DE10115859A1

DE10115859A1 - Kraftstoffhochdruckpumpe mit integriertem Common-Rail

Info

Publication number: DE10115859A1
Application number: DE2001115859
Authority: DE
Inventors: Helmut Simon; Helmut Haberer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-17
Also published as: WO2002079635A1

Abstract

Es wird eine Kraftstoffhochdruckpumpe vorgeschlagen, bei der die Hochdruckräume (23) der Pumpenelemente (36) und ein Common-Rail einstückig ausgeführt sind, so dass das Totvolumen minimiert wird und Dichtigkeitsprobleme zwischen Pumpenelementen der Kraftstoffhochdruckpumpe und dem Common-Rail vermieden werden.

Description

Stand der Technik

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.

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.

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.

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.

Vorteile der Erfindung

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.

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.

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.

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.

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 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.

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.

Zeichnung

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruckpumpe im Längsschnitt und

Fig. 2: das gleiche Ausführungsbeispiel in der zweiten Ansicht, teilweise geschnitten.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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.

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.

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.

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.

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.

Kolben 19, Zylinderlaufbahn 37, Hochdruckraum 23, Saugventil 29 und Rückschlagventil 41 können in ihrer Gesamtheit auch als Pumpenelement 36 bezeichnet werden.

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.

Claims

1. Kraftstoffhochdruckpumpe für ein Common-Rail- Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Pumpenelement (47), wobei das mindestens eine Pumpenelement (47) einen von einem Kolben (19) begrenzten Hochdruckraum (23) aufweist aus dem Kraftstoff über einen Hochdruckkanal (43) in ein Common-Rail (39) gefördert wird und wobei der mindestens eine Hochdruckraum (23) und der Common-Rail (39) einstückig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Längachse des Hochdruckkanals (43) rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kolbens (19) angeordnet ist.

2. Kraftstoffhochpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Common-Rail (39) auf gleicher Höhe mit dem Hochdruckraum (23) angeordnet ist.

3. Kraftstoffhochpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Verlängerung des Hochdruckkanals (43) eine Gewindebohrung (45) für eine Druckleitung zu einem Injektor, einen Drucksensor oder ein Überdruckventil vorgesehen ist.

4. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hochdruckkanal (43) ein Rückschlagventil (41) vorgesehen ist.

5. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckraum (23) saugseitig von einem Ventilglied (31) eines Saugventils (29) begrenzt wird.

6. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (19) des mindestens einen Pumpenelements (47) über eine Nockenwelle (3), eine Rolle (15) und einen in einem ersten Gehäuseteil (1) koaxial zum Kolben (19) geführten Stößel (17) angetrieben wird.

7. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (3) mehrere über den Umfang verteilte Nocken (13) aufweist.

8. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (3) mindestens mittelbar eine Vorförderpumpe (7) antreibt.

9. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Pumpenelemente (47) nebeneinander in Reihe angeordnet sind, und dass sich das Common-Rail (39) seitlich der Pumpenelemente erstreckt.

10. Kraftstoffhochpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Common-Rail (39) mehrere Speicherräume aufweist.