DE102010016357A1

DE102010016357A1 - Internal combustion engine with fuel pump

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Publication number: DE102010016357A1
Application number: DE102010016357A
Authority: DE
Inventors: Jörg Neugärtner; Albert Scharlach
Original assignee: A T SUED GmbH
Current assignee: A T Sued GmbH
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-13
Also published as: EP2375030A2; EP2375030A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, der eine Kraftstoffpumpe zugeordnet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Betriebsverfahren einer entsprechenden Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoffpumpe. Bei Kraftstoffpumpen treten aufgrund des zu erzeugenden hohen Drucks zunehmend Schwierigkeiten auf. Daher wird erfindungsgemäß die Kurbelwelle in die Designbetrachtungen einbezogen. Die Kurbelwelle, genauer der Kurbelwellenschaft, treibt erfindungsgemäß unmittelbar – ohne Zwischenelement – ein Antriebsglied der Kraftstoffpumpe an. Die in der Rotation des Kurbelwellenschafts vorhandene Antriebsenergie wird direkt auf die Kraftstoffpumpe weitergegeben. Es gibt eine Berührungslinie zwischen Kurbelwelle und Antriebsglied der Kraftstoffpumpe. Kurbelwelle und Kraftstoffpumpe lagern gegeneinander, beide Teile, Kurbelwelle und Kraftstoffpumpe, sind im Bereich des Kurbelwellenschafts in Berührkontakt. Diese Art des Antriebs löst viele Probleme, die bei einem Steuertriebantrieb nicht überwunden werden können.The present invention relates to an internal combustion engine to which a fuel pump is assigned. The present invention also relates to an operating method of a corresponding internal combustion engine with a fuel pump. With fuel pumps, difficulties arise because of the high pressure to be generated. Therefore, according to the invention, the crankshaft is included in the design considerations. According to the invention, the crankshaft, more precisely the crankshaft shaft, drives a drive element of the fuel pump directly - without an intermediate element. The drive energy present in the rotation of the crankshaft shaft is passed on directly to the fuel pump. There is a line of contact between the crankshaft and the drive element of the fuel pump. The crankshaft and fuel pump are positioned against one another; both parts, the crankshaft and fuel pump, are in physical contact in the area of the crankshaft shaft. This type of drive solves many problems that cannot be overcome with a timing drive drive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine, der eine Kraftstoffpumpe zugeordnet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Betriebsverfahren einer entsprechenden Verbrennungskraftmaschine mit Kraftstoffpumpe.The present invention relates to an internal combustion engine associated with a fuel pump. Furthermore, the present invention relates to an operating method of a corresponding internal combustion engine with a fuel pump.

Verbrennungskraftmaschinen gibt es in zahlreichen Ausgestaltungen, so zum Beispiel als Hubkolbenmotoren. Bei den Hubkolbenmotoren wird ein in seinem Volumen anpassbarer Brennraum durch eine Hubbewegung wenigstens eines Kolbens während des Arbeits- und Verbrennungsvorgangs in Abhängigkeit der Betriebsphase zur Energieumwandlung verwendet. Die Hubbewegung des Kolbens in seinem Zylinder, in der Regel sind mehrere Zylinder mit mehreren Kolben vorhanden, wird auf eine Kurbelwelle, insbesondere mittels Pleuel, übertragen. Der Hubkolbenmotor ist in der Regel blockartig gestaltet. Der Motorblock setzt sich aus einem Kurbelwellengehäuse und weiteren Blöcken oder Deckeln wie einem Zylinderkopf zusammen. In dem Kurbelwellengehäuse lagert die Kurbelwelle, sofern der Hubkolbenmotor mit einer innenliegenden Kurbelwelle aufgebaut ist. Das Kurbelwellengehäuse bietet zur Lagerung der Kurbelwelle ein Kurbelwellengestühl. Die Kurbelwelle selber ist normalerweise gekröpft ausgeführt, das bedeutet, dass die Kurbelwelle sich segmentartig aus einzelnen Kurbelwellenwangen, Kurbelwellenschäften und Hubzapfen zusammensetzt. Solche Kurbelwellen sind in vielen Fällen entweder geschmiedet, gebaut oder gegossen. Der Kurbelwellenschaft ist ein Stück Kurbelwelle, das von Kurbelwellenwangen begrenzt die eine Kurbelwellenwange mit der nächsten Kurbelwellenwange verbindet. Durch den Kurbelwellenschaft, der auch gelegentlich als Kurbelwellenzapfen bezeichnet wird, verläuft die Drehachse der Kurbelwelle. Seitlich hiervon versetzt wird als Verbindungsstück zwischen weiteren Kurbelwellenwangen ein Hubzapfen angeordnet, an dem die Pleuel für die einzelnen Hubkolben angebunden sein können. Im seitlichen Profil sieht eine Kurbelwelle häufig wie eine gestufte Plattenanordnung aus. Die plattenartigen, häufig seitlich ausladenden Teile der Kurbelwelle werden als Kurbelwellenwangen bezeichnet. Dazwischen sind einzelne Kurbelwellenschäfte und Kurbelwellenzapfen angeordnet, die einen geringeren Durchmesser haben als die Kurbelwellenwangen. Die Kurbelwellenwangen werden ungleichförmig in Form von Kreissegmenten gebildet, so dass die Kurbelwellenwangen gleichzeitig als Ausgleichsgewichte zur Verfügung stehen können.Internal combustion engines are available in numerous designs, such as reciprocating engines. In the reciprocating engines, a variable in its volume combustion chamber is used by a lifting movement of at least one piston during the working and combustion process as a function of the operating phase for energy conversion. The lifting movement of the piston in its cylinder, as a rule there are several cylinders with several pistons, is transmitted to a crankshaft, in particular by means of connecting rods. The reciprocating engine is designed block-like in the rule. The engine block is composed of a crankcase and other blocks or covers such as a cylinder head. The crankshaft is supported in the crankshaft housing if the reciprocating engine is built with an internal crankshaft. The crankshaft housing provides a Kurbelwellengestühl for storage of the crankshaft. The crankshaft itself is normally cranked, which means that the crankshaft is segmentally composed of individual crankshaft cheeks, crankshaft shafts and crank pins. Such crankshafts are either forged, built or cast in many cases. The crankshaft shaft is a piece of crankshaft, bounded by crankshaft cheeks connecting a crankshaft cheek with the next crankshaft cheek. Due to the crankshaft shaft, which is also sometimes referred to as crankshaft journal, the axis of rotation of the crankshaft runs. Laterally offset from this, a crank pin is arranged as a connecting piece between other crankshaft cheeks, to which the connecting rods for the individual reciprocating pistons can be connected. In the lateral profile, a crankshaft often looks like a stepped plate assembly. The plate-like, often laterally projecting parts of the crankshaft are referred to as crankshaft cheeks. In between individual crankshaft shafts and crankshaft journals are arranged, which have a smaller diameter than the crankshaft cheeks. The crankshaft cheeks are formed nonuniformly in the form of circle segments, so that the crankshaft cheeks can be available as balancing weights at the same time.

In Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Hubkolbens in seinem Zylinder muss ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in den Brennraum einbringbar sein. Somit erfolgt bei den meisten Hubkolbenmotoren eine gepulste Kraftstoffeinleitung in den Brennraum, die nur zu ausgewählten Zeitpunkten zu erfolgen hat. Das bedeutet, dass eine Synchronisierung zwischen der relativen Lage der Kurbelwelle, also einem gewissen Drehwinkel der Kurbelwelle, und einer Kraftstoffförderung sichergestellt sein sollte. Die Kraftstoffförderung ist Teil einer Kraftstoffaufbereitungsanlage, die als Einspritzanlage ausgestaltet sein kann. Teile der Einspritzanlage sind eine Druckerzeugung wie eine Kraftstoffpumpe, ein entsprechendes Leitungssystem, häufig wenigstens eine Rücklaufleitung, in der Regel wenigstens ein Kraftstofffilter, wenigstens ein Einspritzventil und entsprechende Regelungen. Die Antriebsleistung der Kraftstoffpumpe kann aus vielen verschiedenen Quellen bezogen werden, z. B. kann eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe verwendet werden, die über ein Steuergerät angesteuert phasenweise, z. B. wenn das Kraftstoffdruckniveau in den Zuleitungen unter einen Mindestdruck absinkt, betrieben wird. Mechanisch betriebenen Kraftstoffpumpen wird jedoch im Kraftfahrzeugbau, sofern Verbrennungskraftmaschinen die Antriebsaggregate sind, der Vorzug gegeben.Depending on the respective position of the reciprocating piston in its cylinder, a fuel-air mixture must be introduced into the combustion chamber. Thus, in most reciprocating engines pulsed fuel introduction into the combustion chamber, which has to be done only at selected times. This means that a synchronization between the relative position of the crankshaft, ie a certain angle of rotation of the crankshaft, and a fuel delivery should be ensured. The fuel delivery is part of a fuel treatment plant that can be configured as an injection system. Parts of the injection system are a pressure generation such as a fuel pump, a corresponding line system, often at least one return line, usually at least one fuel filter, at least one injection valve and appropriate controls. The drive power of the fuel pump can be obtained from many different sources, eg. B., an electrically driven fuel pump can be used, which is controlled by a control unit phased, z. B. when the fuel pressure level in the supply lines drops below a minimum pressure, is operated. However, mechanically operated fuel pumps are given preference in motor vehicle construction, provided internal combustion engines are the drive units.

Stand der TechnikState of the art

Andere Konzepte, wie eine Kraftstoffpumpe einer Einspritzanlage angetrieben und synchronisiert werden kann, basieren darauf, dass die Kraftstoffpumpe mechanisch angetrieben durch ihren mechanischen Antrieb synchronisiert wird. So schlägt die DE 10 2007 056 418 A1 (Anmelderin: Continental Automotive GmbH; Anmeldetag: 23.11.2007) vor, eine Hochdruckpumpe mechanisch an die Turbinenwelle, die mit der Antriebswelle der Hochdruckpumpe in Verbindung steht, mechanisch anzukoppeln. Die Druckschrift beschreibt in prinzipiellen Darstellungen unterschiedliche Ausgestaltungen von Kraftstoffeinspritzsystemen, die eine Einzelzylindereinspritzung über einen Injektor pro Brennraum realisieren können. Die in der DE 10 2007 056 418 A1 dargestellten hydraulischen Anordnungen können zur Verdeutlichung dienen, welche Teile und Komponenten zu einer Einspritzanlage gehören. Der Offenbarungsumfang der DE 10 2007 056 418 A1 wird als Grundlage zur Erklärung eines Einspritzsystems herangezogen. In solchen Einspritzanlagen kann der Förderzeitpunkt der Hochdruckpumpe durch einen Nocken oder durch mehrere Nocken eingestellt werden, wie zum Beispiel in der DE 10 2008 008 438 A1 (Anmelderin: Continental Automotive GmbH; Anmeldetag: 11.02.2008) und der DE 10 2008 002 178 A1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Anmeldetag: 03.06.2008) dargestellt. Die Nockensteuerung kann dabei sowohl Teil einer Nockenwelle wie auch Teil eines Nebentriebs oder einer Nebentriebswelle, z. B. über einen Kettentrieb oder über eine Riementriebswelle, sein. Die Anzahl der Nocken ergibt sich aus der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle im Vergleich zur Kurbelwelle. Wird die Nockenwelle als Bezugswelle verwendet, so werden in der Regel zwei bis vier Nocken platziert, während bei einer Ausgleichswelle, die häufig mit doppelter Motorendrehzahl im Vergleich zur Kurbelwelle dreht, in der Regel nur ein bis zwei Nocken platziert werden. Wie bei solchen Anordnungen eine Kraftstoffpumpe angebunden werden kann, kann der JP 2 042 170 A (Anmelderin: Honda Motor Co Ltd.; Anmeldetag: 01.08.1988) entnommen werden.Other concepts of how to drive and synchronize a fuel pump of an injection system are based on synchronizing the fuel pump mechanically driven by its mechanical drive. So that beats DE 10 2007 056 418 A1 (Applicant: Continental Automotive GmbH, filing date: 23.11.2007) to mechanically couple a high-pressure pump mechanically to the turbine shaft, which is in communication with the drive shaft of the high-pressure pump. The document describes in principle representations of different embodiments of fuel injection systems that can realize a single-cylinder injection via an injector per combustion chamber. The in the DE 10 2007 056 418 A1 illustrated hydraulic arrangements can serve to illustrate which parts and components belong to an injection system. The scope of disclosure of DE 10 2007 056 418 A1 is used as the basis for explaining an injection system. In such injection systems, the delivery timing of the high-pressure pump can be adjusted by a cam or by a plurality of cams, such as in the DE 10 2008 008 438 A1 (Applicant: Continental Automotive GmbH, filing date: 11.02.2008) and the DE 10 2008 002 178 A1 (Applicant: Robert Bosch GmbH, filing date: 03.06.2008). The cam control can be both part of a camshaft as well as part of a secondary drive or a secondary drive shaft, z. B. via a chain drive or via a belt drive shaft. The number of cams results from the rotational speed of the drive shaft compared to the crankshaft. If the camshaft is used as a reference shaft, As a rule, two to four cams are placed, while with a balancer shaft, which often rotates at twice the engine speed compared to the crankshaft, usually only one or two cams are placed. As in such arrangements, a fuel pump can be connected, the JP 2 042 170 A (Applicant: Honda Motor Co Ltd., filing date: 01.08.1988).

Es ist weithin verbreitet, die Steuerung der Kraftstoffpumpe, insbesondere einer Hochdruckpumpe, auf eine spezielle Welle, wie z. B. oben diskutiert eine Ausgleichswelle, zu beziehen. Hiervon abweichend schlägt die DE 10 2006 006 823 B3 (Patentinhaberin: Siemens AG; Anmeldetag: 14.02.2006) vor, eine unmittelbare Phasenlage zwischen Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine und einer Antriebswelle der Hochdruckpumpe einzustellen. Das dort Gelehrte ist zudem deswegen nahegelegt, weil, siehe zum Beispiel die DE 10 2008 007 025 A1 (Anmelderin: Continental Automotive GmbH; Anmeldetag: 31.01.2008), die Antriebswelle der Kraftstoffpumpe in Fachkreisen häufig als im Kurbelraum angeordnet bezeichnet wird. Die Antriebswelle der Hochdruckpumpe wird als Kurbelwelle bezeichnet.It is widespread, the control of the fuel pump, in particular a high-pressure pump, on a special shaft, such. B. discussed above, a balance shaft to relate. Deviating from this suggests the DE 10 2006 006 823 B3 (Patentee: Siemens AG, filing date: 14.02.2006) to set an immediate phase angle between the crankshaft of the internal combustion engine and a drive shaft of the high pressure pump. The scholar there is also advised, because, see for example the DE 10 2008 007 025 A1 (Applicant: Continental Automotive GmbH, filing date: 31.01.2008), the drive shaft of the fuel pump in professional circles is often referred to as arranged in the crankcase. The drive shaft of the high-pressure pump is referred to as crankshaft.

