EP2676032A1 - Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzvorrichtung - Google Patents
Hochdruckpumpe für eine kraftstoffeinspritzvorrichtungInfo
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Definitions
- the invention relates to a high-pressure pump for a fuel injection device of an internal combustion engine, comprising a high-pressure pump housing with a Pumpeninnen nenraum into which opens a feed for fuel, and a metering unit for metering fuel into a pump working space, wherein the metering unit is connected to the pump interior.
- Such a high-pressure pump is known from DE 10 2008 043 444 A1.
- This high-pressure pump is designed in particular for a common-rail injection system and has a prefeed pump designed as a piston pump.
- the provision of the prefeed pump as a piston pump allows a significant cost advantage in terms of manufacturing costs compared to gear pumps or vane pumps, since a piston pump is comparatively simple in construction and easy to manufacture.
- a metering unit for metering fuel into two pump working spaces is connected to the pump interior via a space connection.
- This high-pressure pump has a pump housing which has an inlet and a drain for fuel in the region of a cylinder head.
- the inlet is connected via a supply line with a metering unit, wherein the supply line opens radially into the metering unit.
- the metering unit is further arranged directly above a pump working space and connected with this via a channel with an inserted Setzventil.
- the invention has for its object to provide a high-pressure pump for a fuel ei n- injection device, which has an increase in pressure by reducing pressure loss. Disclosure of the Invention Advantages of the Invention
- This object is achieved in that in the high-pressure pump housing a the pump interior directly connected to the metering unit flow connection is recessed.
- This embodiment has the advantage that previous complicated and different deflections having connection holes can be avoided. These previous connection bores cause a considerable pressure loss or throttling effect due to different flow deflections. The fact that now a flow connection is created without deflections, the pressure loss is minimized, which allows better efficiency, better filling and higher delivery of the high-pressure pump. Furthermore, a cost reduction in the production of the high-pressure pump is achieved by the direct flow connection.
- the flow connection is a bore which, in a further embodiment, in turn connects the pump interior directly to an inlet in the metering unit.
- the bore is thus arranged so that the inlet is connected to the metering unit without any impairment by, for example, a deflection with the pump interior.
- the pump interior is fuel-filled at the high-pressure pump, wherein the fuel is supplied via an inlet, which is connected to a fuel low-pressure system.
- the location of the bore makes it possible to ensure better mixing of the fuel introduced into the interior of the pump, since the inlet and a drain are not directly adjacent to one another. As a result, short-circuit currents of fuel are avoided.
- This embodiment ensures better cooling of the high pressure pump, which also contributes to an increase in efficiency.
- the bore is arranged in extension of a receiving recess for the metering unit in the high-pressure pump housing.
- This embodiment provides in a particularly simple form the direct flow connection between the metering unit and the pump interior.
- the diameter of the bore corresponds at least approximately to the diameter of the inlet in the metering unit.
- the inlet of the metering unit is connected via a metering valve with a Zumessauslass and the axial inlet flow is deflected into a radial outlet flow.
- a metering valve with a Zumessauslass and the axial inlet flow is deflected into a radial outlet flow.
- the Zumessauslass is connected via a suction valve on a direct route to the pump working space. This embodiment also reduces the pressure loss and achieves better filling of the pump working space with fuel.
- Fig. 1 is a schematic circuit diagram of a fuel injection device with
- FIG. 2 is a detailed sectional view of Figure 1 of the pump interior directly connected to the metering unit flow connection,
- FIG. 3 shows a side view of a pump housing with an illustration of an inlet and a drain for fuel in the pump interior, a receiving recess for a metering unit and a bore for connecting the receiving recess to the pump interior, and FIG
- FIG. 3 is a plan view of the high-pressure pump according to FIG. 3.
- a common rail fuel injection device for an internal combustion engine to a fuel tank 1 is sucked from the fuel by an electric fuel pump see 2 and is passed through a filter 3 and an inlet 4 in the pump interior 5 of a high-pressure pump.
