WO2012156136A1 - Hochdruckpumpe mit stösselanordnung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a high-pressure pump, in particular one
- Fuel injection system of an internal combustion engine with a one
- Pump housing having pump housing, in which a
- Pump camshaft is rotatably mounted, which arranged on a in a tappet body of a roller tappet and on an inner ring flange of the
- Roller cooperates roller used, wherein the roller runs on a cam track of the pump camshaft and converts a rotational movement of the pump camshaft in a translational movement of a pump cylinder inserted into and cooperating with the plunger body pump piston, and wherein between the pump cylinder and the
- Plunger body is arranged a plunger space, which is flow-connected via a passage in the roller shoe with the pump interior.
- Such a high-pressure pump is known from DE 10 2007 038 530 A1.
- This high pressure pump includes a roller shoe, the two
- the passages are each with a large one
- Diameter made to exchange during the translational movement of the plunger body a fuel exchange between the plunger space and the
- the problem is that the stability of the roller shoe is reduced by the large diameter of the passages and the recess in which the roller is arranged, can be deformed. This allows the Roller, which is mounted directly in the recess, are prevented from rotating and thus cause damage to the high-pressure pump. In addition, the flow of the passages through a cover by the pump camshaft is not optimal.
- the invention has for its object to provide a high-pressure pump with a roller shoe, which is particularly improved in terms of a fluid exchange between a plunger chamber and a pump interior and a cooling of the components.
- the fluid exchange between a tappet space and a pump interior can be increased without impairing the stability of the roller tappet and thereby improving the overall cooling of at least the components of the entire roller tappet. Also can be reduced by the improved flow of the diameter of the passage over the prior art, so that its stability is improved.
- the passage at the mouth in the pump interior to an extension.
- This extension is designed in the most general form so that the fluid can enter better in the passage.
- the extension is an inclined end face, ie a chamfer, on the roller shoe and the plunger body.
- a chamfer can easily in the roller shoe and the plunger body for example, incorporated in their preparation in these.
- the bevel later for example, in a particularly high-loaded Rollenst Congressei in the roller shoe and the tappet body.
- the pump housing or the tappet guide has a corresponding to the extension
- the extension is a step in the roller shoe and the plunger body.
- a stage can be easily made for example by a milling process.
- the step can extend over the entire width of the roller shoe and the plunger body or, as provided in a further embodiment of the invention, be formed as a groove.
- Such a groove for example, can be easily created again by a milling process and offers advantages in terms of improved guidance in particular of the plunger body in the plunger guide, as this is longer than at a extending over the entire width stage.
- the extension is a rounding of the mouth of the passage.
- the rounding can also be combined with a chamfer, groove or step.
- Such a rounding is relatively easy to produce and also has the advantage that the rounding in terms of a
- the passage is a bore.
- a bore can be easily manufactured or incorporated into the roller shoe, so that the production cost is further reduced.
- the maximum effective depth a of the end face, the step or the groove is greater than 20% of the diameter d of the passage. Such a depth has proven to be particularly suitable.
- the effective area a 2 of the extension is more than 20%, preferably more than 30%, of the area d 2 ⁇ ⁇ / 4 of the passage. This value has also proven to be particularly advantageous in experiments.
- Figure 2 is a plan view of a configured according to Figure 1
- Figure 3 is a detail view of a variant of an extension of an entry into a roller shoe.
- FIG. 1 shows a section through a partial region of a high-pressure pump.
- High-pressure pump is used in a fuel injection system
- the fuel is in particular diesel fuel and the internal combustion engine is accordingly designed as a self-igniting internal combustion engine.
- the Kraftsoff is supplied to the high-pressure pump from a low-pressure pump from a tank.
- the high-pressure pump has a pump housing 1, in which a
- Pump interior 2 is formed.
- the pump interior 2 is a
- Pump camshaft 3 rotatably mounted.
- the funded by the low pressure pump fuel is introduced into the pump interior 2 and a subset of the introduced into the pump interior 2 fuel is used to lubricate the bearings of the pump camshaft 3, while a second subset is continued with simultaneous lubrication and cooling of the components of the high pressure pump to a metering unit that determines the amount of fuel to be metered to a pump delivery space.
- This amount of fuel metered to the pump delivery chamber is supplied to the pump delivery chamber via a suction valve and conveyed into the high-pressure accumulator during a delivery stroke of a pump piston 4 via a check valve and a high-pressure line.
- the pump piston 4 is in one piece preferably with a
- Pump cylinder head trained pump cylinder 5 is movable and a pump foot 6 of the pump piston 4 is pressed by a spring plate 7 by a pump spring 8 against a roller shoe 9.
