WO2010121856A1 - Nockentrieb bei einem verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene hochdruckpumpe - Google Patents

Nockentrieb bei einem verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene hochdruckpumpe Download PDF

Info

Publication number
WO2010121856A1
WO2010121856A1 PCT/EP2010/052365 EP2010052365W WO2010121856A1 WO 2010121856 A1 WO2010121856 A1 WO 2010121856A1 EP 2010052365 W EP2010052365 W EP 2010052365W WO 2010121856 A1 WO2010121856 A1 WO 2010121856A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cam
sin
profile
plunger
drive according
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/052365
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otto Mueller
Arnold Gente
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 WO2010121856A1 publication Critical patent/WO2010121856A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/10—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F04B9/04—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms
    • F04B9/042—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical the means being cams, eccentrics or pin-and-slot mechanisms the means being cams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams

Definitions

  • the present invention relates to a cam drive in an internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a drive shaft with at least one cam arranged thereon, by the cam profile of a composite of different mathematical functions and at least partially sinusoidal acceleration curves comprehensive cam track is formed with at least one plunger for generating cooperates a translationally oscillating drive movement.
  • Cam drives of the type of interest here are used in motor vehicle construction primarily in the context of fuel injection devices.
  • the fuel usually diesel fuel
  • the fuel is compressed to pressures of up to 2000 bar to provide it under high pressure for efficient combustion.
  • the high pressure is generated by special high-pressure pumps, which are used in particular in the context of a so-called common rail injection.
  • the high-pressure fuel fills a piping system that is constantly under pressure during engine operation.
  • eccentric drives or the cam drives of interest are commonly used.
  • the high-pressure pump has a multipart housing, in which one is driven in rotation by the internal combustion engine Drive shaft is arranged.
  • the drive shaft has at least one cam, the cam profile drives a plunger, which performs the function of a pump piston.
  • the pump piston is displaceably guided in a cylinder formed in the housing and, with its end face facing away from the drive shaft, delimits a pump working chamber.
  • the pump working space has a running in the housing
  • Fuel inlet channel connect to a fuel inlet with inlet valve. Furthermore, a fuel drain passage is arranged on the outlet side of the pump working space, which is in communication with a high-pressure accumulator. At this point, an exhaust valve is provided.
  • the plunger serving as a pump piston is supported directly by a piston foot protruding from the cylinder in the direction of the camshaft
  • Cam track off In the contact area, a roller shoe arrangement is provided for the purpose of friction minimization.
  • the cam profile is designed in this prior art as a double cam, so that in one revolution of the drive shaft two piston strokes of the plunger are generated.
  • the shape of the cam profile is usually based on the desired ram stroke over the rotational angle of the drive shaft in a cam drive.
  • cam profiles are usually assembled in sections in order to achieve the desired acceleration characteristics for the various phases of movement during the conveying and suction strokes.
  • a boundary condition for this section-wise design is set, for example, by maximum acceleration, which may occur on the machine elements actuated by the cam.
  • Another boundary condition can be the desired delivery characteristic. Because sections apply different boundary conditions in the circumferential direction of the cam, the cam shape is also partially assembled in the circumferential direction.
  • the cam excites the elements it actuates at the n-fold of its frequency of rotation. This is of course particularly the case when an
  • a disadvantage of known cam drives with sectionally assembled profile is that they can not be optimized for the critical amplitudes A n out.
  • the invention includes the technical teaching that the cam profile of the cam is composed of such a sum of sine functions, their respective Individual amplitudes A n (of order n) are adapted to the speed band of the drive shaft so that elements driven by the cam are excited only outside their natural frequency.
  • the cam profiles will be designed according to the invention that the orders n belonging amplitudes A n are sufficiently small to minimize the oscillation excitation of the actuated elements in certain n-multiple of the rotation frequency.
  • the problem underlying the invention is tackled directly to the cause.
  • the cam profile is designed based on a speed range between a minimum and a maximum speed of the drive shaft.
  • the solution according to the invention can be averted in the case of a cam profile in the form of a double cam generating exactly two strokes per revolution of the drive shaft.
