DE10115859A1 - High-pressure fuel pump with integrated common rail - Google Patents
High-pressure fuel pump with integrated common railInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement einen von einem Kolben begrenzten Hochdruckraum aufweist aus dem Kraftstoff über einen Hochdruckkanal in ein Common-Rail gefördert wird und wobei der Hochdruckraum und das Common-Rail einstückig ausgebildet sind.The invention relates to a high-pressure fuel pump for a common rail fuel injection system Internal combustion engine, with at least one pump element, wherein the at least one pump element one of one Piston has limited high pressure space from the fuel is conveyed into a common rail via a high-pressure channel and wherein the high pressure chamber and the common rail are in one piece are trained.
Dieser aus der EP 0 990 792 A2 bekannten Kraftstoffhochdruckpumpe ist der Wirkungsgrad aufgrund des großen Totvolumens relativ niedrig. Außerdem ist diese Kraftstoffhochdruckpumpe fertigungstechnisch anspruchsvoll.This is known from EP 0 990 792 A2 High pressure fuel pump is the efficiency due to the large dead volume is relatively low. Besides, this is High pressure fuel pump technically demanding.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kraftstoffhochdruckpumpe mit integriertem Common-Rail bereitzustellen, deren Wirkungsgrad verbessert ist und die außerdem einfach in der Herstellung und Montage ist.The invention is based on the object High-pressure fuel pump with integrated common rail to provide, the efficiency is improved and the is also easy to manufacture and assemble.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Pumpenelement, wobei das mindestens eine Pumpenelement einen von einem Kolben begrenzten Hochdruckraum aufweist aus dem Kraftstoff über einen Hochdruckkanal in ein Common-Rail gefördert wird, wobei der mindestens eine Hochdruckraum und der Common-Rail einstückig ausgebildet sind und wobei die Längsachse des Hochdruckkanals rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordnet ist.This object is achieved by a High pressure fuel pump for a common rail Fuel injection system of an internal combustion engine, with at least one pump element, the at least one Pump element a limited by a piston High-pressure chamber has one of the fuel High-pressure channel is conveyed into a common rail, the at least one high pressure room and the common rail are integrally formed and wherein the longitudinal axis of the High pressure duct perpendicular to the direction of movement of the Piston is arranged.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Hochdruckkanals kann dieser gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung verkürzt werden, so dass das Totvolumen im Hochdruckbereich der Kraftstoffhochdruckpumpe verringert wird. Dadurch verbessert sich auch der Wirkungsgrad der Kraftstoffhochdruckpumpe. Außerdem kann die Bohrung, welche den Hochdruckkanal bildet, einfacher hergestellt werden, da der Bohrer senkrecht in das Werkstück ein- und austritt. Dadurch werden Bohrerbrüche und damit Ausschuss vermieden.Due to the arrangement of the high pressure channel according to the invention this can be compared to that of the prior art known arrangement can be shortened so that the dead volume reduced in the high pressure area of the high pressure fuel pump becomes. This also improves the efficiency of the High-pressure fuel pump. In addition, the hole, which the high pressure channel forms, are easier to manufacture because the drill enters and exits the workpiece vertically. This prevents drill breaks and rejects.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist das Common-Rail auf gleicher Höhe mit dem Hochdruckraum angeordnet, so dass der Abstand zwischen Common-Rail und Hochdruckraum minimiert und somit auch das Totvolument weiter verringert wird. Dadurch erhöht sich der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe weiter.In a further addition to the invention, the common rail is on arranged at the same height with the high-pressure chamber, so that the Distance between common rail and high pressure chamber minimized and thus the dead volume is further reduced. This increases the efficiency of the invention High pressure fuel pump further.
Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass in Verlängerung des Hochdruckkanals eine Gewindebohrung zur Aufnahme einer Druckleitung zum Injektor, eines Drucksensor oder eines Überdruckventils vorhanden ist. Dadurch können Gewindebohrung, eine Aufnahme für ein im Hochdruckkanal befindliches Rückschlagventil und der Hochdruckkanal in einer Aufspannung gefertigt werden können. Außerdem kann das im Hochdruckkanal befindliche Rückschlagventil einfach montiert werden.In a variant of the invention it is provided that in Extension of the high-pressure duct a threaded hole for Inclusion of a pressure line to the injector, a pressure sensor or a pressure relief valve is present. This allows Tapped hole, a seat for one in the high pressure duct check valve and the high pressure duct in a clamping can be manufactured. Besides, can the check valve located in the high pressure channel is simple to be assembled.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird der Hochdruckraum saugseitig von einem Ventilglied eines Saugventils begrenzt, so dass auf der Saugseite des Pumpenelements kein Totvolumen entsteht und somit der Wirkungsgrad der Kraftstoffhochdruckpumpe weiter verbessert wird.In another embodiment of the invention, the High pressure space on the suction side of a valve member Suction valve limited so that on the suction side of the Pump element no dead volume arises and thus the Efficiency of the high-pressure fuel pump further improved becomes.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltungen wird der Kolben des mindestens einen Pumpenelements über eine Nockenwelle, eine Rolle und einen in einem Gehäuse koaxial zum Kolben geführten Stößel angetrieben, so dass der Kolben ausschließlich in axialer Richtung belastet wird und keine Querkräfte aufnehmen muss. Außerdem kann über die Kontur der Nockenwelle und die Anzahl der über den Umfang der Nockenwelle verteilten Nocken die Förderleistung des Kolbens bzw. des Pumpenelements auf einfache Weise an den Bedarf adaptiert werden.In further refinements according to the invention, the Piston of the at least one pump element via a Camshaft, a roller and one coaxial in one housing tappet guided to the piston so that the piston is loaded exclusively in the axial direction and none Must absorb lateral forces. You can also use the contour the camshaft and the number of over the scope of the Camshaft distributed the delivery rate of the cam Piston or the pump element to the Needs to be adapted.
In weiterer Ergänzung der Erfindung treibt die Nockenwelle mindestens mittelbar eine Vorförderpumpe an, so dass eine besonders kompakte Bauweise erreicht wird und kein gesonderter Antrieb der Vorförderpumpe brennkraftmaschinenseitig vorzusehen ist.In a further addition to the invention, the camshaft drives at least indirectly a pre-feed pump, so that a particularly compact design is achieved and none separate drive of the pre-feed pump is to be provided on the internal combustion engine side.
Bei einer anderen Ausführungsform sind mehrere Pumpenelemente nebeneinander in Reihe angeordnet und erstreckt sich das Common-Rail seitlich der Pumpenelemente, so dass die Förderleistung der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe durch die Zahl der Pumpenelemente einfach an den Bedarf angepasst werden kann. Außerdem wird durch die Förderung mehrerer Pumpenelemente in das Common- Rail eine Verringerung der Amplitude der Druckschwankungen in Common-Rail erreicht.In another embodiment, there are several Pump elements arranged side by side in a row and the common rail extends to the side of the pump elements, so that the delivery rate of the invention High pressure fuel pump by the number of pump elements can be easily adapted to the needs. Besides, will by pumping several pump elements into the common Rail a reduction in the amplitude of the pressure fluctuations reached in common rail.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen erläutert.Further advantages and advantageous configurations of the Invention are based on the drawing, the Description and the claims explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe im Längsschnitt und Fig. 1: an embodiment of a high-pressure fuel pump according to the invention in longitudinal section and
Fig. 2: das gleiche Ausführungsbeispiel in der zweiten Ansicht, teilweise geschnitten. Fig. 2: the same embodiment in the second view, partially cut.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe im Längsschnitt dargestellt. In einem ersten Gehäuseteil 1 ist eine Nockenwelle 3 drehbar gelagert. Das erste Gehäuseteil 1 kann über einen Flansch 5 an einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befestigt werden.In Fig. 1, a first embodiment of a high-pressure fuel pump according to the invention is shown in longitudinal section. A camshaft 3 is rotatably mounted in a first housing part 1 . The first housing part 1 can be attached to an internal combustion engine (not shown ) via a flange 5 .