Konstruktive Vorschläge lassen sich der JP 2008 038 848 A (Anmelderin: Yanmar Co Ltd.; Anmeldetag: 09.08.2006), dargestellt in auskonstruierter Weise, oder der DE 10 2008 000 71 1 A1 (Anmelderin: Robert Bosch GmbH; Anmeldetag: 17.03.2008), dargestellt in prinzipieller Darstellung, entnehmen. Die DE 10 2008 000 711 A1 möchte zur Synchronisierung ein Übersetzungsgetriebe zwischen Kurbelwelle und Antriebswelle der Kraftstoffpumpe einsetzen. Hierbei dominiert vermutlich die Auffassung, dass die Hochdruckpumpe nicht unmittelbar auf die Kurbelwelle synchronisiert werden kann. Im Ergebnis stellt die DE 10 2008 000 71 1 A1 eine Lösung vor, bei der der Bauraum für das Steuergetriebe der Verbrennungskraftmaschine ein zweites Mal nachgebildet wird, nämlich durch gekapselt gezeichnete Übersetzungsgetriebe.Constructive suggestions can be the JP 2008 038 848 A (Applicant: Yanmar Co Ltd, filing date: 09.08.2006), displayed in an elaborate manner, or the DE 10 2008 000 71 1 A1 (Applicant: Robert Bosch GmbH, filing date: 17.03.2008), shown in a schematic representation. The DE 10 2008 000 711 A1 would like to use a transmission between the crankshaft and drive shaft of the fuel pump for synchronization. This probably dominates the view that the high-pressure pump can not be synchronized directly to the crankshaft. As a result, the DE 10 2008 000 71 1 A1 a solution in which the space for the control gear of the internal combustion engine is simulated a second time, namely by encapsulated drawn transmission gear.

Eine unmittelbare stirnseitige Anbindung der Kraftstoffpumpe an die Kurbelwelle lässt sich den Figuren der drei japanischen Patentanmeldungen JP 63 277 853 A (Anmelderin: Mitsubishi Heavy Ind Ltd.; Anmeldetag: 11.05.1987), JP 63 109 243 A (Anmelderin: Mitsubishi Heavy Ind Ltd.; Anmeldetag: 28.10.1986) und JP 2 301 660 A (Anmelderin: Yamaha Motor Corp.; Anmeldetag: 17.05.1989) entnehmen.An immediate frontal connection of the fuel pump to the crankshaft can be found in the figures of the three Japanese patent applications JP 63 277 853 A (Applicant: Mitsubishi Heavy Ind Ltd., filing date: 11.05.1987), JP 63 109 243 A (Applicant: Mitsubishi Heavy Ind Ltd., filing date: 28.10.1986) and JP 2 301 660 A (Applicant: Yamaha Motor Corp., filing date: 17.05.1989).

Aufgabenstellungtask

Motorenentwickler von Kraftfahrzeugmotoren und Komponentenentwickler einzelner Komponenten für Kraftfahrzeugmotoren dürfen eine Tendenz bei den europäischen Automobilherstellern beobachten, dass diese gerne auf einen und den gleichen Motor einer bestimmten Zylinderanzahl als Ausgangsmotor zurückgreifen wollen und dann dieser Motor anschließend in den zur Verfügung stehenden Motorraum des ausgewählten Kraftfahrzeuges einzupassen ist. Hierbei wird häufig die Orientierung des Motors je nach Bedarf gedreht und somit auch die Aufhängungspunkte des Motors angepasst. Zwar darf der eigentliche Motorblock gleich bleiben, jedoch sind aufgrund des veränderten Motorraums sämtliche, außen liegenden Aggregate, wie z. B. der Generator, anzupassen. Das Crashverhalten des Kraftfahrzeuges. verändert sich, wenn die Aggregate neu arrangiert werden. Erst nach entsprechenden Versuchen wird festgestellt, dass mit dem Drehen des Motors und einer veränderten Aufhängung zahlreiche weitere Probleme in Kauf genommen worden sind. Obwohl dem Grunde nach alle Komponenten bekannt sind, verlängert sich die Entwicklungszeit. Es tauchen ungeahnte Probleme für die Entwicklungsingenieure während der Erprobungsphase auf.Engine developers of automotive engines and component developers of individual components for automotive engines may observe a tendency among European car manufacturers that they would like to resort to one and the same engine of a certain number of cylinders as the output engine and then this engine is then fit into the available engine compartment of the selected motor vehicle , Here, the orientation of the motor is often rotated as needed and thus also adapted to the suspension points of the engine. Although the actual engine block may remain the same, but due to the changed engine compartment all, external units, such. B. the generator to adapt. The crash behavior of the motor vehicle. changes when the aggregates are rearranged. Only after appropriate attempts it is determined that with the turning of the engine and a changed suspension numerous further problems were accepted. Although all components are basically known, development time is increased. Undreamt of problems for the development engineers during the trial phase emerge.

Erfindungsbeschreibunginvention description

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 gelöst. Wie ein solcher Hubkolbenmotor betrieben werden kann, lässt sich Anspruch 11 entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.The object of the invention is achieved by a reciprocating engine according to claim 1. As such a reciprocating engine can be operated, claim 11 can be found. Advantageous developments can be found in the dependent claims.

Der Hubkolbenmotor ist ein blockartiger Motor, der vorzugsweise mit mehreren Kolben in verschiedenen Zylindern ausgestattet ist. Im Inneren des Hubkolbenmotors ist eine Kurbelwelle angeordnet. Es handelt sich somit um einen Hubkolbenmotor mit innenliegender Kurbelwelle. Damit die Kurbelwelle innenliegend angeordnet sein kann, bietet der Hubkolbenmotor ein Kurbelwellengehäuse. Das Kurbelwellengehäuse befindet sich in der Regel in dem, dem Boden zugewandten Bereich des Hubkolbenmotors, also unten. Mit anderen Worten, die Kurbelwelle befindet sich im Nahbereich des Motorsumpfes. Oberhalb einer solchen Kurbelwelle befinden sich die Zylinder mit ihren durch die einzelnen Hubkolben – zumindest zu einer Seite – begrenzten Brennräumen. In Abhängigkeit des Brennvorgangs im Brennraum verändert der Hubkolben seine relative Lage im Zylinder. Der Hubkolben führt eine Abwärts- oder Aufwärtsbewegung durch. Der Hubkolben folgt somit einer Hubbewegung.The reciprocating engine is a block-type engine, which is preferably equipped with several pistons in different cylinders. Inside the Hubkolbenmotors a crankshaft is arranged. It is thus a reciprocating engine with internal crankshaft. So that the crankshaft can be arranged on the inside, the reciprocating engine offers a crankshaft housing. The crankshaft housing is usually located in the area of the reciprocating engine facing the floor, ie below. In other words, the crankshaft is in the vicinity of the engine sump. Above such a crankshaft are the cylinders with their through the individual reciprocating - at least to one side - limited combustion chambers. Depending on the burning process in the combustion chamber, the reciprocating piston changes its relative position in the cylinder. The reciprocating piston performs a downward or upward movement. The reciprocating piston thus follows a lifting movement.