  • the inventive solution for 1-fold, 3-fold or other n-times trained cam profiles is applied, the period is adjusted accordingly.
  • a cam profile which is advantageous for avoiding vibration excitation results, for example, if the amplitudes of the stroke characteristic A n are particularly small from the order n ⁇ 4, namely A 4 ⁇ 4% 0 ; A 5 ⁇ 1% o of the maximum stroke.
  • the amplitudes from the 6th order are usually «1% o.
  • Certain harmonics i. certain multiples of the exciting frequency of the drive shaft are not excited and greater variability of the cam profile over a pure first-order sine cam is achieved.
  • the stroke path of the plunger which results from a cam profile designed in the manner of a double cam, is formed by the following mathematical function:
  • a particularly harmonic cam profile is obtained when the number n of summands of the above-mentioned mathematical function is in the range between 3 and 10, preferably at most 5, more preferably at most 4, and most preferably at most 3. Each summand adds a multiple of the frequency , It should be considered to form a harmonic cam profile summaries, with which a hazardous vibration is avoided.
  • the magnitude of the 4th order and 5th order amplitudes should be A 4 ⁇ 4% o and A 5 ⁇ 1% o of the maximum stroke, respectively.
  • a cam drive the cam profile is formed according to the aforementioned special mathematical function, preferably also includes a compression spring, with which the plunger is pressed against the cam track of the cam.
  • the compression spring can be designed as a helical spring made of steel and act between a gear housing of the cam drive and the end of the plunger facing the cam.
  • the plunger acts preferably indirectly via a roller shoe assembly or the like as a coupling means with the cam. In addition to these coupling agents, however, it is also conceivable to use other suitable friction-minimizing coupling agents.
  • FIGS. 1 shows a longitudinal section of a high-pressure pump for a fuel injection
  • Figure 2 is a schematic side view of a cam drive in the high-pressure pump of Figure 1, and
  • Figure 3 is a lift-angle diagram with harmonic decomposition of the stroke of the double cam of Figure 2 at half a revolution.
  • the high-pressure pump has a multipart pump housing 1 in which an internal combustion engine of a - not shown here
  • Motor vehicle of a rotationally driven drive shaft 2 is rotatably mounted.
  • the drive shaft 2 has between end-side sliding bearing points on a cam 3 with a cam profile 4, which is formed here in the form of a double cam.
  • a cam profile 4 which is formed here in the form of a double cam.
  • a plunger 6 is set in an oscillating stroke movement.
  • the contact between the plunger 6 and the cam track 5 is realized via an interposed roller shoe assembly 7 of the compression spring 13.
  • the plunger 6 is paired with a surrounding him, formed by the pump housing 1 cylinder 8. Due to the movement of the plunger 6 within the cylinder 8, which in this respect performs a piston function, fuel in a high-pressure chamber 10 passes through a fuel feed channel 9 during the run-in phase and is compressed during the subsequent delivery phase to leave the pump housing 1 via a fuel drain channel 11 formed thereon , So that the fuel does not flow back from the downstream RaN into the high-pressure chamber after the delivery phase, a spring check valve 12 is provided.
  • the cam profile 4 of the cam 3 is designed in the form of a double cam generating exactly two strokes per revolution of the drive shaft.
  • the cam profile 4 of the cam 3 is composed of such a sum of sine functions, which has a maximum of only one order at each variable amplitude, which is adapted to the maximum speed of the cam 3 in rotational movement offset drive shaft 2.
  • certain harmonics are not generated by the movement of the cam 3, which correspond for example to the natural frequency of a plunger 6 against the cam 3 pressing compression spring 13, so that, inter alia, the Abhebe the plunger 6 is improved by the special shape.
  • FIG. 3 shows the stroke course s occurring during half a revolution of the double cam, wherein graph I represents the stroke and graphs III to IV the course with respect to the first order to the third order.
  • the graph I in this harmonic decomposition is the sum of the remaining graphs Il to IV.
  • the graph Il representing the 0th order is a constant offset.
  • the graphs III and IV of the subsequent orders differ in terms of the amplitude and the frequency according to the mathematical function according to the invention specified above.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Nockentrieb bei einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Antriebswelle (2) mit mindestens einem ortsfest hierauf angeordneten Nocken (3), durch dessen Nockenprofil (4) eine aus unterschiedlichen mathematischen Funktionen zusammengesetzte und zumindest teilweise sinusförmige Beschleunigungsverläufe umfassende Nockenbahn (5) gebildet ist, die mit mindestens einem Stößel (6) zur Erzeugung einer translatorisch oszillierenden Antriebsbewegung zusammenwirkt, wobei das Profil (4) des Nockens (3) aus einer solchen Summe von Sinusfunktionen zusammengesetzt ist, deren jeweilige Einzelamplitude An der Ordnung n an das Drehzahlband der Antriebswelle (2) so angepasst sind, dass durch den Nocken (3) angetriebene Elemente nur außerhalb ihrer Eigenfrequenz angeregt sind.

