DE102007029961A1 - Zylinderkopfmodul - Google Patents

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Friedrich Boecking
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf (1) einer selbstzündenden Brennkraftmaschine, umfassend eine integrierte und mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckkreislauf verbundene Hochdruckkraftstoffpumpe (3), wobei eine dem Niederdruckkreislauf zugeordnete Förderpumpe (4) Kraftstoff unter Niederdruck zu der Hochdruckkraftstoffpumpe (3) über einen Pumpenzulauf (5) fördert und mindestens ein Pumpenkolben der Hochdruckkraftstoffpumpe (3) über mindestens eine Ventilnockenwelle (2a, 2b) betreibbar ist, wobei ferner die Hochdruckkraftstoffpumpe (3) benachbart zu mindestens einem Antriebsritzel (6a, 6b) der mindestens einen Ventilnockenwelle (2a, 2b) auf der Antriebsseite von dieser angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine umfassend eine integrierte und mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckkreislauf verbundene Hochdruckkraftstoffpumpe, wobei eine dem Niederdruckkreislauf zugeordnete Förderpumpe Kraftstoff unter Niederdruck zu der Hochdruckkraftstoffpumpe über einen Pumpenzulauf fördert und mindestens ein Pumpenkolben der Hochdruckkraftstoffpumpe über mindestens eine Ventilnockenwelle betreibbar ist.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 195 15 191 A1 ist bereits ein Zylinderkopf einer selbstzündenden Brennkraftmaschine bekannt, an welchem eine über den Ventiltrieb betriebene Hochdruckkraftstoffpumpe befestigt ist. Diese Pumpe ist zum Einen mit einem Niederdruckkreislauf und einer dazugehörigen Förderpumpe und andererseits mit einem Hochdruckkreislauf und einem Hochdruckspeicher verbunden. Der Kolben der Hochdruckkraftstoffpumpe steht mit einer polygonen Ausbildung der Nockenwelle des Ventiltriebes in Kontakt. Bei Betrieb wird durch Bewegung des Pumpenkolbens Kraftstoff über den Niederdruckkreislauf angesaugt, auf Hochdruck verdichtet und zum Hochdruckspeicher gefördert. Die zu verdichtende Menge Kraftstoff wird hierbei über ein in der Hochdruckkraftstoffpumpe angeordnetes Magnetventil gesteuert.
  • Nachteilhaft an einer derartigen Anordnung ist, dass die Lagerungen der Ventilnockenwelle im Bereich der Anordnung der Hochdruckkraftstoffpumpe stärker belastet und unter Umständen verstärkt werden müssen.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zylinderkopf zu schaffen, in welchem die Hochdruckkraftstoffpumpe vorteilhafter angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe benachbart zu einem Antriebsritzel der Ventilnockenwelle auf der Antriebsseite von dieser angeordnet ist. Da auf dieser Seite aufgrund des Nockenwelleantriebes stärkere Lager vorhanden sind, ist ein Antrieb der Hochdruckkraftstoffpumpe an dieser Stelle von Vorteil.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Hochdruckkraftstoffpumpe mit einem Pumpenkolben über eine Ventilnockenwelle mittels eines Doppelnockens betreibbar. Dadurch ist es möglich, eine ausreichende Befüllung des Hochdruckspeichers bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine mit zwei Ventilen pro Zylinder zu gewährleisten.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hochdruckkraftstoffpumpe mit zwei Pumpenkolben über zwei Ventilnockenwellen betreibbar. Hierdurch wird die Verdichtung des Kraftstoffes auf Hochdruck bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern und vier Ventilen pro Zylinder für einen ordnungsgemäßen Betrieb sichergestellt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Hochdruckkraftstoffpumpe mit zwei Pumpenkolben über eine Ventilnockenwelle betreibbar. Dadurch kann eine ausreichende Versorgung des Hochdruckspeichers durch eine Zweikolbenhochdruckpumpe bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine mit zwei Ventilen pro Zylinder bewerkstelligt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Förderpumpe auf der antriebsabgewandten Seite der Ventilnockenwelle angeordnet. Aufgrund der guten Bauraumverhältnisse auf dieser Seite ist eine Anordnung an dieser Stelle von Vorteil.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Pumpenzulauf zwischen Förderpumpe und Hochdruckkraftstoffpumpe in Form eines Kanals in den Zylinderkopf integriert. Dies hat den Vorteil, dass zusätzliches Material für Leitungen eingespart und somit der Herstellungsaufwand reduziert werden kann.
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.
  • Ausführungsbeispiele
  • Es zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung durch den Zweiventilzylinderkopf entlang der Ventilnockenwelle, und
  • 2 eine Schnittdarstellung eines Vierventilzylinderkopfes entlang der zwei Nockenwellen.
  • In 1 ist ein Zweiventilzylinderkopf 1 dargestellt, wobei eine Ventilnockenwelle 2a die jeweils zwei Ventile pro Zylinder betreibt. Diese Ventilnockenwelle 2a wird über ein Antriebsritzel 6a durch die nicht dargestellte Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 ist hierbei auf der Antriebsseite der Ventilnockenwelle 2a im Zylinderkopf 1 angeordnet. Die Förderpumpe 4 ist auf der entgegengesetzten Seite der Ventilnockenwelle 2a am Zylinderkopf 1 angeordnet. Hochdruckkraftstoffpumpe 3 und Förderpumpe 4 sind über einen im Zylinderkopf 1 integrierten Pumpenzulauf 5 verbunden.
  • Bei Betrieb der Brennkraftmaschine werden sowohl die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 als auch die Förderpumpe 4 über die Rotation der Ventilnockenwelle 2a angetrieben. In der Förderpumpe 4 wird hierbei der Kraftstoff aus dem Kraftstofftank angesaugt auf ein niedriges Druckniveau verdichtet und zur Hochdruckkraftstoffpumpe 3 gefördert. In der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 wird der Kraftstoff dann auf Hochdruck verdichtet und zu dem Hochdruckspeicher befördert.
  • In 2 ist ein Zylinderkopf 1 für eine Vierventilbrennkraftmaschine dargestellt. Im Unterschied zu der vorhergehenden Zeichnung stehen deshalb in diesem Fall zwei Ventilnockenwellen 2a und 2b als Antrieb für die Hochdruckkraftstoffpumpenanordnung zur Verfügung. Die Förderpumpe 4 ist erneut auf der nicht angetrieben Seite der Ventilnockenwellen 2a und 2b angeordnet und wird über eine der beiden Ventilnockenwellen 2a oder 2b betrieben. Es ist ebenfalls ein Pumpenzulauf 5 zwischen der Förderpumpe 4 und der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 in den Zylinderkopf 1 integriert.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. So ist auch eine Anordnung der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 auf der nicht angetriebenen Seite der Ventilnockenwellen 2a und 2b aufgrund der besseren Bauraumverhältnisse denkbar. Zudem ist auch eine Anordnung der Förderpumpe 4 im Bereich der Hochdruckkraftstoffpumpe 3 von Vorteil, da sich hierdurch der Pumpenzulauf 5 kurz halten lässt. Es sind hierbei auch Konzepte einer auf dem Zylinderkopf 1 aufgesetzten, in die Hochdruckkraftstoffpumpe 3 integrierten oder im Zylinderkopf 1 sitzenden Förderpumpe 4 denkbar.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19515191 A1 [0002]