Die Kurbelwelle setzt sich aus einzelnen Segmenten oder Abschnitten zusammen. Ein Teil der Kurbelwelle ist die Kurbelwellenwange. Zwischen zwei Kurbelwellenwangen existieren Verbindungsstücke, zum Beispiel ein Kurbelwellenschaft. Bei Hubkolbenmotoren mit mehreren Zylindern hat die Kurbelwelle vorteilhafterweise ebenfalls mehrere Kurbelwellenwangen. Durch die Gewichtsverlagerungen innerhalb der Kurbelwellenwange können die Kurbelwellenwangen gleichzeitig Ausgleichsgewichte für den Hubkolbenmotor bieten.The crankshaft is composed of individual segments or sections. Part of the crankshaft is the crankshaft cheek. There are connecting pieces between two crankshaft cheeks, for example a crankshaft shaft. In reciprocating engines with multiple cylinders, the crankshaft advantageously also has a plurality of crankshaft cheeks. By the Weight displacements within the crankshaft cheek, the crankshaft cheeks can simultaneously provide balance weights for the reciprocating engine.

Abgewandt von den Hubkolben, es kann auch gesagt werden, auf der gegenüberliegenden Seite des Brennraums, haben Verbrennungskraftmaschinen pro Zylinder in der Regel mehrere Gaswechselventile, die zur Kraftstoff-Luft-Gemisch-Aufbereitung in dem Brennraum oder in den Brennräumen des Hubkolbenmotors beitragen sollen. Ein oder mehrere Einspritzventile münden vor oder in dem Brennraum: Je nach verwendetem Kraftstoff, ob Dieselkraftstoff oder Benzinkraftstoff verwendet wird, wird auch von einem Dieselmotor oder von einem Otto-Motor gesprochen. Damit der Kraftstoff in dem richtigen Mischungsverhältnis in ausreichender Menge, jedoch nicht zu fett, zur Verfügung steht, ist dem Hubkolbenmotor eine Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung zugeordnet. Ein Teil der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung ist eine Kraftstoffpumpe, die in der Regel aufgrund des herzustellenden Drucks auch als Hochdruckpumpe bezeichnet werden kann. Eine solche Kraftstoffpumpe sorgt dafür, dass der Kraftstoff unter Druck gesetzt werden kann. Es sind Drücke in einem Druckbereich von mehr als 1800 bar, z. B. im Bereich von 2200 bar durchaus üblich. Zur Regelung des Kraftstoffaufbereitungsvorgangs bietet die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung eine oder mehrere Zuleitungen und wenigstens eine Rückleitung für den Kraftstoff. Der Kurbelwellenschaft kann als Antriebsfläche für ein Antriebselement der Kraftstoffpumpe wie einen Rollenstößel oder einen Hubkolben der Kraftstoffpumpe genutzt werden. Der Kurbelwellenschaft ist daher ein Antriebselement für die Kraftstoffpumpe. Erfindungsgemäß erfolgt eine unmittelbare Übertragung der Antriebsenergie für die Kraftstoffpumpe von dem Kurbelwellenschaft auf die an ihr angelagerte Kraftstoffpumpe. Die Kraftstoffpumpe steht unmittelbar im Eingriff mit dem Kurbelwellenschaft. Es wird auf Übersetzungsgetriebe und Getriebeketten verzichtet. Der Hubkolbenmotor bewahrt in seinem Inneren die Kraftstoffpumpe, die ihre Antriebsleistung durch eine Anlagerung an dem Kurbelwellenschaft erfährt.Turning away from the reciprocating pistons, it can also be said, on the opposite side of the combustion chamber, internal combustion engines per cylinder usually have a plurality of gas exchange valves, which are to contribute to the fuel-air mixture preparation in the combustion chamber or in the combustion chambers of the reciprocating engine. One or more injectors open in front of or in the combustion chamber: Depending on the fuel used, whether diesel fuel or gasoline fuel is used, is also spoken of a diesel engine or by a gasoline engine. In order that the fuel in the correct mixing ratio in sufficient quantity, but not too fat, is available, the reciprocating engine is associated with a fuel conditioning device. A part of the fuel treatment device is a fuel pump, which can be referred to as a high-pressure pump usually due to the pressure to be produced. Such a fuel pump ensures that the fuel can be pressurized. There are pressures in a pressure range of more than 1800 bar, z. B. in the range of 2200 bar quite common. For controlling the fuel conditioning operation, the fuel conditioning device provides one or more supply lines and at least one return line for the fuel. The crankshaft shaft can be used as a drive surface for a drive element of the fuel pump such as a roller tappet or a reciprocating piston of the fuel pump. The crankshaft shaft is therefore a drive element for the fuel pump. According to the invention, the drive energy for the fuel pump is transferred directly from the crankshaft shaft to the fuel pump attached to it. The fuel pump is directly engaged with the crankshaft shaft. It is dispensed with transmission gear and transmission chains. The reciprocating engine preserves in its interior the fuel pump, which experiences its driving power by an attachment to the crankshaft shaft.

Die Kurbelwelle, genauer der Kurbelwellenschaft, treibt unmittelbar – ohne Zwischenelement – ein Antriebsglied der Kraftstoffpumpe an. Die in der Rotation des Kurbelwellenschafts vorhandene Antriebsenergie wird direkt auf die Kraftstoffpumpe weitergegeben. Es gibt eine Berührungslinie zwischen Kurbelwelle und Antriebsglied der Kraftstoffpumpe. Kurbelwelle und Kraftstoffpumpe lagern gegeneinander, beide Teile, Kurbelwelle und Kraftstoffpumpe, sind im Bereich des Kurbelwellenschafts in Berührkontakt.The crankshaft, more precisely the crankshaft shaft, drives directly - without an intermediate element - a drive member of the fuel pump. The drive energy present in the rotation of the crankshaft shaft is passed on directly to the fuel pump. There is a line of contact between crankshaft and drive member of the fuel pump. Crankshaft and fuel pump bear against each other, both parts, crankshaft and fuel pump, are in touching contact in the area of the crankshaft shaft.

Die Lager der Kurbelwelle sind für die Leistungen, die der Hubkolbenmotor zur Verfügung stellen soll, ausgelegt. Der Hubkolbenmotor operiert vorzugsweise mit Kraftstoff, der unter hohen Druck gesetzt ist. Ungleichförmige Belastungen, die aufgrund von impulsartigen Fördervorgängen in der Kraftstoffpumpe hervorgerufen werden, haben bei einer Einleitung der Antriebsleistung mit Hilfe eines Kurbelwellenschafts in der Form von mechanischen Belastungen für die Lager der Kurbelwelle nur einen sehr geringen Einfluss auf die Standzeiten des Hubkolbenmotors.The crankshaft bearings are designed for the power that the reciprocating engine should provide. The reciprocating engine preferably operates on fuel that is under high pressure. Uneven loads caused by pulse-like delivery processes in the fuel pump have only a very small influence on the service life of the reciprocating engine when the drive power is initiated by means of a crankshaft shaft in the form of mechanical loads for the bearings of the crankshaft.