- the high-pressure pump has a pump housing 6 enclosing the pump interior 5, in which a pump camshaft 7 is rotatably mounted.
- Cams 8a, 8b of the pump camshaft 7 are arranged in the pump interior 5 and cooperate with roller tappets 9 of two high-pressure pump elements 10.
- the high-pressure pump elements 10 each have a cooperating with the roller tappet 9 pump plunger, which is moved in a rotational movement of the pump camshaft 7 translationally up and down.
- the respective pump plunger defines a pump working space 11 to which fuel is supplied via a metering unit 12 and a suction valve 24 shown in FIG.
- the fuel is supplied to the metering unit 12 from the pump interior 5 via a filter, wherein the supply in the illustration of FIG. 1 for drawing technical reasons is not done directly.
- an overflow valve 13 is also connected via a filter to the pump interior 5, via which fuel not forwarded by the metering unit 12 into the pump working spaces 11 is returned to the fuel tank 1 through a return line.
- This return line is further connected to a housing bearing 14 and a flange bearing 15 of the high-pressure pump, wherein the housing bearing 14 and the flange bearing 15 represent the storage of the pump camshaft 7.
- the housing bearing 14 and the flange bearing 15 are fuel lubricated, with the amount of fuel necessary for lubrication after the flow through the housing bearing
- the two pump work chambers 11 are connected via check valves 16 to a high pressure accumulator 17, in which the fuel is fed under a pressure of about 3,000 bar.
- the high-pressure accumulator 17 is connected to a pressure control valve 8, via which the pressure in the high-pressure accumulator 17 is maintained at a permissible maximum pressure.
- the high-pressure accumulator 17 is connected to fuel injectors 19 corresponding to the number of cylinders of the internal combustion engine, wherein the fuel! injectors 19 controlled to inject fuel into the working chambers of the internal combustion engine.
- Fig. 2 shows in addition to the parts taken from Fig. 1 components, the direct flow connection between the pump interior 5 and an inlet 20 in the Metering unit 12 by a recessed into the pump housing 6 bore 21, which is shown in this figure for drawing technical reasons as an external channel.
- the bore 21 produces an axial flow of the inlet 20 of the metering unit 12, wherein the axial flow is deflected by a metering valve 22 of the metering unit 12 in a radial outflow through a Zumessauslass 23.
- the metering outlet 23 can be formed by a plurality of openings in the metering unit 12, wherein the openings open into an annular space surrounding the metering unit 12 in this area, which in turn are connected directly to the suction valves 24 of the high-pressure pump elements 10 or their pump working spaces 11 ,
- Figures 3 and 4 show in two views the pump housing 6 in the unmounted state, wherein the inlet 4 and a drain 26 for fuel in the pump interior 5 is shown. Furthermore, a receiving recess 25 for mounting the metering unit 12 is shown, wherein the receiving recess 25 is connected via a arranged in extension of the receiving recess 25 bore 21 with the pump interior 5. Furthermore, the sequence 26 is connected to the arranged in the interior of the high pressure pump spill valve 13, while outside the pump housing 6, the external return line is connected to the tank 1. In particular, in the plan view of Fig. 4, the exact position of the inlet 4, the drain 26, the receiving recess 25 and the receiving recess 25 with the pump interior 5 connecting bore 21 can be seen. Furthermore, a Wnkel of 90 ° enclosing receiving openings 27 for the two high-pressure pump elements 10 can be seen.
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Abstract
Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pumpengehäuse 6 mit einem Pumpeninnenraum 5, in den ein Zulauf 4 für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit 12 zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum 1 1, wobei die Zumesseinheit 12 mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet ist. Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitgestellt, die durch Druckverlustverminderung eine Effizienzsteigerung aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass in das Pumpengehäuse 6 eine den Pumpeninnenraum 5 mit der Zumesseinheit 12 direkt verbindende Strömungsverbindung eingelassen ist.
Description
Beschreibung Titel:
Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Hochdruckpumpengehäuse mit einem Pumpenin- nenraum, in den ein Zulauf für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum, wobei die Zumesseinheit mit dem Pumpeninnenraum verschaltet ist.
Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2008 043 444 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe ist insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem ausgelegt und weist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Vorförderpumpe auf. Das Vorsehen der Vorförderpumpe als Kolbenpumpe ermöglicht einen deutlichen Kostenvorteil bezüglich der Herstellungskosten im Vergleich zu Zahnradpumpen oder Flügelzellenpumpen, da eine Kolbenpumpe vergleichsweise einfach aufgebaut und einfach herstellbar ist. Eine Zumesseinheit zum Zumessen von Kraftstoff in zwei Pumpenarbeitsräume ist über eine Raumverbindung mit dem Pumpeninnenraum verbunden.
Eine weitere Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2009 001 560 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das im Bereich eines Zylinderkopfs einen Zulauf und einen Ablauf für Kraftstoff aufweist. Der Zulauf ist über eine Zulaufleitung mit einer Zumesseinheit verschaltet, wobei die Zulaufleitung radial in die Zumesseinheit einmündet. Die Zumesseinheit ist weiterhin direkt oberhalb eines Pumpenarbeitsraums angeordnet und mit diesem über einen Kanal mit einem eingesetzten Saufventil verschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoff ei n- spritzvorrichtung bereitzustellen, die durch Druckverlustverminderung eine Effizienzsteigerung aufweist.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in das Hochdruckpumpengehäuse eine den Pumpeninnenraum mit der Zumesseinheit direkt verbindende Strömungsverbindung eingelassen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bisherige komplizierte und verschiedene Umlenkungen aufweisende Verbindungsbohrungen vermieden werden. Diese bisherigen Verbindungsbohrungen verursachen durch verschiedene Strömungs- umlenkungen einen erheblichen Druckverlust bzw. eine Drosselwirkung. Dadurch, dass nunmehr eine Strömungsverbindung ohne Umlenkungen geschaffen ist, wird der Druckverlust minimiert, was eine bessere Effizienz, eine bessere Füllung und einen höheren Liefergrad der Hochdruckpumpe ermöglicht. Weiterhin wird durch die direkte Strömungsverbindung eine Kostenreduzierung bei der Herstellung der Hochdruckpumpe erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Strömungsverbindung eine Bohrung, die wiederum in weiterer Ausgestaltung den Pumpeninnenraum mit einem Einlass in die Zu- messeinheit direkt verbindet. Die Bohrung ist also so angeordnet, dass der Einlass in die Zumesseinheit ohne irgendeine Beeinträchtigung durch beispielsweise eine Um- lenkung mit dem Pumpeninnenraum verbunden ist. Der Pumpeninnenraum ist bei der Hochdruckpumpe kraftstoffgefüllt, wobei der Kraftstoff über einen Zulauf, der mit einem Kraftstoffniederdrucksystem verschaltet ist, zugeführt wird. Zudem ist es durch die La- ge der Bohrung möglich, eine bessere Durchmischung des in den Pumpeninnenraum eingeleiteten Kraftstoffs zu gewährleisten, da der Zulauf und ein Ablauf nicht direkt nebeneinander liegen. Dadurch werden Kurzschlussströme von Kraftstoff vermieden. Diese Ausgestaltung sorgt für eine bessere Kühlung der Hochdruckpumpe, was ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung beiträgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bohrung in Verlängerung einer Aufnah- meausnehmung für die Zumesseinheit in dem Hochdruckpumpengehäuse angeordnet. Diese Ausgestaltung stellt in besonders einfacher Form die direkte Strömungsverbindung zwischen der Zumesseinheit und dem Pumpeninnenraum her.