Claims (7)

  1. Zylinderkopf (1) einer selbstzündenden Brennkraftmaschine umfassend eine in diesen integrierte und mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckkreislauf verbundene Hochdruckkraftstoffpumpe (3), wobei eine dem Niederdruckkreislauf zugeordnete Förderpumpe (4) Kraftstoff unter Niederdruck zu der Hochdruckkraftstoffpumpe (3) über einen Pumpenzulauf (5) fördert und mindestens ein Pumpenkolben der Hochdruckkraftstoffpumpe (3) über mindestens eine Ventilnockenwelle (2a, 2b) betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (3) benachbart zu mindestens einem Antriebsritzel (6a, 6b) der mindestens einen Ventilnockenwelle (2a, 2b) auf der Antriebsseite von dieser angeordnet ist.
  2. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (3) mit einem Pumpenkolben über eine Ventilnockenwelle (2a; 2b) mittels eines Doppelnockens betreibbar ist.
  3. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkraftstoffpumpe (3) mit zwei Pumpenkolben über zwei Ventilnockenwellen (2a, 2b) betreibbar ist.
  4. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hochdruckkraftstoffpumpe (3) mit zwei Pumpenkolben über eine Ventilnockenwelle (2a; 2b) betreibbar ist.
  5. Zylinderkopf (1) nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderpumpe (4) auf der antriebsabgewandten Seite der mindestens einen Ventilnockenwelle (2a, 2b) angeordnet ist.
  6. Zylinderkopf (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenzulauf (5) zwischen Förderpumpe (4) und Hochdruckkraftstoffpumpe (3) in den Zylinderkopf (1) integriert ist.
  7. Selbstzündende Brennkraftmaschine für den Betrieb eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Zylinderkopf (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19515191A1 (de) 1994-04-28 1995-11-02 Nippon Denso Co Hochdruck-Kraftstoffpumpe

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