Description

Beschreibung
Titel
Nockentrieb bei einem Verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene Hochdruckpumpe
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nockentrieb bei einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Antriebswelle mit mindestens einem ortsfest hierauf angeordneten Nocken, durch dessen Nockenprofil eine aus unterschiedlichen mathematischen Funktionen zusammengesetzte und zumindest teilsweise sinusförmige Beschleunigungsverläufe umfassende Nockenbahn gebildet ist, die mit mindestens einem Stößel zur Erzeugung einer translatorisch oszillierenden Antriebsbewegung zusammenwirkt.
Stand der Technik
Nockentriebe der hier interessierenden Art werden im Kraftfahrzeugbau vornehmlich im Rahmen von Kraftstoffeinspritzeinrichtungen angewendet. Bei einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung wird der Kraftstoff, meist Dieselkraftstoff, auf Drücke von bis zu 2000bar komprimiert, um diesen unter Hochdruck einer effizienten Verbrennung zur Verfügung zu stellen. Der Hochdruck wird dabei von speziellen Hochdruckpumpen erzeugt, welche insbesondere im Rahmen einer sogenannten Common-Rail-Einspritzung eingesetzt werden. Hierbei füllt der unter Hochdruck stehende Kraftstoff ein Rohrleitungssystem, das beim Motorbetrieb ständig unter Druck steht. Für derartige Hochdruckpumpen werden gewöhnlich entweder Exzenterantriebe oder die hier interessierenden Nockentriebe verwendet.
Die DE 10 2004 01 1 284 A1 offenbart eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungsmotors. Die Hochdruckpumpe weist ein mehrteili- ges Gehäuse auf, in dem eine durch den Verbrennungsmotor rotierend angetriebene Antriebswelle angeordnet ist. Die Antriebswelle besitzt wenigstens einen Nocken, dessen Nockenprofil einen Stößel antreibt, der die Funktion eines Pumpenkolbens ausführt. Der Pumpenkolben ist in einem im Gehäuse ausgebildeten Zylinder verschiebbar geführt und begrenzt mit seiner der Antriebswelle abgewandten Stirnseite einen Pum- penarbeitsraum. Der Pumpenarbeitsraum weist über einen im Gehäuse verlaufenden
Kraftstoffzulaufkanal eine Verbindung mit einem Kraftstoffzulauf mit Einlassventil auf. Weiterhin ist am Pumpenarbeitsraum ein Kraftstoffablaufkanal auslassseitig angeordnet, der mit einem Hochdruckspeicher in Verbindung steht. An dieser Stelle ist ein Auslassventil vorgesehen. Der als Pumpenkolben dienende Stößel stützt sich direkt mit ei- nem aus dem Zylinder in Richtung Nockenwelle hinausragenden Kolbenfuss an der
Nockenbahn ab. Im Kontaktbereich ist eine Rollenschuhanordnung zwecks Reibungs- minimierung vorgesehen.
Das Nockenprofil ist bei diesem Stand der Technik als Doppelnocken ausgeführt, so dass bei einer Umdrehung der Antriebswelle zwei Kolbenhübe des Stößels erzeugt werden. Die Formgebung des Nockenprofils richtet sich bei einem Nockentrieb gewöhnlich nach dem gewünschten Stößelhubverlauf über den Drehwinkel der Antriebswelle.
Gemäß des allgemein bekannten Standes der Technik werden Nockenprofile üblicherweise abschnittsweise zusammengesetzt, um für die verschiedenen Bewegungsphasen bei Förder- und Saughub die gewünschten Beschleunigungsverläufe zu erzielen. Eine Randbedingung für diese abschnittsweise Auslegung ist beispielsweise durch maximale Beschleunigung gesetzt, die an den vom Nocken betätigten Maschinenele- menten auftreten dürfen. Eine weitere Randbedingung kann die gewünschte Förder- charakterisik darstellen. Weil abschnittsweise in Umfangrichtung des Nockens unterschiedliche Randbedingungen gelten, wird die Nockenform auch abschnittsweise in Umfangsrichtung zusammengesetzt.
Bei dieser abschnittsweisen Synthese ist es jedoch schwierig zu berücksichtigen, dass der Nocken die betätigten Elemente nicht mit einem bestimmten Vielfachen seiner Umdrehungsfrequenz zu Schwingungen anregen darf. Diese schwingungserregende Eigenschaft eines Nockens ist keine Eigenschaft, die sich einem Einzelabschnitt auf seinem Umfang zuordnen lässt. Die schwingungserregende Eigenschaft lässt sich jedoch beurteilen, wenn der Nocken bei den von ihm angetriebenen Elementen, als Fourier- summe - also der Summe aus Sinusschwingungen verschiedener Ordnung - wie folgt dargestellt wird:
s = A0 + A1 *sin(1 α+α1) + A2 *sin(2α+α2) + ... + An *sin(nα+αn),
Darin sind:
s Hub α Drehwinkel des Nockens in Umfangsrichtung αn Phasenlage der Schwingung der Ordnung n n die Ordnung der Schwingung
An die Amplituden der einzelnen Ordnungen
Der Nocken regt die von ihm betätigten Elemente mit dem n-Vielfachen seiner Umdre- hungsfrequenz an. Dies ist naturgemäß insbesondere dann der Fall, wenn ein n-
Vielfaches der Umdrehungsfrequenz eine Eigenschaft eines betätigten Elements trifft und es zur Resonanz kommt. Maßgeblich dafür, ob dieser nachteilige Fall eintritt, ist der Betrag der Amplitude An der zu den eigenschwingungsanregenden Ordnungen n gehört.
Nachteilig bei bekannten Nockenantrieben mit abschnittsweise zusammengesetzten Profil ist, dass diese nicht auf die kritischen Amplituden An hin optimiert werden können.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Nockentrieb mit einem Nockenprofil zu schaffen, mit dem Resonanzerscheinungen durch einfache technische Maßnahmen wirkungsvoll unterdrückbar sind.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Nockentrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Nockenprofil des Nockens aus einer solchen Summe von Sinusfunktionen zusammengesetzt ist, deren jeweilige Einzelamplituden An (der Ordnung n) an das Drehzahlband der Antriebswelle so ange- passt sind, dass durch den Nocken angetriebene Elemente nur außerhalb ihrer Eigenfrequenz erregt werden.
Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß die Nockenprofile so ausgelegt, dass die zu den Ordnungen n gehörenden Amplituden An hinreichend klein sind, um die Schwingungserregung der betätigten Elemente bei bestimmten n-Vielfachen der Umdrehungsfrequenz zu minimieren. Damit wird die der Erfindung zu Grunde liegende Problemstellung direkt an der Ursache bekämpft.
Erfindungsgemäß ist das Nockenprofil anhand eines Drehzahlbandes zwischen einer minimalen und einer maximalen Drehzahl der Antriebswelle ausgelegt. Vorzugsweise lässt sich die erfindungsgemäße Lösung bei einem Nockenprofil in Form eines genau zwei Hübe pro Umdrehung der Antriebswelle erzeugenden Doppelnockens abwenden. Es ist jedoch auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Lösung für 1 -fach, 3-fach oder andere n-fach ausgebildete Nockenprofile angewendet wird, wobei die Periode entsprechend anzupassen ist.
Ein für die Vermeidung von Schwingungserregung vorteilhaftes Nockenprofil ergibt sich beispielsweise, wenn die Amplituden der Hubcharakteristik An ab der Ordnung n ≥ 4 besonders klein sind, nämlich A4 < 4%0; A5 < 1%o vom Maximalhub. Die Amplituden ab der 6. Ordnung sind gewöhnlich « 1%o.
Bestimmte Oberschwingungen, d.h. bestimmte Vielfache der anregenden Frequenz der Antriebswelle, werden nicht angeregt und eine größere Variabilität des Nockenprofils gegenüber einem reinen Sinusnocken der ersten Ordnung wird erzielt.
Der Hubwegverlauf des Stößels, der sich durch ein nach Art eines Doppelnockens ausgebildetes Nockenprofil ergibt, wird durch die folgende mathematische Funktion gebildet:
s = A0 + A1 * sin(1 α + σi) + A2 * sin(2α + α2) + ... + An * sin(nα + αn)
,wobei die verwendeten Formelzeichen analog zu der vorstehend angegebenen Glei- chung sind. Diese spezielle mathematische Funktion, nach welcher die Formgebung des Nockenprofils erfolgt, bietet den Vorteil, dass das Nockenprofil in bestimmten Bereichen - vorzugsweise im oberen und unteren Totpunkt - den Anforderungen an eine harmonische Formgebung besser angepasst werden kann, als dies bei einer einfachen Sinusform gemäß der eingangs genannten mathematischen Funktion möglich wäre. Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Lösung äußert sich darin, dass bestimmte schädigende Oberschwingungen eben nicht angeregt werden, dass das Abhebeverhalten des Stößels verbessert wird, und dass die Beschleunigungsänderungen pro Winkelintervall deutlich kleiner ausfallen als beim Stand der Technik.