An ihrem dem Flansch 5 abgewandten Ende treibt die Nockenwelle 3 eine Vorförderpumpe 7 an. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorförderpumpe 7 als Flügelzellenpumpe ausgebildet, welche Kraftstoff durch einen Zulauf 9 ansaugt und bei einem Druck zwischen 2 und 15 Bar in einen Ablauf 11 fördert.At its end facing away from the flange 5 , the camshaft 3 drives a prefeed pump 7 . In the embodiment shown in FIG. 1, the pre-feed pump 7 is designed as a vane pump which sucks fuel through an inlet 9 and delivers it to an outlet 11 at a pressure between 2 and 15 bar.
Die Nockenwelle 3 treibt über Nocken 13, eine Rolle 15 und einen Stößel 17 einen Kolben 19 an. Die Stößel 17 sind in dem ersten Gehäuseteil 1 der Kraftstoffhochdruckpumpe geführt, so dass auf den Kolben 19 keine Radialkräfte wirken. Die Nockenwelle 3 des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels hat über den Umfang verteilt zwei einander um 180° gegenüberliegende Nocken 13. Dies bedeutet, dass der Kolben 19 mit einer Frequenz oszilliert, die doppelt so hoch ist wie die Drehzahl der Nockenwelle 3. The camshaft 3 drives a piston 19 via cams 13 , a roller 15 and a tappet 17 . The plungers 17 are guided in the first housing part 1 of the high-pressure fuel pump, so that no radial forces act on the piston 19 . The camshaft 3 of the exemplary embodiment shown in FIG. 1 has two cams 13 which are distributed over the circumference and are opposite one another by 180 °. This means that the piston 19 oscillates at a frequency that is twice the speed of the camshaft 3 .
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Kolben in Reihe angeordnet. Die entsprechenden Nocken 13 der Nockenwelle 3 sind zueinander um 90° versetzt. Aus diesem Grund ist in der gezeigten Stellung der Nockenwelle nur ein paar Nocken 13 sichtbar.In the embodiment shown in Fig. 1, two pistons are arranged in series. The corresponding cams 13 of the camshaft 3 are offset from one another by 90 °. For this reason, only a few cams 13 are visible in the position of the camshaft shown.
Auf das erste Gehäuseteil 1 ist ein zweites Gehäuseteil 21 aufgesetzt. In dem zweiten Gehäuseteil 21 sind Hochdruckräume 23, die einenends von den Kolben 19 begrenzt werden ausgespart. Die Hochdruckräume 23 werden saugseitig von einer Kraftstoffzufuhr 25 mit Kraftstoff versorgt. Die Kraftstoffzufuhr 25 und der Ablauf 11 der Vorförderpumpe 7 stehen miteinander in Verbindung. Um die Fördermenge der Kraftstoffhochdruckpumpe regeln zu können, ist zwischen Ablauf 11 der Vorförderpumpe 7 und Kraftstoffzufuhr 25 eine Zumesseinheit 27 vorgesehen. Zwischen Kraftstoffzufuhr 25 und Hochdruckraum 23 ist ein Rückschlagventil 29 vorhanden dessen Ventilglied 31 den Hochdruckraum 23 begrenzt. Das Saugventil 29 kann als komplette Einheit in das zweite Gehäuseteil 21 eingeschraubt werden oder über eine Montageöffnung 33, die nach erfolgter Montage durch eine Verschlussschraube 35 verschlossen wird montiert werden.A second housing part 21 is placed on the first housing part 1 . In the second housing part 21 , high-pressure spaces 23 , which are delimited at one end by the pistons 19 , are left out. The high-pressure spaces 23 are supplied with fuel by a fuel supply 25 on the suction side. The fuel supply 25 and the outlet 11 of the prefeed pump 7 are connected to one another. In order to be able to regulate the delivery rate of the high-pressure fuel pump, a metering unit 27 is provided between outlet 11 of the prefeed pump 7 and fuel supply 25 . A check valve 29 is present between the fuel supply 25 and the high-pressure chamber 23 , the valve member 31 limiting the high-pressure chamber 23 . The suction valve 29 can be screwed into the second housing part 21 as a complete unit or can be mounted via an assembly opening 33 , which is closed by a screw plug 35 after assembly.