- the roller shoe 9 is part of a roller tappet 10 which is translationally movable up and down in an incorporated in the pump housing 1 ram guide 1 1.
- the roller tappet 10 further has a tappet body 12 with an inner ring flange 13, against which the roller shoe 9 is supported.
- the roller shoe 9 has a cylinder-section-shaped recess 14 into which a roller 15 is inserted.
- the roller 15 runs on a cam track 16 of the pump camshaft 3 and sets a rotational movement of the
- the pump interior 2 is connected via a plurality, preferably four, passages 17 to a plunger chamber 18 above the roller shoe 9.
- a plunger chamber 18 above the roller shoe 9.
- the fuel via the metering unit in the
- the entry of fuel from the pump interior 2 into the passages 17, which has a diameter d is improved in that an orifice 22 of the passage 17 in the pump interior has a lateral flow of the passage 17 from the pump interior 2 enabling training.
- the extension is formed as a groove 19 having a depth a and over the entire width - formed by the diameter - of the passage 17 extends.
- the effective area a 2 has a value> 30% of the area d 2 x rr / 4 of the passage 17.
- the mouth 22 of the passage 17 is formed as a chamfer 20 which extends over the entire corresponding region of the roller shoe 9 also adjacent to the passage 17.
- a chamfer 20 is particularly easy to manufacture, for example, during the manufacture of the roller shoe 9.
- Figure 2 shows the two embodiments of the extension, namely the groove 19 and the chamfer 20 of the roller shoe 9 in a plan view.
- Figure 3 shows a variant of the extension in the form of a step 21, in the
- Roller shoe 9 is incorporated.
- Fluid exchange between the pump interior 2 and the plunger chamber 18 takes place both in a forwarding of fuel into the pump delivery chamber and in the up and down movement of the roller tappet 10.
- the cooling of the components of the high pressure pump and in particular of the plunger body 12 is improved overall.
Abstract
Hochdruckpumpe, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, mit einem einen Pumpeninnenraum 2 aufweisenden Pumpengehäuse 1, in dem eine Pumpennockenwelle 3 drehbar gelagert ist, die über einen in einem Stößelkörper 12 des Rollenstößels 10 angeordneten und an einem Innenringflansch 13 des Stößelkörpers 12 angreifenden Rollenschuh 9 mit einer in einer Ausnehmung des Rollenschuhs 9 eingesetzten Laufrolle 15 zusammenwirkt, wobei die Laufrolle 15 auf einer Nockenlaufbahn 16 der Pumpennockenwelle 3 abläuft und eine Drehbewegung der Pumpennockenwelle 3 in eine translatorische Bewegung eines in einen Pumpenzylinder 5 eingesetzten und mit dem Rollenstößel 10 zusammenwirkenden Pumpenkolbens 4 umsetzt, und wobei zwischen dem Pumpenzylinder 5 und dem Rollenstößel ein Stößelraum 18 angeordnet ist, der über zumindest einen Durchtritt 17 in dem Rollenschuh 9 mit dem Pumpeninnenraum 2 strömungsverbunden ist. Erfindungsgemäß wird ein Rollenschuh 9 bereitgestellt, der insbesondere 20 hinsichtlich eines Fluidaustauschs zwischen dem Stößelraum 18 und dem Pumpeninnenraum 2 sowie einer Kühlung der Bauteile verbessert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Durchtritt 17 an seiner Mündung in den Pumpeninnenraum 2 eine eine seitliche Anströmung aus dem Pumpeninnenraum 2 ermöglichende Ausbildung aufweist.
Description
Beschreibung
Titel
HOCHDRUCKPUMPE MIT STÖSSELANORDNUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, insbesondere eines
Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, mit einem einen
Pumpeninnenraum aufweisenden Pumpengehäuse, in dem eine
Pumpennockenwelle drehbar gelagert ist, die über einen in einem Stößelkörper eines Rollenstößels angeordneten und an einem Innenringflansch des
Stößelkörpers angreifenden Rollenschuh mit einer in einer Ausnehmung des
Rollenschuhs eingesetzten Laufrolle zusammenwirkt, wobei die Laufrolle auf einer Nockenlaufbahn der Pumpennockenwelle abläuft und eine Drehbewegung der Pumpennockenwelle in eine translatorische Bewegung eines in einen Pumpenzylinder eingesetzten und mit dem Stößelkörper zusammenwirkenden Pumpenkolbens umsetzt, und wobei zwischen dem Pumpenzylinder und dem
Stößelkörper ein Stößelraum angeordnet ist, der über einen Durchtritt in dem Rollenschuh mit dem Pumpeninnenraum strömungsverbunden ist.
Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2007 038 530 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe umfasst einen Rollenschuh, der zwei
gegenüberliegende Durchtritte aufweist, die einen Pumpeninnenraum mit einem Stößelraum verbinden. Die Durchtritte sind jeweils mit einem großen
Durchmesser gefertigt, um bei der translatorischen Bewegung des Stößelkörpers einen Kraftstoffaustausch zwischen dem Stößelraum und dem
Pumpeninnenraum der kraftstoffgeschmierten Hochdruckpumpe zu
gewährleisten. Problematisch ist, dass durch den großen Durchmesser der Durchtritte die Stabilität des Rollenschuhs herabgesetzt ist und die Ausnehmung, in der die Laufrolle angeordnet ist, verformt werden kann. Dadurch kann die
Laufrolle, die direkt in der Ausnehmung gelagert ist, an einer Drehbewegung gehindert werden und somit eine Beschädigung der Hochdruckpumpe bewirken. Zudem ist die Anströmung der Durchtritte durch eine Abdeckung durch die Pumpennockenwelle nicht optimal.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe mit einem Rollenschuh bereitzustellen, der insbesondere hinsichtlich eines Fluidaustauschs zwischen einem Stößelraum und einem Pumpeninnenraum sowie einer Kühlung der Bauteile verbessert ist.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Durchtritt an seiner Mündung in den Pumpeninnenraum eine eine seitliche Anströmung aus dem
Pumpeninnenraum ermöglichende Ausbildung aufweist. Durch diese
Ausgestaltung werden die Nachteile und Probleme, die sich durch die
Abdeckung der Durchtritte durch die Pumpennockenwelle ergeben,
ausgeglichen. Dadurch kann der Fluidaustausch zwischen einem Stößelraum und einem Pumpeninnenraum ohne eine die Stabilität des Rollenstößels beeinträchtigende Art und Weise erhöht werden und dadurch insgesamt die Kühlung zumindest der Bauteile des gesamten Rollenstößels verbessert werden. Auch kann durch die verbesserte Anströmung der Durchmesser des Durchtritts gegenüber dem Stand der Technik verkleinert werden, so dass dessen Stabilität verbessert ist.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Durchtritt an der Mündung in den Pumpeninnenraum eine Erweiterung auf. Diese Erweiterung ist in allgemeinster Ausführung so ausgestaltet, dass das Fluid besser in den Durchtritt eintreten kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Erweiterung eine schräggestellte Stirnfläche, also eine Abschrägung, an dem Rollenschuh und dem Stößelkörper. Eine solche Abschrägung kann einfach in den Rollenschuh und den Stößelkörper
beispielsweise bei deren Herstellung in diese eingearbeitet werden. Es bietet sich aber auch die Möglichkeit, die Abschrägung nachträglich beispielsweise bei einem besonders hoch belasteten Rollenstößei in den Rollenschuh und den Stößelkörper einzuarbeiten. Selbstverständlich weist auch das Pumpengehäuse beziehungsweise die Stößelführung eine mit der Erweiterung korrespondierende
Ausgestaltung auf.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Erweiterung eine Stufe in dem Rollenschuh und dem Stößelkörper. Eine solche Stufe kann beispielsweise durch einen Fräsvorgang einfach hergestellt werden. Dabei kann die Stufe sich über die gesamte Breite des Rollenschuhs und des Stößelkörpers erstrecken oder aber wie in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, als eine Nut ausgebildet sein. Eine solche Nut kann beispielsweise auch wieder durch einen Fräsvorgang einfach erstellt werden und bietet Vorteile hinsichtlich einer verbesserten Führung insbesondere des Stößelkörpers in der Stößelführung, da diese länger als bei einer sich über die gesamte Breite erstreckenden Stufe ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Erweiterung eine Verrundung der Mündung des Durchtritts. Vorteilhaft kann die Verrundung auch mit einer Abschrägung, Nut oder Stufe kombiniert sein. Eine solche Verrundung ist relativ einfach herstellbar und bietet zudem den Vorteil, dass die Rundung hinsichtlich eines
strömungsmäßigen Verhaltens des Fluids durch den Durchtritt optimiert sein kann. Gerade bei einer Verrundung ergibt sich die Möglichkeit eine deutlich höhere Fluidmenge durch die Verrundung aufzufangen und durch den Durchtritt hindurch zu führen. Dadurch kann im Ergebnis der Strömungsquerschnitt des
Durchtritts verringert werden, wodurch auch wieder die Stabilität des
Rollenschuhs erhöht wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Durchtritt eine Bohrung. Eine solche Bohrung lässt sich problemlos fertigen bzw. in den Rollenschuh einarbeiten, so dass der Herstellungsaufwand weiter reduziert ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die maximale wirksame Tiefe a der Stirnfläche, der Stufe oder der Nut größer als 20 % des Durchmessers d des Durchtritts. Eine solche Tiefe hat sich als besonders geeignet erwiesen.
