der Kolbenhub harmonisch ab, bis er sich bei einem Nockendrehwinkel von 180° an dem unteren Totpunkt des Nockens 7, welcher durch Bezugszeichen 32 gekennzeichnet ist, an Null annähert. Durch den langsamen, harmonischen Abfall im Beginn der Flanke nach Durchlaufen des oberen Totpunkts 31 und eine anschließende schnelle Saugphase werden u. a. eine verbesserte Saugphase und geringere negative Drehmomente beim Druckabbau erreicht.
Die fallende Flanke 33 der Nockenkontur kann auch aus einer nicht reinen Sinusfunktion gebildet werden, wobei die fallende Flanke 33 der Nockenkontur dann aus einer Summe von harmonischen Funktionen erhalten wird, wodurch ein noch weiterer Optimierungsspielraum in der Nockenauslegung erhalten werden kann.
Wenn die fallende Flanke 33 als Summe von harmonischen Funktionen verschiedener Ordnungen zusammengesetzt ist, dann ergibt sich der Kolbenhub aus der folgenden Gleichung: $\begin{array}{l} Hub = A 0 + A 1 * \sin (1 * (α + α_{0})) + A 2 * \sin (2 * (α + α_{1})) + A 3 * \sin (3 * (α + α_{2})) \\ + \dots \end{array}$
Beiträge ab der 4. Ordnung dürfen aus Gründen der Federanregung nur kleiner als 1 % der 1. Ordnung A1 sein.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Diagramm, in welchem der Verlauf der Kolbengeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel in einer Förderphase und in der Saugphase dargestellt ist. Auch hier folgt die Kolbengeschwindigkeit in der Saugphase wiederum einem sinusförmigen Verlauf.
Schließlich zeigt Fig. 5 ein Diagramm des Verlaufs der Kolbenbeschleunigung in Abhängigkeit von dem Nockendrehwinkel. Wiederum ist in der Saugphase der einer Sinuskurve folgende Verlauf zu erkennen, während der Verlauf der Förderphase aus sinusförmigen und linearen Bereichen zusammengesetzt ist.
Die sinusförmige Kolbenbeschleunigung ergibt sich dabei aus der Formel: $b = b_{0} * \sin (a_{0} * (α + α_{0})) + c .$
Die Kolbengeschwindigkeit und der Kolbenhub ergeben sich durch entsprechende Integration der Kolbenbeschleunigung.
Insgesamt betrachtet wird mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe 1 mit einer optimierten Saugphase geschaffen, wodurch die Förderrate gesteigert und Fördermengeneinbrüche vermieden werden können.

Claims

Hochdruckpumpe (1) für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-System, welche ein Nockentriebwerk aufweist, bei welchem die Drehbewegung einer Nockenwelle (3) über zumindest einen Nocken (7) in eine Hubbewegung eines Pumpenkolbens (9) der Hochdruckpumpe (1) umgesetzt wird, wobei der zumindest eine Nocken (7) eine asymmetrische Nockenkontur aufweist, wobei eine Nockenkontur des Nockens (7) ausgelegt ist, so dass in einer Saugphase der Hochdruckpumpe (1) in einem Bereich von einem oberen Totpunkt (31) bis zu einem unteren Totpunkt (32), in welcher Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum (14) angesaugt wird, der Kolbenhub des Pumpenkolbens (9) als Funktion des Nockendrehwinkels einem sinusförmigen Verlauf folgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nockenkontur ausgelegt ist, so dass in einer Förderphase der Hochdruckpumpe (1), in welcher der Kraftstoff in dem Pumpenarbeitsraum (14) komprimiert und dem Förderventil (20) zugeführt wird, die Beschleunigung des Pumpenkolbens (9) als Funktion des Nockendrehwinkels einem Verlauf folgt, der sich aus sinusförmigen und linearen Abschnitten zusammensetzt.
Hochdruckpumpe (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der sinusförmige Verlauf in der Saugphase einer fallenden Flanke (33) einer Sinusfunktion entspricht, welche an einem oberen Totpunkt (31) des Nockens (7) beginnt und einem unteren Totpunkt (32) des Nockens (7) endet.
Hochdruckpumpe (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die fallende Flanke (33) aus einer Summe von harmonischen Funktionen gebildet ist.
Hochdruckpumpe (1) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der sinusförmige Verlauf in der Saugphase an dem oberen Totpunkt (31) des Nockens (7) einem maximalen Förderhub des Pumpenkolbens (9) entspricht.
Hochdruckpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der sinusförmige Verlauf in der Saugphase an dem unteren Totpunkt (32) des Nockens (7) einem minimalen Förderhub des Pumpenkolbens (9) entspricht.
Hochdruckpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Nockenkontur ausgelegt ist, so dass in der Saugphase der Hochdruckpumpe (1), die Kolbengeschwindigkeit des eine Hin- und Herbewegung ausführenden Pumpenkolbens (9) als Funktion des Nockendrehwinkels einem sinusförmigen Verlauf folgt.