In Weiterbildung der Erfindung entspricht der Durchmesser der Bohrung zumindest angenähert dem Durchmesser des Einlasses in die Zumesseinheit. Durch diese Ausgestaltung werden Drosselstellen, die wiederum zu Druckverlusten führen, vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Bohrung axial in den Einlass der Zumesseinheit ein. Auch diese Ausgestaltung vermeidet jegliche Druckverluste durch Umlenkungen.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Einlass der Zumesseinheit über ein Zumessventil mit einem Zumessauslass verschaltet und die axiale Einlassströmung wird in eine radiale Auslassströmung umgelenkt. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Druckverluste in der Zumesseinheit auf einen Mindestwert reduziert sind. Dabei kann der Zumessauslass als Ringraum um die Zumesseinheit ausgebildet sein, wodurch mögliche Verluste soweit wie möglich reduziert sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Zumessauslass über ein Saugventil auf direktem Weg mit dem Pumpenarbeitsraum verschaltet. Auch durch diese Ausgestaltung wird der Druckverlust reduziert und eine bessere Füllung des Pumpenarbeitsraums mit Kraftstoff erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfin- dung näher beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaltschema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit
Hochdruckpumpe,
Fig. 2 eine detaillierte Ausschnittsdarstellung aus Figur 1 der den Pumpeninnenraum mit der Zumesseinheit direkt verbindenden Strömungsverbindung,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Pumpengehäuses mit einer Darstellung eines Zulaufs und eines Ablaufs für Kraftstoff in den Pumpeninnenraum, einer Aufnahmeausneh- mung für eine Zumesseinheit sowie einer Bohrung zur Verbindung der Aufnahmeaus- nehmung mit dem Pumpeninnenraum und
. 4 eine Draufsicht auf die Hochdruckpumpe gemäß Fig. 3.
Ausführungsform der Erfindung
Ausweislich der Fig. 1 weist eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank 1 auf, aus dem Kraftstoff von einer elektri- sehen Kraftstoffpumpe 2 angesaugt wird und über einen Filter 3 und einen Zulauf 4 in den Pumpeninnenraum 5 einer Hochdruckpumpe geleitet wird. Die Hochdruckpumpe weist ein den Pumpeninnenraum 5 umschließendes Pumpengehäuse 6 auf, in dem eine Pumpennockenwelle 7 drehbar gelagert ist. Nocken 8a, 8b der Pumpennockenwelle 7 sind in dem Pumpeninnenraum 5 angeordnet und wirken mit Rollenstößeln 9 von zwei Hochdruckpumpenelementen 10 zusammen. Die Hochdruckpumpenelemente 10 weisen jeweils einen mit dem Rollenstößel 9 zusammenwirkenden Pumpenplunger auf, der bei einer Drehbewegung der Pumpennockenwelle 7 translatorisch auf und ab bewegt wird. Der jeweilige Pumpenplunger begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 11, dem über eine Zumesseinheit 12 und ein in der Figur 2 dargestelltes Saugventil 24 Kraftstoff zugeführt wird. Der Kraftstoff wird der Zumesseinheit 12 aus dem Pumpeninnenraum 5 über einen Filter zugeführt, wobei die Zuführung in der Darstellung gemäß Fig. 1 aus zeichnungstechnischen Gründen nicht auf direktem Weg erfolgt. Parallel zu der Zumesseinheit ist ein Überströmventil 13 über einen Filter ebenfalls mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet, über das von der Zumesseinheit 12 nicht in die Pumpenarbeits- räume 11 weitergeleiteter Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung in den Kraftstofftank 1 zurückgeleitet wird. Diese Rücklaufleitung ist weiterhin mit einem Gehäuselager 14 und einem Flanschlager 15 der Hochdruckpumpe verschaltet, wobei das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 die Lagerung der Pumpennockenwelle 7 darstellen. Das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 sind kraftstoffgeschmiert, wobei die zur Schmierung notwendige Kraftstoffmenge nach der Durchströmung des Gehäuselagers
14 und des Flanschlagers 15 in die Rücklaufleitung abgeleitet wird.