In Weiterbildung der Erfindung beträgt die wirksame Fläche a2 der Erweiterung mehr als 20 %, bevorzugt mehr als 30 %, der Fläche d2 x π / 4 des Durchtritts. Auch dieser Wert hat sich in Versuchen als besonders Vorteilhaft erwiesen.
Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch einen Teilbereich einer Hochdruckpumpe,
Figur 2 eine Draufsicht auf einen gemäß Figur 1 ausgestalteten
Rollenschuh und
Figur 3 eine Detailansicht einer Variante einer Erweiterung eines Eintritts in einen Rollenschuh.
Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teilbereich einer Hochdruckpumpe. Die
Hochdruckpumpe wird bei einem Kraftstoffeinspritzsystem einer
Brennkraftmaschine eingesetzt und fördert den unter einen Vordruck der Hochdruckpumpe zugeführten Kraftstoff mit einem Druck von vorzugsweise mehr als 1600 bar in einen Hochdruckspeicher, aus dem der gespeicherte Kraftstoff einzelnen K raftstoff i nj e ktore n zur Einspritzung in einen jeweils zugeordneten
Brennraum der Brennkraftmaschine entnommen wird. Dabei ist der Kraftstoff insbesondere Dieselkraftstoff und die Brennkraftmaschine ist dementsprechend als selbstzündende Brennkraftmaschine ausgebildet. Der Kraftsoff wird der Hochdruckpumpe von einer Niederdruckpumpe aus einem Tank zugeführt.
Die Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, in dem ein
Pumpeninnenraum 2 gebildet ist. In dem Pumpeninnenraum 2 ist eine
Pumpennockenwelle 3 drehbar gelagert. Der von der Niederdruckpumpe geförderte Kraftstoff wird in den Pumpeninnenraum 2 eingebracht und eine Teilmenge des in den Pumpeninnenraum 2 eingebrachten Kraftstoff wird zur Schmierung der Lager der Pumpennockenwelle 3 herangezogen, während eine zweite Teilmenge unter gleichzeitiger Schmierung und Kühlung der Bauteile der Hochdruckpumpe zu einer Zumesseinheit weitergeführt wird, die die einem Pumpenförderraum zuzumessende Kraftstoffmenge bestimmt. Diese dem Pumpenförderraum zugemessene Kraftstoffmenge wird über ein Saugventil dem Pumpenförderraum zugeführt und bei einem Förderhub eines Pumpenkolbens 4 über ein Rückschlagventil und eine Hochdruckleitung in den Hochdruckspeicher gefördert.
Der Pumpenkolben 4 ist in einen vorzugsweise einstückig mit einem
Pumpenzylinderkopf ausgebildeten Pumpenzylinder 5 bewegbar und ein Pumpenfuß 6 des Pumpenkolbens 4 wird über einen Federteller 7 von einer Pumpenfeder 8 gegen einen Rollenschuh 9 gedrückt.
Der Rollenschuh 9 ist Bestandteil eines Rollenstößels 10, der in einer in das Pumpengehäuse 1 eingearbeiteten Stößelführung 1 1 translatorisch auf und ab bewegbar ist. Der Rollenstößel 10 weist weiterhin einen Stößelkörper 12 mit einem Innenringflansch 13 auf, an den sich der Rollenschuh 9 abstützt. Der Rollenschuh 9 weist eine zylinderabschnittsförmige Ausnehmung 14 auf, in die eine Laufrolle 15 eingesetzt ist. Die Laufrolle 15 läuft auf einer Nockenlaufbahn 16 der Pumpennockenwelle 3 ab und setzt eine Drehbewegung der
Pumpennockenwelle 3 in die translatorische Auf- und Abbewegung des
Rollenstößels 10 sowie des damit zusammenwirkenden Pumpenkolbens 4 um.
Der Pumpeninnenraum 2 ist über mehrere, vorzugsweise vier Durchtritte 17 mit einem Stößelraum 18 oberhalb des Rollenschuhs 9 verbunden. Bevorzugt aus dem Stößelraum 18 wird der Kraftstoff über die Zumesseinheit in den
Pumpenförderraum eingebracht.