Ein entsprechender Hubkolbenmotor, wie zuvor beschrieben, zeichnet sich durch seine kompakte Gestaltung aus. Der Hubkolbenmotor kann dadurch betrieben werden, dass die Arbeitsenergie der Kurbelwelle vorteilhaft zum Teil für die Kraftstoffaufbereitung genutzt wird. Hierfür wird die Förderleistung von dem Kurbelwellenschaft abgegriffen. Der Hubkolbenmotor wandelt kalorische Energie unter Nutzung einer Kraftstoff-Luft-Verbrennung in Rotationsenergie einer Kurbelwelle. Für den Verbrennungsvorgang gibt es wenigstens einen Brennraum, der über einen Hubkolben Bewegungsenergie auf eine Kurbelwelle aufbringen kann. Die Kurbelwelle liegt im Inneren des Hubkolbenmotors. Die Kurbelwelle ist segmentartig gestaltet. Ein Segment umfasst die Kurbelwellenwange. Weiterhin gibt es wenigstens einen Kurbelwellenschaft. Die Förderleistung an der Kraftstoffpumpe dient dazu, einen Druck aufzubauen. Die Antriebsenergie muss nicht umständlich durch den gesamten Motor umgelenkt werden. Mit Hilfe der Gestaltung des Kurbelwellenschafts oder einer Kontur auf oder an dem Kurbelwellenschaft kann rotationsgesteuert die Energie für die Kraftstoffförderung an die Kraftstoffpumpe abgegeben werden.A corresponding reciprocating engine, as described above, is characterized by its compact design. The reciprocating engine can be operated in that the working energy of the crankshaft is advantageously used in part for the fuel treatment. For this purpose, the capacity is tapped from the crankshaft shaft. The reciprocating engine converts calorific energy into a rotational force of crankshaft using fuel-air combustion. For the combustion process, there is at least one combustion chamber, which can apply kinetic energy to a crankshaft via a reciprocating piston. The crankshaft is located inside the reciprocating engine. The crankshaft is designed like a segment. One segment includes the crankshaft cheek. Furthermore, there is at least one crankshaft shaft. The delivery rate at the fuel pump serves to build up a pressure. The drive energy does not have to be awkward to divert through the entire engine. With the help of the design of the crankshaft shaft or a contour on or on the crankshaft shaft, the energy for the fuel delivery can be delivered to the fuel pump rotationally controlled.

Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den nachfolgenden Ausführungen entnehmen, die für sich allein gesehen, ebenfalls eigenständigen erfinderischen Beitrag zeigen können.Advantageous developments can be found in the following explanations, which, taken alone, can also show an independent inventive contribution.

Eine Antriebsebene der Kraftstoffpumpe läuft durch den Kurbelwellenschaft. Somit kann eine Oberfläche des Kurbelwellenschafts gleichzeitig als Antriebsebene bzw. als Antriebskreis für die Kraftstoffpumpe genutzt werden. Vorteilhaft ist die Verwendung einer Kontur an oder auf dem Kurbelwellenschaft, die als Antriebsebene dient.A drive plane of the fuel pump passes through the crankshaft shaft. Thus, a surface of the crankshaft shaft can be used simultaneously as a drive level or as a drive circuit for the fuel pump. It is advantageous to use a contour on or on the crankshaft shaft, which serves as a drive plane.

Die Kurbelwelle dreht um eine Kurbelwellenachse. Die Kurbelwellenachse erstreckt sich in den Kurbelwellenschäften, sofern mehrere vorhanden sind. Die Kurbelwelle hat zumindest aber einen Schaft. Die Hubkolben des Hubkolbenmotors stehen quer ab zu der Längserstreckung der Kurbelwelle. Die Hubkolben folgen ihrer Hubbewegung in einem Winkel zur Kurbelwelle. Die Anlagerung der Kraftstoffpumpe erfolgt seitlich zur Kurbelwellenachse. Der Berührungspunkt zwischen Kraftstoffpumpe und Kurbelwelle liegt somit nicht auf der Kurbelwellenachse. Etwas versetzt zur Kurbelwellenachse befindet sich die Antriebsstelle zur Kraftstoffpumpe innerhalb der Kurbelwelle, also an einer Oberfläche der Kurbelwelle. Die Antriebskraft, die wenigstens teilweise für die Kraftstoffpumpe genutzt werden kann, kann in unterschiedliche Kraftkomponenten aufgeteilt werden. Eine Antriebskraft für die Kraftstoffpumpe erstreckt sich im rechten Winkel zur Kurbelwellenachse. Die Rotationsbewegung der Kurbelwelle lässt sich hierdurch vorteilhaft für den Antrieb der Kraftstoffpumpe nutzten. Es können Oberflächenprofile in den Kurbelwellenschaft eingearbeitet sein, sodass keine zusätzlichen Nocken an einem Ende der Kurbelwelle eingearbeitet sein müssen. Sondern ein mittleres Teil der Kurbelwelle selbst ist so gefertigt, dass es als Steuerrad für den Antrieb der Kraftstoffpumpe genutzt werden kann.The crankshaft rotates about a crankshaft axis. The crankshaft axis extends in the crankshaft shafts, if several are present. The crankshaft has at least a shaft. The reciprocating piston of the reciprocating engine are transverse to the longitudinal extent of the crankshaft. The reciprocating pistons follow their lifting movement at an angle to the crankshaft. The attachment of the fuel pump takes place laterally to the crankshaft axis. The point of contact between the fuel pump and the crankshaft is thus not on the Crankshaft axis. Somewhat offset from the crankshaft axis is the drive point to the fuel pump within the crankshaft, that is on a surface of the crankshaft. The driving force, which can be used at least partially for the fuel pump, can be divided into different force components. A drive force for the fuel pump extends at right angles to the crankshaft axis. The rotational movement of the crankshaft can thereby be used advantageously for driving the fuel pump. Surface profiles may be incorporated into the crankshaft shaft so that no additional cams need be machined at one end of the crankshaft. But a middle part of the crankshaft itself is made so that it can be used as a steering wheel for driving the fuel pump.

Zum Antrieb der Kraftstoffpumpe kann ein Umfang auf dem Kurbelwellenschaft genutzt werden. Vorteilhafterweise fallen Umfang und Oberfläche des Kurbelwellenschafts zusammen. Der Abschnitt der Oberfläche, der als Umfang zum Antrieb der Kraftstoffpumpe genutzt wird, sollte einen gewissen (Mindest-)Durchmesser einfassen. Für eine besonders leichte Umsetzung der Erfindung kann der größte Durchmesser, also der breiteste Durchmesser, des Kurbelwellenschafts benutzt werden. Wird ein Punkt auf dem Kurbelwellenschaft während der Rotationsbewegung der Kurbelwelle verfolgt, so beschreibt dieser Punkt einen Durchmesser durch seine kreisförmige Bewegung. Der äußere Umfang, der parallel zur Oberfläche des Kurbelwellenschafts verläuft, kann bei einer solchen Gestaltung zum Antrieb der Kraftstoffpumpe genutzt werden. Sollte die Kraftstoffpumpe eine nockengetriebene bzw. nockengesteuerte Kraftstoffpumpe sein, so muss nur während des Schleifvorgangs der Kurbelwelle ein solcher Nocken in die seitliche Oberfläche des Kurbelwellenschafts eingearbeitet sein.To drive the fuel pump, a circumference can be used on the crankshaft shaft. Advantageously, the circumference and surface of the crankshaft shaft coincide. The portion of the surface used as the perimeter for driving the fuel pump should have a certain (minimum) diameter. For a particularly easy implementation of the invention, the largest diameter, ie the widest diameter, of the crankshaft shaft can be used. If a point on the crankshaft shaft is traced during the rotational movement of the crankshaft, this point describes a diameter through its circular motion. The outer circumference, which runs parallel to the surface of the crankshaft shaft, can be used in such a design for driving the fuel pump. If the fuel pump is a cam-driven or cam-controlled fuel pump, then such a cam must be machined into the lateral surface of the crankshaft shaft only during the grinding process of the crankshaft.