Ein besonders harmonisches Nockenprofil ergibt sich, wenn die Anzahl n der Summanden der vorstehend aufgeführten mathematischen Funktion im Bereich zwischen 3 und 10 liegt, vorzugsweise maximal 5 beträgt, ganz vorzugsweise maximal 4 und besonders vorzugsweise maximal 3. Mit jedem Summand kommt ein Vielfaches der Frequenz hinzu. Es sollen zur Bildung eines harmonischen Nockenprofils die Summanden berücksichtigt werden, mit denen eine gefährdende Schwingung vermieden wird.
Insbesondere bei der Anwendung als Hochdruckpumpe sollte der Betrag der Amplituden 4. Ordnung und 5. Ordnung A4 < 4%o bzw. A5 < 1 %o vom Maximalhub betragen.
Ein Nockenantrieb, dessen Nockenprofil nach der vorgenannten speziellen mathematischen Funktion ausgebildet ist, umfasst vorzugsweise auch eine Druckfeder, mit welcher der Stößel gegen die Nockenbahn des Nockens gepresst wird. Die Druckfeder kann dabei als Schraubenfeder aus Stahl ausgeführt sein und zwischen einem Getriebegehäuse des Nockentriebs und der den Nocken zugewandten Ende des Stößels wir- ken. Der Stößel wirkt dabei vorzugsweise indirekt über eine Rollenschuhanordnung oder dergleichen als Kopplungsmittel mit dem Nocken zusammen. Neben diesen Kopplungsmitteln ist es jedoch auch denkbar, andere geeignete reibungsminimierende Kopplungsmittel einzusetzen.
Ausführungsbeispiele anhand Figurenbeschreibung
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Figur 1 einen Längsschnitt einer Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzung,
Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines Nockentriebs bei der Hochdruckpumpe nach Figur 1 , und
Figur 3 ein Hub-Winkel-Diagramm mit harmonischer Zerlegung des Hubweges des Doppelnockens nach Figur 2 bei einer halben Umdrehung.
Gemäß Figur 1 weist die Hochdruckpumpe ein mehrteiliges Pumpengehäuse 1 auf, in dem eine durch einen - hier nicht weiter dargestellten - Verbrennungsmotor eines
Kraftfahrzeuges eines rotierend angetriebene Antriebswelle 2 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 2 weist zwischen endseitigen Gleitlagerstellen einen Nocken 3 mit einem Nockenprofil 4 auf, welches hier in Form eines Doppelnockens ausgebildet ist. Über eine Nockenbahn 5 des Nockenprofils 4 wird ein Stößel 6 in eine oszillierende Hubbe- wegung versetzt. Der Kontakt zwischen dem Stößel 6 und der Nockenbahn 5 wird über eine dazwischen angeordnete Rollenschuhanordnung 7 der Druckfeder 13 realisiert.
Der Stößel 6 ist mit einem ihn umgebenden, seitens des Pumpengehäuses 1 ausgebildeten Zylinder 8 gepaart. Durch die Bewegung des insoweit eine Kolbenfunktion aus- führenden Stößels 6 innerhalb des Zylinders 8 gelangt während einer Einlaufphase über einen Kraftstoffzulaufkanal 9 Kraftstoff in einem Hochdruckraum 10 und wird während der anschließenden Förderphase komprimiert, um das Pumpengehäuse 1 über einen hieran ausgebildeten Kraftstoffablaufkanal 1 1 zu verlassen. Damit der Kraftstoff nach der Förderphase nicht vom nachgeordneten RaN in den Hochdruckraum zurück- fließt, ist ein Federrückschlagventil 12 vorgesehen.
Wie in Figur 2 illustriert ist das Nockenprofil 4 des Nockens 3 in Form eines genau zwei Hübe pro Umdrehung der Antriebswelle erzeugenden Doppelnocken ausgebildet. Das Nockenprofil 4 des Nockens 3 ist dabei aus einer solchen Summe von Sinusfunktionen zusammengesetzt, die bei jeweils variabler Amplitude maximal nur eine Ordnung aufweist, die an die maximale Drehzahl der den Nocken 3 in Drehbewegung versetzenden Antriebswelle 2 angepasst ist. Hierdurch werden durch die Bewegung des Nockens 3 bestimmte Oberschwingungen nicht erzeugt, welche beispielsweise der Eigenfrequenz einer den Stößel 6 gegen den Nocken 3 anpressenden Druckfeder 13 entsprechen, so dass unter anderem das Abhebeverhalten des Stößels 6 durch die spezielle Formgebung verbessert wird.
Die Figur 3 zeigt den bei einer halben Umdrehung des Doppelnockens auftreten- den Hubverlauf s, wobei Graph I den Hub und die Graphen III bis IV den Verlauf bezüglich der ersten Ordnung bis zur dritten Ordnung darstellt. Der Graph I ist bei dieser harmonischen Zerlegung die Summe der übrigen Graphen Il bis IV. Der die 0. Ordnung darstellende Graph Il ist ein konstanter Offset. Die Graphen III und IV der nachfolgenden Ordnungen unterscheiden sich in der Amplitude so- wie der Frequenz gemäß der vorstehend angegebenen erfindungsgegenständlichen mathematischen Funktion.