Erfindungsgemäß wird der Eintritt von Kraftstoff aus dem Pumpeninnenraum 2 in die Durchtritte 17, der einen Durchmesser d aufweist, dadurch verbessert, dass eine Mündung 22 des Durchtritts 17 in den Pumpeninnenraum eine eine seitliche Anströmung des Durchtritts 17 aus dem Pumpeninnenraum 2 ermöglichende Ausbildung aufweist. Gemäß der linken Seite der Figur 1 ist die Erweiterung als eine Nut 19 ausgebildet, die eine Tiefe a aufweist und sich über die gesamte Breite - gebildet durch den Durchmesser - des Durchtritts 17 erstreckt. Die wirksame Fläche a2 weist einen Wert >30 % der Fläche d2 x rr / 4 des Durchtritts 17 auf.
In der auf der rechten Seite der Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Mündung 22 des Durchtritts 17 als eine Abschrägung 20 ausgebildet, die sich über den gesamten entsprechenden Bereich des Rollenschuhs 9 auch neben dem Durchtritt 17 erstreckt. Eine solche Abschrägung 20 ist besonders einfach beispielsweise während der Herstellung des Rollenschuhs 9 zu fertigen.
Figur 2 zeigt die beiden Ausbildungen der Erweiterung, nämlich die Nut 19 und die Abschrägung 20 des Rollenschuhs 9 in einer Draufsicht. Figur 3 zeigt eine Variante der Erweiterung in Form einer Stufe 21 , die in den
Rollenschuh 9 eingearbeitet ist.
Alle diese Ausführungen haben den Vorteil, dass die Einströmung von Kraftstoff in die Durchtritte 17 verbessert wird und dadurch der Fluidaustausch zwischen dem Stößelraum 18 und dem Pumpeninnenraum 2 verbessert wird. Ein
Fluidaustausch zwischen dem Pumpeninnenraum 2 und dem Stößelraum 18 findet sowohl bei einer Weiterleitung von Kraftstoff in den Pumpenförderraum als auch bei der Auf- und Abbewegung des Rollenstößels 10 statt. Dadurch wird auch die Kühlung der Bauteile der Hochdruckpumpe und insbesondere des Stößelkörpers 12 insgesamt verbessert.
Claims
Hochdruckpumpe, insbesondere eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, mit einem einen Pumpeninnenraum
(2)
aufweisenden Pumpengehäuse (1 ), in dem eine Pumpennockenwelle (3) drehbar gelagert ist, die über einen in einem Stößelkörper (12) des Rollenstößels (10) angeordneten und an einem Innenringfiansch (13) des Stößelkörpers (12) angreifenden Rollenschuh (9) mit einer in eine Ausnehmung (14) des Rollenschuhs (9) eingesetzten Laufrolle (15) zusammenwirkt, wobei die Laufrolle (15) auf einer Nockenlaufbahn (16) der Pumpennockenwelle (3) abläuft und eine Drehbewegung der Pumpennockenwelle
(3) in eine translatorische Bewegung eines in einen Pumpenzylinder (5) eingesetzten und mit dem Rollenstößel (10) zusammenwirkenden Pumpenkolbens
(4) umsetzt, und wobei zwischen dem Pumpenzylinder (5) und dem Rollenstößel (10) ein Stößelraum (18) angeordnet ist, der über zumindest einen Durchtritt (17) in dem
Rollenschuh mit dem Pumpeninnenraum (2) strömungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtritt (17) an seiner Mündung (22) in den Pumpeninnenraum (2) eine eine seitliche Anströmung aus dem Pumpeninnenraum (2) ermöglichende Ausbildung aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtritt (17) an der Mündung (22) eine Erweiterung aufweist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung eine Abschrägung (20) an dem Rollenschuh (9) und dem Stößelkörper (12) ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung eine Stufe (21 ) in dem Rollenschuh (9) und dem Stößelkörper (12) ist.
5. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung eine Nut (19) in dem Rollenschuh (9) und dem Stößelkörper (12) ist.
6. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtritt (17) eine Bohrung ist.
7. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung eine Verrundung des Durchtritts (17) ist.
8. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Tiefe der Erweiterung >20 %, insbesondere >30 % des Durchmessers des Durchtritts (17) ist.
9. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Fläche der Erweiterung >20 %, insbesondere >30 % der Querschnittsfläche des Durchtritts (17) ist.
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