Die Kurbelwelle muss ausreichend gelagert sein. Hierfür bietet das Kurbelwellengehäuse ein Kurbelwellengestühl. An ausgewählten Stellen wird die Kurbelwelle durch das Kurbelwellengestühl gelagert. Die Kurbelwelle wird durch das Kurbelwellengestühl getragen. Dabei muss das Kurbelwellengestühl nicht vollständig massiv ausgestaltet sein. Das Kurbelwellengestühl muss ausreichend fest sein, um die Kräfte der Kurbelwelle aufnehmen zu können, das Kurbelwellengestühl kann jedoch auch einzelne Öffnungen haben.The crankshaft must be sufficiently supported. For this purpose, the crankshaft housing offers a crankshaft stalls. At selected points, the crankshaft is supported by the crankshaft stalls. The crankshaft is supported by the crankshaft stalls. The crankshaft stalls do not have to be completely solid. The crankshaft stalls must be strong enough to accommodate the forces of the crankshaft, but the crankshaft stalls may have individual openings.

Die Kurbelwelle wird wenigstens teilweise durch ein Kurbelwellengestühl getragen. Zumindest in einem Tragarm des Kurbelwellengestühls ist eine Öffnung eingelassen. Die Öffnung ist so dimensioniert, dass eine Kraftstoffpumpe durch das Kurbelwellengestühl durchgreifen kann bzw. in ihm teilweise eingeschlossen sein kann und sich an dem Kurbelwellenschaft anlagern kann. Diese Anordnung trägt zur geschützten Lagerung der Kraftstoffpumpe bei. Das Lager der Kurbelwelle ist ausreichend stabil, obwohl das Kurbelwellengestühl eine Öffnung aufweist. Die vorgestellte Lösung steigert den Integrationsgrad des Hubkolbenmotors.The crankshaft is at least partially carried by a Kurbelwellengestühl. At least in a support arm of the crankshaft stalls an opening is recessed. The opening is dimensioned so that a fuel pump can pass through the crankshaft stalls or can be partially enclosed in it and can attach to the crankshaft shaft. This arrangement contributes to the protected storage of the fuel pump. The bearing of the crankshaft is sufficiently stable, although the crankshaft stalls have an opening. The solution presented increases the degree of integration of the reciprocating engine.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist der Kurbelwellenschaft nicht über seine gesamte Oberfläche hinweg gleichmäßig, z. B. gleichmäßig gerundet, sondern er weist an einer Stelle wenigstens einen Überstand auf. Der Überstand kann als eingearbeitete Nocke oder als eingearbeitete Stufe gestaltet sein. Die Steuerungskontur lässt sich genauso mit Hilfe einer Vertiefung realisieren. Die Steuerungskontur kann sowohl als konvexe als auch als konkave Oberfläche gestaltet sein. Die Nocke ist so in den Kurbelwellenschaft eingearbeitet, dass durch die Rotationsbewegung der Kurbelwelle bzw. durch die Rotationsbewegung des Kurbelwellenschafts eine Hubbewegung auf die Kraftstoffpumpe ausgeübt werden kann. Dafür steht der Überstand ein wenig aus dem restlichen Kurbelwellenschaft heraus. Die Kurbelwelle wird standardmäßig bei der Herstellung geschliffen. Während des Schleifvorgangs kann im gleichen Bearbeitungsschritt die Stufe bzw. die Nocke eingearbeitet werden.In a particularly advantageous embodiment of the crankshaft shaft is not uniform over its entire surface, for. B. evenly rounded, but he has at one point at least one supernatant. The supernatant can be designed as a built-in cam or as a built-in stage. The control contour can also be realized with the help of a deepening. The control contour can be configured as a convex as well as a concave surface. The cam is incorporated in the crankshaft shaft so that a lifting movement can be exerted on the fuel pump by the rotational movement of the crankshaft or by the rotational movement of the crankshaft shaft. For the supernatant stands out a bit from the rest of the crankshaft shaft. The crankshaft is ground by default during manufacture. During the grinding process, the step or the cam can be incorporated in the same processing step.

Als besonders geeignet haben sich Kraftstoffsteckpumpen erwiesen, solche Pumpen gibt es als Einkolbenhochdruckpumpen. Die Kraftstoffsteckpumpe hat einen sehr kleinen Durchmesser, z. B. 15 mm oder 17 mm, zumindest an dem Antriebselement der Kraftstoffpumpe. Das Kurbelwellengestühl ist bei vielen Motoren breiter. Somit kann die Kraftstoffsteckpumpe im Kurbelwellengestühl stecken. Das Kurbelwellengestühl bietet für die innenliegende Kraftstoffpumpe umschließendes Material, sodass auf der einen Seite die Kraftstoffpumpe vor den übrigen rotierenden Teilen geschützt ist und auf der anderen Seite keine unnötige Durchbiegung der Kurbelwelle aufgrund von zu schwachen Lagern droht. Typische Breiten der Lager für Kurbelwellen, die z. B. einen Durchmesser von 70 mm im Bereich ihrer Schäfte haben, sind z. B. 16 mm. Die Integration der Kraftstoffpumpe erfolgt bei einer solchen Ausgestaltung über ein Teilsegment im Umfang und nicht über die gesamte Breite des Lagers. Für die Integration einer Pumpe, die Kraftstoff mit einem Druck von 2200 bar liefern kann, hat sich ein Rollentassenstößel mit einer Rollenbreite von ca. 14 mm bis ca. 15 mm Breite als ausreichend dimensioniert erwiesen. Das bedeutet, die Kraftstoffpumpe lässt sich in dem Lagerschild, dem Kurbelwellengestühl, integrieren, selbst bei so geringen Durchmessern wie 70 mm.Fuel plug pumps have proven to be particularly suitable; such pumps are available as single-piston high-pressure pumps. The fuel plug pump has a very small diameter, z. B. 15 mm or 17 mm, at least on the drive element of the fuel pump. The crankshaft stalls are wider in many engines. Thus, the fuel plug pump stuck in the crankshaft stalls. The crankshaft stalls provide enclosing material for the internal fuel pump so that on one side the fuel pump is protected from the other rotating parts and on the other side there is no risk of unnecessary crankshaft deflection due to weak bearings. Typical widths of the bearings for crankshafts, z. B. have a diameter of 70 mm in the region of their shafts, z. B. 16 mm. The integration of the fuel pump takes place in such a configuration over a partial segment in the scope and not over the entire width of the bearing. For the integration of a pump that can supply fuel with a pressure of 2200 bar, a roller cup tappet with a roll width of about 14 mm to about 15 mm wide has proven to be sufficiently dimensioned. This means that the fuel pump can be integrated in the end shield, the crankshaft stalls, even with diameters as small as 70 mm.

Durch den Hubkolbenmotor können verschiedene Achsen durchgezogen werden. Eine solche Achse kann sich durch die Längserstreckung der Kurbelwelle erstrecken. Eine weitere Achsenorientierung kann als Radius der Kurbelwellenwange oder des Kurbelwellenschafts angesehen werden. Zu diesen unterschiedlichen Achsen abgewinkelt lässt sich die Kraftstoffpumpe anordnen, wobei die Kraftstoffpumpe von der Kurbelwellenschaftoberfläche startend in eine eigene Richtung sich erstreckt. Hierzu wird ein vorteilhafter Winkel wie z. B. 45° gewählt. Vibrationen und Erschütterungen wirken bei geschickter Wahl der Achse der Kraftstoffpumpe auf die Kraftstoffpumpe deutlich geringer ein als bei der Orientierung, wenn die Kraftstoffpumpe entlang einer Hauptachse des Hubkolbenmotors ausgerichtet wäre.Through the reciprocating engine different axes can be pulled through. Such an axle may extend through the longitudinal extent of the crankshaft. Another axis orientation can be considered as the radius of the crankshaft web or crankshaft shaft. Angled to these different axes, the fuel pump can be arranged, wherein the fuel pump extends from the crankshaft shaft surface starting in a separate direction. For this purpose, an advantageous angle such. B. 45 °. Vibrations and shocks act with skillful choice of the axis of the fuel pump to the fuel pump much lower than in the orientation, if the fuel pump along a major axis of the reciprocating engine would be aligned.

Die Kraftstoffpumpe kann mehrteilig aufgebaut sein. Der eigentliche Kern der Kraftstoffpumpe, sozusagen das Pumpenkerngehäuse, in dem sich der Hochdruckteil der Pumpe befindet, kann über einen Hebel an dem Kurbelwellenschaft angebunden sein. Der Hebel selber sollte durch einzelne Federn vorgespannt sein. Mit Hilfe des Hebels kann die Antriebsleistung aus dem Kurbelwellenschaft umgelenkt an das Pumpenkerngehäuse herangeführt werden.The fuel pump can be constructed in several parts. The actual core of the fuel pump, so to speak the pump core housing, in which the high pressure part of the pump is located, can be connected via a lever to the crankshaft shaft. The lever itself should be biased by individual springs. With the help of the lever, the drive power can be deflected guided from the crankshaft shaft to the pump core housing.

Der Hubkolbenmotor ist soweit integriert, dass die Kraftstoffpumpe bei einer besonders vorteilhaften Anordnung von außen nicht mehr unmittelbar zu sehen ist (außer natürlich die von außen heranzuführenden Kraftstoffanschlüsse wie Zuleitung und Ableitung). Sämtliche Teile der Kraftstoffpumpe befinden sich also in dem Motorblock des Hubkolbenmotors. Als Installationsort bzw. Montageort, der besonders vorteilhaft ist, kann eine Stelle in dem Kurbelwellengehäuse gewählt werden.The reciprocating engine is integrated so far that the fuel pump in a particularly advantageous arrangement from the outside is no longer directly visible (except, of course, the approach from the outside fuel connections such as supply and discharge). All parts of the fuel pump are thus in the engine block of the reciprocating engine. As installation site or installation site, which is particularly advantageous, a location in the crankshaft housing can be selected.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich in vieler Hinsicht positiv aus. So trägt die Integration der Kraftstoffpumpe in das Motorgehäuse dazu bei, dass die Bauteilanzahl und die Anzahl der Einzelteile reduziert werden. Einer oder mehrere zusätzliche Nocken, sowie ein gesondertes Ketten-, Zahnrad- oder Riementriebselement können entfallen. Dies trägt nicht nur zu Kostenreduktion, sondern auch zur Verbesserung der Gesamtdynamik des Motors bei. Sofern auf ein gesondertes Ketten-, Zahnrad- oder Riementriebselement verzichtet werden kann, wird der Leistungsverlust, der aufgrund von Reibung aufzubringen ist, reduziert. Zusätzliche Antriebskräfte sind nicht mehr aufzubringen. Die Nockenwellen können im Vergleich zu Systemen, bei denen die Kraftstoffpumpe durch eine Nockenwelle synchronisiert wird, mit geringer dimensionierten Lagern ausgelegt werden. So wird je nach Auslegung der Kräfteverteilung der Raum dafür eröffnet, dass Gehäuse und Lager im Zylinderkopf sowie Deckel und Rahmen durchgehend in Kunststoff umgesetzt werden können. Die Auslegung als Kunststoffteile ist ein weiterer Beitrag zur Gewichtsreduktion. Als weitere Folge können zumindest teilweise die druckölversorgten Bauteile in ihrer Zahl reduziert werden, was wiederum zu einer Vereinfachung des Motors beiträgt. Je nach Gestaltung der Anordnung zwischen Kraftstoffpumpe und Kurbelwellenwange kann im Bereich des Ausgleichswellentrieb zusätzlicher Platz gewonnen werden, indem dieser für einen raftstoffpumpenantrieb nicht mehr zu beanspruchen ist. Die Übertragung des Hubes mittels Übertragungselementes auf die Pumpe kann eine bauraumoptimale Lösung sowie die Reduzierung bzw. Überbrückung filigraner Strukturen im Gehäuse des Motors ermöglichen. Eine Übersetzung bzw. Untersetzung ermöglicht eine Anpassung von Hub- und Flächenkräften bei der Übertragung der Antriebsleistung. Die Einbringung von weiteren Funktionselementen ist grundsätzlich möglich, z. B. können Schalttassen oder Kipphebelabschaltungen zusätzlich integriert werden. Für eine besonders vorteilhaften Kraftstoffpumpenaufbau sollte die Pumpe selbst in die folgenden Baugruppen unterteilbar sein: Abtriebselement wie Rollentassenstößel, Übertragungselement wie Pumpenstößel, Hochdruckpumpeneinheit und Hochdruckpumpenteil mit VCV und Druckraum.The present invention is in many ways positive. The integration of the fuel pump into the motor housing thus helps to reduce the number of components and the number of individual parts. One or more additional cams, as well as a separate chain, gear or belt drive element can be omitted. This not only helps to reduce costs, but also to improve the overall dynamics of the engine. If it is possible to dispense with a separate chain, gear or belt drive element, the power loss due to friction is reduced. Additional drive forces are no longer possible. The camshafts can be designed with smaller sized bearings compared to systems where the fuel pump is synchronized by a camshaft. Thus, depending on the design of the distribution of forces, the space is opened up so that the housing and bearing in the cylinder head as well as the cover and frame can be continuously converted into plastic. The design as plastic parts is another contribution to weight reduction. As a further consequence, at least in part, the components supplied with pressurized oil can be reduced in number, which in turn contributes to a simplification of the engine. Depending on the design of the arrangement between the fuel pump and the crankshaft cheek, additional space can be gained in the area of the balancer shaft drive in that it can no longer be stressed for a raftstoffpumpenantrieb. The transfer of the stroke by means of transfer element to the pump can allow a space-optimal solution and the reduction or bridging filigree structures in the housing of the engine. A translation or reduction allows adaptation of lifting and surface forces in the transmission of the drive power. The introduction of further functional elements is possible in principle, for. B. switching cups or Kipphebelabschaltungen can be additionally integrated. For a particularly advantageous fuel pump design, the pump itself should be subdivided into the following subassemblies: output element such as roller-type ram, transfer element such as pump tappet, high-pressure pump unit and high-pressure pump part with VCV and pressure chamber.

Weiterhin ergeben sich auch Vorteile bei der Herstellung. So können die Herstellung, die Montage und damit Justage der Pumpeneinheiten vereinfacht werden. Die Bearbeitung des Kurbelgehäuses (insbesondere Lagerschalen und Kurbelwellenlagerung) kann während eines Bearbeitungsschrittes, also zeitgleich, mit der Bearbeitung des Pumpenabtriebes erfolgen. Die Bearbeitung kann mit sehr hoher (auch notwendiger) Präzision durchgeführt werden. Die Ölversorgung des Abtriebes für die Kraftstoffpumpe kann in einer Ausgestaltung direkt aus dem Lager bzw. Kurbelgehäuseschmierkreislauf erfolgen.Furthermore, there are also advantages in the production. Thus, the manufacture, assembly and thus adjustment of the pump units can be simplified. The machining of the crankcase (in particular bearing shells and crankshaft bearing) can be done during a processing step, ie at the same time, with the processing of the pump output. The processing can be carried out with very high (even necessary) precision. The oil supply of the output for the fuel pump can be done in one embodiment directly from the camp or Kurbelgehäuseschmierkreislauf.