Claims

Ansprüche
1 . Nockentrieb bei einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Antriebswelle (2) mit mindestens einem ortsfest hierauf angeordneten Nocken (3), durch dessen Nockenprofil (4) eine aus unterschiedlichen ma- thematischen Funktionen zusammengesetzte und zumindest teilweise sinusförmige Beschleunigungsverläufe umfassende Nockenbahn (5) gebildet ist, die mit mindestens einem Stößel (6) zur Erzeugung einer translatorisch oszillierenden Antriebsbewegung zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (4) des Nockens (3) aus einer sol- chen Summe von Sinusfunktionen zusammengesetzt ist, deren jeweilige Einzelamplitude An der Ordnung n an das Drehzahlband der Antriebswelle (2) so angepasst sind, dass durch den Nocken (3) angetriebene Elemente nur außerhalb ihrer Eigenfrequenz angeregt sind.
2. Nockentrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenprofil (4) in Form eines genau zwei Hübe pro Umdrehung der Antriebswelle (2) erzeugenden Doppelnockens ausgebildet ist.
3. Nockentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hubwegverlauf (s) des Stößels (6) durch ein Nockenprofil (4) ergibt, welches durch die folgende mathematische
Funktion mit drei Summanden gebildet ist: s = A0 + A1 * sin(1 α + Ci1) + A2 * sin(2α + α2).
4. Nockentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hubwegverlauf (s) des Stößels (6) durch ein Nockenprofil (4) ergibt, welches durch die folgende mathematische
Funktion mit vier Summanden gebildet ist: s = A0 + A1 * sin(1 α + Q1) + A2 * sin(2α + α2) + A3 * sin(3α + α3).
5. Nockentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hubwegverlauf (s) des Stößels (6) durch ein Nockenprofil (4) ergibt, welches durch die folgende mathematische Funktion mit fünf Summanden gebildet ist: s = A0 + A1 * sin(1 α + σi) + A2 * sin(2α + α2) + A3 * sin(3α + α3) + A4 * sin(4α + α4).
6. Nockentrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Summanden der mathematischen Funktion im Bereich zwischen mindestens 3 und maximal 10 liegt.
7. Nockentrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Amplituden 4. und 5. Ordnung A4 < 4%o bzw. A5 < 1 %o vom Maximalhub beträgt.
8. Nockentrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenprofil (4) einen bis drei Hübe pro Umdrehung der Antriebswelle (2) erzeugt.
9. Nockentrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckfeder (13) den Stößel (6) gegen die Nockenbahn (5) des Nockens (3) presst.
10. Nockentrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (6) indirekt über eine Rollenschuhanordnung (7) als Kopplungsmittel mit dem Nocken (3) zusammenwirkt.
1 1. Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung eines Verbrennungs- motors, die über mindestens einen Nockentrieb nach einem der vorstehenden
Ansprüche angetrieben ist.
12. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) mit mehreren Nocken (3) und/oder einem einzigen Nocken (3) mit einem n-fachen Nockenprofil (4) versehen ist, um eine entsprechende Mehrzylinderanordnung anzutreiben.
PCT/EP2010/052365 2009-04-20 2010-02-25 Nockentrieb bei einem verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene hochdruckpumpe WO2010121856A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910002488 DE102009002488A1 (de) 2009-04-20 2009-04-20 Nockentrieb bei einem Verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene Hochdruckpumpe
DE102009002488.3 2009-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010121856A1 true WO2010121856A1 (de) 2010-10-28

Family

ID=42195247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/052365 WO2010121856A1 (de) 2009-04-20 2010-02-25 Nockentrieb bei einem verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene hochdruckpumpe

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009002488A1 (de)
WO (1) WO2010121856A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201452A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Antreiben einer Kolbenpumpe, Nocken für eine Vorrichtung, Kolbenpumpe und Verfahren zum Auslegen der Vorrichtung
DE102018219780A1 (de) 2018-11-19 2020-05-20 Robert Bosch Gmbh Pumpenanordnung
CN112977456B (zh) * 2021-04-25 2022-07-19 潍柴动力股份有限公司 履带行走车辆控制方法、装置及静压驱动履带行走车辆

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1167142B (de) * 1958-12-13 1964-04-02 Bosch Gmbh Robert Nockentrieb, insbesondere fuer Kraftstoff-Einspritzpumpen
DE102004011284A1 (de) 2004-03-09 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
WO2008116241A2 (de) * 2007-03-26 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Nocke und vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1167142B (de) * 1958-12-13 1964-04-02 Bosch Gmbh Robert Nockentrieb, insbesondere fuer Kraftstoff-Einspritzpumpen
DE102004011284A1 (de) 2004-03-09 2005-09-29 Robert Bosch Gmbh Hochdruckpumpe, insbesondere für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine
WO2008116241A2 (de) * 2007-03-26 2008-10-02 Robert Bosch Gmbh Nocke und vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009002488A1 (de) 2010-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1697636B1 (de) Hochdruckpumpe, insbesondere für eine kraftstoffeinspritzein richtung einer brennkraftmaschine
AT504520B1 (de) Vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe
DE102009026596A1 (de) Hochdruckpumpe
WO2010055100A1 (de) Pumpeneinheit für eine hochdruckpumpe
WO2010121856A1 (de) Nockentrieb bei einem verbrennungsmotor sowie eine hierüber angetriebene hochdruckpumpe
EP3234358A1 (de) Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe
DE102010030852A1 (de) Hochdruckpumpe
EP2414675B1 (de) Hochdruckpumpe
DE102015105735A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe für einen Verbrennungsmotor, Kraftstoffpumpe und Verbrennungsmotor
DE102010020578A1 (de) Vorrichtung zum Antrieb eines Nebenaggregates
WO2012143157A1 (de) Kraftstofffördereinrichtung für eine kraftstoffeinspritzeinrichtung einer brennkraftmaschine
DE102008042881A1 (de) Hochdruckpumpenanordnung
EP1767769B1 (de) Verfahren zum Reduzieren der Gesamtbelastung des Antriebssystems eines Common-Rail-Einspritzsystems
DE102008001019A1 (de) Hochdruckpumpenanordnung mit einstempliger Hochdruckpumpe
WO2012072294A1 (de) Hochdruckpumpe
WO2016120082A1 (de) Vorrichtung zum antreiben einer kolbenpumpe, nocken für eine vorrichtung, kolbenpumpe und verfahren zum auslegen der vorrichtung
WO2010094573A1 (de) Hochdruckkraftstoffpumpe mit integriertem hochdruckspeicher
DE102009001096A1 (de) Radialkolbenpumpe mit einer Nockenwelle mit partiell gehärteten Nockenflanken
DE102008040959B4 (de) Stößelverdrehsicherung einer Hochdruckkraftstoffpumpe
EP1101939A2 (de) Mehrzylindrige Kolbenpumpe
DE102010001119A1 (de) Hochdruckpumpe
WO2009013175A1 (de) Pumpe, insbesondere kraftstoffhochdruckpumpe
WO2009098095A1 (de) Querkraftfreier nocken für common-rail-hochdruckpumpen
DE102012020476A1 (de) Kraftstoffpumpe
DE102004023962A1 (de) Verfahren zum Ansteuern einer Kraftstoffhochdruckpumpe einer Brennkraftmaschine und Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10705366

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10705366

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1