Kolben 19, Zylinderlaufbahn 37, Hochdruckraum 23, Saugventil 29 und Rückschlagventil 41 können in ihrer Gesamtheit auch als Pumpenelement 36 bezeichnet werden.Piston 19 , cylinder liner 37 , high-pressure chamber 23 , suction valve 29 and check valve 41 can also be referred to as a pump element 36 in their entirety.
In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht dargestellt. Der Kolben 19 ist in Fig. 2 nicht dargestellt. Deutlich zu erkennen ist jedoch, dass an den Hochdruckraum 23 eine Zylinderlaufbahn 37 anschließt, in welcher der Kolben 19 (nicht dargestellt) geführt wird. Die Zylinderlaufbahn 37 ist einstückig mit dem zweiten Gehäuseteil 21 ausgebildet. Seitlich des Hochdruckraums 23 befindet sich ein Common-Rail 39 in dem zweiten Gehäuseteil 21. Das Common-Rail weist zwei parallel zueinander verlaufende Bohrungen auf. Erfindungsgemäß kann auch ein Common-Rail mit nur einer Bohrung verwandt werden. Zwischen Common-Rail 39 und Hochdruckraum 23 ist ein Rückschlagventil 41 vorgesehen, welches verhindert, dass Kraftstoff aus dem Common-Rail 39 zurück in den Hochdruckraum 23 fließt. Die Verbindung von Hochdruckraum 23 und Common-Rail 39 wird durch einen Hochdruckkanal 43 hergestellt in dem auch das Rückschlagventil 41 angeordnet ist. In der Verlängerung des Hochdruckkanals 43 ist eine Gewindebohrung 45 vorgesehen. Durch die Gewindebohrung 45 kann der Hochdruckkanal 43 problemlos gebohrt werden und das Rückschlagventil 41 montiert werden. Da der Hochdruckkanal 43 senkrecht in den Hochdruckkanal 23 mündet und außerdem die Längsachse des Hochdruckkanals 43 senkrecht auf der Außenkontur des zweiten Gehäuseteils 21 steht, sind Gewindebohrung 45 und Hochdruckkanal 43 fertigungstechnisch einfach zu beherrschen. In die Gewindebohrung 45 kann durch eine Verschlußschraube, einen Drucksensor, ein Überdruckventil oder eine Anschlußleitung für einen Injektor eingeschraubt werden.In Fig. 2 the embodiment of FIG. 1 is shown in side view. The piston 19 is not shown in Fig. 2. However, it can be clearly seen that the high-pressure chamber 23 is followed by a cylinder track 37 in which the piston 19 (not shown) is guided. The cylinder race 37 is formed in one piece with the second housing part 21 . A common rail 39 is located in the second housing part 21 to the side of the high-pressure chamber 23 . The common rail has two bores running parallel to one another. According to the invention, a common rail with only one hole can also be used. A check valve 41 is provided between common rail 39 and high-pressure chamber 23 , which prevents fuel from flowing from common rail 39 back into high-pressure chamber 23 . The connection of high-pressure chamber 23 and common rail 39 is established by a high-pressure channel 43 in which the check valve 41 is also arranged. A threaded bore 45 is provided in the extension of the high-pressure duct 43 . The high-pressure channel 43 can be drilled through the threaded bore 45 and the check valve 41 can be mounted. Since the high-pressure duct 43 opens vertically into the high-pressure duct 23 and, moreover, the longitudinal axis of the high-pressure duct 43 is perpendicular to the outer contour of the second housing part 21 , the threaded bore 45 and the high-pressure duct 43 are easy to control in terms of production technology. A screw plug, a pressure sensor, a pressure relief valve or a connecting line for an injector can be screwed into the threaded bore 45 .
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |