DE102007019909B4

DE102007019909B4 - Kraftstoffpumpe mit Leckagenuten

Info

Publication number: DE102007019909B4
Application number: DE102007019909.2A
Authority: DE
Inventors: Torsten Gritzko; Thomas Hamann; Ludwig Maier; Stephan Haas; Wilfried Kaufmann; Holger Schaar
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2019-07-11
Anticipated expiration: 2027-04-28
Also published as: JP5296407B2; CN101294532B; CN101294532A; FI124648B; KR101375198B1; DE102007019909A1; FI20085325A0; JP2008274934A; FI20085325A; KR20080096369A

Abstract

Kraftstoffpumpe (10), insbesondere Hochdruckkraftstoffpumpe eines Common-Rail-Kraftstoffsystems, mit einem in einem Pumpenzylinder (11) geführten Pumpenkolben (13), wobei im Bereich einer Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders, in welcher der Pumpenkolben geführt ist, mindestens eine Leckagenut (15, 16) ausgebildet ist, über die eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Leckagenuten (15, 16), dabei eine obere Leckagenut (15) und eine untere Leckagenut (16), wobei der Abstand (ΔX) zwischen der oberen Leckagenut (15) und der unteren Leckagenut (16) in einem Bereich zwischen dem 0,15-fachen und dem 1,4-fachen des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) liegt, derart in den Pumpenzylinder (11) eingebracht sind, dass die Leckagenuten (15, 16) in dem unteren Drittel des Abschnitts des Pumpenzylinders (11) positioniert sind, in dem der Pumpenkolben (13) bei einer über einen oder mehrere Nocken (14) initiierten Bewegung geführt ist, wobei der Abstand (Xo) der oberen Leckagenut (15) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 0,33-fache der axialen Länge (L) der Ausnehmung (12) und der Abstand (Xu) der unteren Leckagenut (16) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 0,45-fache des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffpumpe, insbesondere eine Hochdruckkraftstoffpumpe eines Common-Rail-Kraftstoffsystems, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Kraftstoffpumpen verfügen über einen Pumpenzylinder, wobei im Pumpenzylinder ein Pumpenkolben bewegbar gelagert bzw. geführt ist. Der Pumpenkolben wird über einen oder mehrere Nocken im Pumpenzylinder auf und ab bewegt, wodurch Kraftstoff angesaugt und von der Kraftstoffpumpe Verbrauchern, so z. B. Einspritzventilen eines Kraftstoffsystems, zugeführt wird.
Aus der Praxis bekannte Kraftstoffpumpen verfügen im Bereich des Pumpenzylinders, in welchem der Pumpenkolben bewegbar gelagert bzw. geführt ist, über eine oder mehrere Leckagenuten, um eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage entweder ins Kraftstoffsystem oder in einen Leckagerücklauf abzuführen. Dabei sind bei aus der Praxis bekannten Kraftstoffpumpen Leckagenuten derart im Bereich einer der Führung des Pumpenkolbens dienenden Ausnehmung des Pumpenzylinders positioniert, dass eine obere bzw. eine von einem Hochdruckraum gesehen erste Leckagenut in einem oberen Bereich der Ausnehmung positioniert ist.
Insbesondere dann, wenn die Kraftstoffpumpe in einem mit Schweröl oder Gasöl betriebenen Kraftstoffsystem Verwendung findet, können sich als Verlackungen bezeichnete Kraftstoffablagerungen in einem Führungsbereich zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder ausbilden, die das Führungsspiel zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder einengen und so zu einem Kolbenfresser führen können.
Die EP 1 234 975 B1 , wie auch die EP 1 348 864 A1 offenbart bereits eine Hochdruckkraftstoffpumpe mit einem Pumpenkolben, wobei im Bereich einer Ausnehmung des Pumpenzylinders eine Leckagenut ausgebildet ist, über diese eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage abführbar ist.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Kraftstoffpumpe zu schaffen, bei der die Gefahr der Ausbildung von Verlackungen reduziert ist. Dieses Problem wird durch eine Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist die oder jede Leckagenut derart in den Pumpenzylinder eingebracht, dass die oder jede Leckagenut in einem unteren Drittel der Ausnehmung des Pumpenzylinders positioniert ist.
Erfindungsgemäß ist die oder jede Leckagenut in einem unteren Drittel der Ausnehmung des Pumpenzylinders, die der Führung des Pumpenkolbens dient, positioniert. Hiermit wird erreicht, dass sich eine durch den während einer Förderphase der Kraftstoffpumpe auftretenden Hochdruck resultierende Aufweitung des Pumpenzylinders über einen größeren Bereich erstreckt, so dass ein größerer Bereich des Pumpenzylinders von Kraftstoff so durchspült wird, dass es nicht zu einem Verweilen des Leckkraftstoffs im Führungsbereich bzw. Dichtspalt zwischen dem Pumpenkolben und dem Pumpenzylinder kommt. Hierdurch kann die Gefahr der Ausbildung von Verlackungen gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert werden.
Im Bereich der Ausnehmung des Pumpenzylinders sind mindestens zwei Leckagenuten ausgebildet, nämlich eine obere Leckagenut und eine untere Leckagenut, wobei der Abstand zwischen der oberen Leckagenut und der unteren Leckagenut in einem Bereich zwischen dem 0,15-fachen und dem 1,4-fachen des Durchmessers des Pumpenkolbens liegt, wobei ein Abstand der oberen Leckagenut von einer unteren Begrenzung der Ausnehmung des Pumpenzylinders maximal dem 0,33-fachen der axialen Länge der Ausnehmung entspricht, und wobei ein Abstand der unteren Leckagenut von der unteren Begrenzung der Ausnehmung des Pumpenzylinders maximal dem 1,0-fachen des Durchmessers des Pumpenkolbens entspricht.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1: einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2: einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffpumpe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch eine Kraftstoffpumpe 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der hier vorliegenden Erfindung, wobei die Kraftstoffpumpe 10 gemäß 1 einen Pumpenzylinder 11 sowie einen in einer Ausnehmung 12 des Pumpenzylinders 11 bewegbar gelagerten bzw. geführten Pumpenkolben 13 umfasst. Der Pumpenkolben 13 ist gemäß 1 über Nocken 14 gesteuert im Pumpenzylinder 11 auf und ab bewegbar, wobei über diese Bewegung des Pumpenkolbens 13 im Pumpenzylinder 11 Kraftstoff angesaugt und in Richtung auf einen Verbraucher gefördert werden kann.
In die Ausnehmung 12 des Pumpenzylinders 11, in welcher der Pumpenkolben 13 geführt ist, ist mindestens eine Leckagenut eingebracht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 sind im Bereich der Ausnehmung 12 zwei Leckagenute 15 und 16 in den Pumpenzylinder 11 eingebracht. Über die Leckagenute 15 und 16 ist eine zwischen dem Pumpenzylinder 11 und dem Pumpenkolben 13 auftretende Kraftstoffleckage abführbar, und zwar entweder in ein Kraftstoffversorgungssystem und/oder drucklos in einen Leckagerücklauf. Gemäß 1 ist die Kraftstoffleckage aus den Leckagenuten 15 und 16 über Leckageleitungen 17 und 18 abführbar.
Gemäß 1 verfügt die Ausnehmung 12, in welcher der Pumpenkolben 13 innerhalb des Pumpenzylinders 11 geführt ist, über eine axiale Länge L. Der Pumpenkolben 13 verfügt über einen Durchmesser d. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung sind die Leckagenuten 15, 16 derart in den Pumpenzylinder 11 eingebracht, dass beide Leckagenuten 15, 16 in dem unteren Drittel der Ausnehmung 12 des Pumpenzylinders 11 positioniert sind. Beide Leckagenuten 15, 16 sind demnach in dem unteren Drittel des Abschnitts der Ausnehmung 13 des Pumpenzylinders 11 positioniert, in dem der Pumpenkolben 13 bei seiner über die Nocken 14 initiierten Bewegung geführt ist.
Der Abstand Xo der oberen Leckagenut 15, bei der es sich um die von einem Hochdruckraum gesehen ersten Leckagenut handelt, von der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 12 beträgt demnach maximal das 0,33-fache der axialen Länge L der Ausnehmung 12.
Ein Abstand ΔX der oberen Leckagenut 15, bei der es sich um die vom Hochdruckraum betrachtet erste Leckagenut handelt, von der unteren Leckagenut 16, bei der es sich um die vom Hochdruckraum betrachtet letzte Leckagenut handelt, liegt in einem Bereich zwischen dem 0,15-fachen und dem 1,4-fachen des Durchmessers d des Pumpenkolbens 13.
Der Abstand Xu der unteren Leckagenut 16, bei der es sich um die vom Hochdruckraum betrachtete letzte Leckagenut handelt, von der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 12 beträgt maximal das 1,0-fache des Durchmessers d des Pumpenkolbens 13.
Im Ausführungsbeispiel der 1, in welchem zwischen der unteren Leckagenut 16 und der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 13 kein Abdichtelement positioniert ist, beträgt der Abstand Xu der unteren Leckagenut 16 von der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 12 maximal das 0,45-fache des Durchmessers d des Pumpenkolbens 13.
In dem Fall hingegen, in dem gemäß 2 zwischen der unteren Leckagenut 16 und der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 12 des Pumpenzylinders 11 einer Kraftstoffpumpe 20 ein Abdichtelement 21 positioniert ist, beträgt der Abstand Xu der unteren Leckagenut 16 von der unteren Begrenzung 19 der Ausnehmung 12 maximal das 1,0-fache des Durchmessers d des Pumpenkolbens.
Im Ausführungsbeispiel der 2 ist in den Pumpenzylinder 11 der Kraftstoffpumpe 20 unterhalb der unteren Leckagenut 16 das Abdichtelement 21 integriert, bei welchem es sich z. B. um ein Abstreifelement handeln kann, mit welchem von einer äußeren Fläche des Pumpenkolbens 13 Kraftstoff abgestreift werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Prinzip einer Kraftstoffpumpe kann die Gefahr der Ausbildung von Verlackungen zwischen dem Pumpenkolben 13 und dem Pumpenzylinder 11 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffpumpen reduziert werden.
Bezugszeichenliste

10: Kraftstoffpumpe nach dem ersten Ausführungsbeispiel
11: Pumpenzylinder
12: Ausnehmung
13: Pumpenkolben
14: Nocke
15: Leckagenut
16: Leckagenut
17: Leckageleitung
18: Leckageleitung
19: Begrenzung
20: Kraftstoffpumpe nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
21: Abdichtelement

Claims

Kraftstoffpumpe (10), insbesondere Hochdruckkraftstoffpumpe eines Common-Rail-Kraftstoffsystems, mit einem in einem Pumpenzylinder (11) geführten Pumpenkolben (13), wobei im Bereich einer Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders, in welcher der Pumpenkolben geführt ist, mindestens eine Leckagenut (15, 16) ausgebildet ist, über die eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Leckagenuten (15, 16), dabei eine obere Leckagenut (15) und eine untere Leckagenut (16), wobei der Abstand (ΔX) zwischen der oberen Leckagenut (15) und der unteren Leckagenut (16) in einem Bereich zwischen dem 0,15-fachen und dem 1,4-fachen des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) liegt, derart in den Pumpenzylinder (11) eingebracht sind, dass die Leckagenuten (15, 16) in dem unteren Drittel des Abschnitts des Pumpenzylinders (11) positioniert sind, in dem der Pumpenkolben (13) bei einer über einen oder mehrere Nocken (14) initiierten Bewegung geführt ist, wobei der Abstand (Xo) der oberen Leckagenut (15) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 0,33-fache der axialen Länge (L) der Ausnehmung (12) und der Abstand (Xu) der unteren Leckagenut (16) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 0,45-fache des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) beträgt.
Kraftstoffpumpe (20), insbesondere Hochdruckkraftstoffpumpe eines Common-Rail-Kraftstoffsystems, mit einem in einem Pumpenzylinder (11) geführten Pumpenkolben (13), wobei im Bereich einer Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders, in welcher der Pumpenkolben geführt ist, mindestens eine Leckagenut (15, 16) ausgebildet ist, über die eine zwischen dem Pumpenzylinder und dem Pumpenkolben auftretende Kraftstoffleckage abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Leckagenuten (15, 16), dabei eine obere Leckagenut (15) und eine untere Leckagenut (16), wobei der Abstand (ΔX) zwischen der oberen Leckagenut (15) und der unteren Leckagenut (16) in einem Bereich zwischen dem 0,15-fachen und dem 1,4-fachen des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) liegt, derart in den Pumpenzylinder (11) eingebracht sind, dass die Leckagenuten (15, 16) in dem unteren Drittel des Abschnitts des Pumpenzylinders (11) positioniert sind, in dem der Pumpenkolben (13) bei einer über einen oder mehrere Nocken (14) initiierten Bewegung geführt ist, wobei der Abstand (Xo) der oberen Leckagenut (15) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 0,33-fache der axialen Länge (L) der Ausnehmung (12) und zwischen der unteren Leckagenut (16) und der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) in denselben ein Abdichtelement (21) integriert ist und der Abstand (Xu) der unteren Leckagenut (16) von der unteren Begrenzung (19) der Ausnehmung (12) des Pumpenzylinders (11) maximal das 1,0-fache des Durchmessers (d) des Pumpenkolbens (13) beträgt.