Die beiden Pumpenarbeitsräume 11 sind über Rückschlagventile 16 mit einem Hochdruckspeicher 17 verschaltet, in den der Kraftstoff unter einem Druck von ungefähr 3.000 bar eingespeist wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit einem Druckregelventil 8 verschaltet, über das der Druck in dem Hochdruckspeicher 17 auf einen zulässigen Maximaldruck gehalten wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit Kraftstoffinjektoren 19 entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine verschaltet, wobei die Kraftstoff! njektoren 19 gesteuert Kraftstoff in die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
Fig. 2 zeigt neben den auszugsweise aus Fig. 1 übernommenen Bauteilen die direkte Strömungsverbindung zwischen dem Pumpeninnenraum 5 und einen Einlass 20 in die
Zumesseinheit 12 durch eine in das Pumpengehäuse 6 eingelassene Bohrung 21 , die in dieser Figur aus zeichnungstechnischen Gründen als externer Kanal dargestellt ist. Die Bohrung 21 stellt eine axiale Anströmung des Einlasses 20 der Zumesseinheit 12 her, wobei die axiale Anströmung von einem Zumessventil 22 der Zumesseinheit 12 in eine radiale Abströmung durch einen Zumessauslass 23 umgelenkt wird. Der Zumes- sauslass 23 kann durch mehrere Öffnungen in der Zumesseinheit 12 gebildet sein, wobei die Öffnungen in einen die Zumesseinheit 12 in diesem Bereich umgebenden Ringraum einmünden, der wiederum auf direktem Weg mit den Saugventilen 24 der Hochdruckpumpenelemente 10 bzw. deren Pumpenarbeitsräume 11 verbunden sind.
Die Figuren 3 und 4 zeigen in zwei Ansichten das Pumpengehäuse 6 im unmontierten Zustand, wobei der Zulauf 4 und ein Ablauf 26 für Kraftstoff in den Pumpeninnenraum 5 dargestellt ist. Weiterhin ist eine Aufnahmeausnehmung 25 zur Montage der Zumesseinheit 12 dargestellt, wobei die Aufnahmeausnehmung 25 über eine in Verlängerung der Aufnahmeausnehmung 25 angeordnete Bohrung 21 mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet ist. Weiterhin ist der Ablauf 26 mit dem im Innern der Hochdruckpumpe angeordneten Überströmventil 13 verschaltet, während außerhalb des Pumpengehäuses 6 die externe Rücklaufleitung in den Tank 1 angeschlossen wird. Insbesondere in der Draufsicht auf Fig. 4 ist die exakte Lage des Zulaufs 4, des Ablaufs 26, der Aufnahmeausnehmung 25 und der die Aufnahmeausnehmung 25 mit dem Pumpeninnenraum 5 verbindenden Bohrung 21 ersichtlich. Weiterhin sind die einen Wnkel von 90° einschließenden Aufnahmeöffnungen 27 für die beiden Hochdruckpumpenelemente 10 ersichtlich.
Claims
1. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pumpengehäuse (6) mit einem Pumpeninnenraum (5), in den ein Zulauf (4) für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit (12) zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum (11), wobei die Zumesseinheit (12) mit dem Pumpeninnenraum (5) verschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass in das Pumpengehäuse (6) eine den Pumpeninnenraum (5) mit der Zumesseinheit (12) direkt verbindende Strömungsverbindung eingelassen ist.
2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung eine Bohrung (21) ist.
3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) den Pumpeninnenraum (5) mit einem Einlass (20) in die Zumesseinheit (12) direkt verbindet.
4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) in Verlängerung einer Aufnah- meausnehmung (25) für die Zumesseinheit (12) angeordnet ist.
5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrung (21) zumindest angenähert dem Durchmesser des Einlasses (20) in die Zumesseinheit (12) entspricht.
6. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) axial in den Einlass (20) der Zumesseinheit (12) einmündet.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (20) der Zumesseinheit (12) über ein Zumessventil (22) mit einem Zumessauslass (23) verschaltet ist und dass die axiale Einlassströmung in eine radiale Auslassströmung umgelenkt wird.
8. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zumessauslass (23) über ein Saugventil (24) auf direktem Weg mit dem Pumpenarbeitsraum (1 1) verschaltet ist.
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