FigurenkurzbeschreibungBrief Description

Die Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, wobeiThe invention can be better understood by reference to the accompanying figures, wherein

1 zeigt einen Längsschnitt, also in längster Erstreckung, durch eine Verbrennungskraftmaschine, 1 shows a longitudinal section, ie in the longest extent, by an internal combustion engine,

2 zeigt einen Querschnitt, also im rechten Winkel zum Längsschnitt nach 1, durch eine ähnliche Verbrennungskraftmaschine wie nach 1, 2 shows a cross section, ie at right angles to the longitudinal section after 1 , by a similar internal combustion engine as after 1 .

3 zeigt eine Kraftstoffpumpe in schematischer Darstellung, 3 shows a fuel pump in a schematic representation,

4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel an einer Kurbelwelle in schematischer Darstellung, 4 shows a first embodiment of a crankshaft in a schematic representation,

5 zeigt eine Nockensteuerung an einer Kurbelwelle, 5 shows a cam control on a crankshaft,

6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel an einer Kurbelwelle mit Antriebselement für eine Pumpe in schematischer Darstellung, 6 shows a further embodiment of a crankshaft with drive element for a pump in a schematic representation,

7 zeigt in Querschnitt eine Kurbelwelle mit einem Antriebselement in schematischer Darstellung, 7 shows in cross section a crankshaft with a drive element in a schematic representation,

8 zeigt in Querschnitt eine Kurbelwelle mit einer Einkolbenhochdruckpumpe in schematischer Darstellung, 8th shows in cross section a crankshaft with a single-piston high-pressure pump in a schematic representation,

9 zeigt in schematischer 3D-Darstellung das Zusammenwirken einer Kraftstoffsteckpumpe an einem Nocken einer Kurbelwelle in schematischer Darstellung, 9 shows a schematic 3D representation of the interaction of a fuel plug pump on a cam of a crankshaft in a schematic representation,

10 zeigt das Ausführungsbeispiel nach 9 in einer schematischen Schnittdarstellung, 10 shows the embodiment according to 9 in a schematic sectional view,

11 zeigt eine äquivalente Übertragung des erfindungsgemäßen Prinzips auf eine andere, geeignete Stelle der Kurbelwelle und 11 shows an equivalent transfer of the principle according to the invention to another suitable location of the crankshaft and

12 zeigt die Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung einer Verbrennungskraftmaschine. 12 shows the fuel treatment device of an internal combustion engine.

Figurenbeschreibungfigure description

1 zeigt einen Hubkolbenmotor 1, der als Dieselmotor betreibbar ist. Der Hubkolbenmotor 1 ist eine Verbrennungskraftmaschine, die vier Hubkolben 3 in Reihe angeordnet hat. Genauso ist es vorstellbar, dass der Hubkolbenmotor eine andere Zylinderzahl hat, z. B. 3 oder 6 Zylinder. Auf der Oberseite der Hubkolben 3 befindet sich der Brennraum 5. Die Oberseite eines Hubkolbens 3 ist die von der Kurbelwelle 35 abgewandeten Seite des Hubkolbens 3. Der Brennraum 5 kann in Bezug auf sein Volumen in Abhängigkeit der Stellung der Hubkolben 3 variiert werden. In dem Brennraum 5 findet eine Kraftstoff-Luft-Verbrennung 87 statt, damit aus kalorischer Energie 85 über ein Übertragungsglied mit Pleuel 11 und die Kurbelwelle 35 eine mechanische Energie 89 an der Abtriebswelle 33 des Hubkolbenmotors 1 zur Verfügung gestellt werden kann. Zur Beladung des Brennraums 5 und zum Ausströmen der verbrannten Gase aus dem Brennraum 5 weist der Hubkolbenmotor 1 Gaswechselventile 23 auf, die über eine Nockenwelle 21 gesteuert werden können. Die Nockenwelle 21 ist auf die relative Lage der Kurbelwelle 35 synchronisiert. Die Nockenwelle 21 befindet sich im Bereich des Zylinderkopfes 17, der von dem Zylinderkopfdeckel 19 abgeschlossen ist. Die Hubkolben 3 können eine Hubbewegung 7, geführt durch die Pleuel 11, zurücklegen. 1 shows a reciprocating engine 1 , which is operable as a diesel engine. The reciprocating engine 1 is an internal combustion engine, the four reciprocating 3 arranged in series. Similarly, it is conceivable that the reciprocating engine has a different number of cylinders, z. B. 3 or 6 Cylinder. On the top of the reciprocating piston 3 is the combustion chamber 5 , The top of a reciprocating piston 3 is the one from the crankshaft 35 remote side of the reciprocating piston 3 , The combustion chamber 5 may be in terms of volume depending on the position of the reciprocating piston 3 be varied. In the combustion chamber 5 finds a fuel-air combustion 87 instead of using caloric energy 85 via a transmission link with connecting rod 11 and the crankshaft 35 a mechanical energy 89 on the output shaft 33 the reciprocating engine 1 can be made available. To load the combustion chamber 5 and for discharging the burnt gases from the combustion chamber 5 points the reciprocating engine 1 Gas exchange valves 23 on that over a camshaft 21 can be controlled. The camshaft 21 is on the relative position of the crankshaft 35 synchronized. The camshaft 21 is located in the area of the cylinder head 17 from the cylinder head cover 19 is completed. The reciprocating pistons 3 can be a lifting movement 7 , guided by the connecting rods 11 , return.

Ein weiteres wichtiges Teil für die Bildung des Motorblocks 9 ist das Kurbelwellengehäuse 25. Das Kurbelwellengehäuse 25 stellt das Kurbelwellengestühl 27 zur Verfügung, auf dem die Kurbelwelle 35 aufliegt. Die Kurbelwelle 35 ist auf der einen Seite durch das Riemenrad 31 und auf der anderen Seite durch den Anschluss 33 für das Schwungrad begrenzt. Die Kurbelwelle 35 hat somit eine Längserstreckung zwischen Riemenrad 31 und Anschluss 33 für das Schwungrad. Zu dem Motorblock 9 kann weiterhin die Ölwanne 13 gerechnet werden. In der Ölwanne 13 ist eine Ölpumpe 15 vorgesehen, die das Motoröl zur Kühlung durch den Motorblock 9 bis in den Bereich des Zylinderkopfes 17 pumpt. Die Kurbelwelle 35 hat einzelne Kurbelwellenwangen 37.Another important part for the formation of the engine block 9 is the crankshaft housing 25 , The crankshaft housing 25 puts the crankshaft stalls 27 available on which the crankshaft 35 rests. The crankshaft 35 is on one side by the pulley 31 and on the other side through the connection 33 limited for the flywheel. The crankshaft 35 thus has a longitudinal extent between the pulley 31 and connection 33 for the flywheel. To the engine block 9 can continue the oil pan 13 be counted. In the oil pan 13 is an oil pump 15 provided the engine oil for cooling by the engine block 9 into the area of the cylinder head 17 inflated. The crankshaft 35 has individual crankshaft cheeks 37 ,

Die Erfindung zeichnet sich nach einem Aspekt dadurch aus, dass sich die Kraftstoffpumpe 63 (siehe z. B. 3) in dem Motorblock 9 befindet, sich also in dem zwischen Zylinderkopfdeckel 19 und Ölwanne 13 begrenzten Raum befindet.The invention is characterized in one aspect by the fact that the fuel pump 63 (see eg 3 ) in the engine block 9 is located, so in the between cylinder head cover 19 and oil pan 13 limited space is located.

2 zeigt einen ähnlichen Hubkolbenmotor 1, wie er zuvor in 1 beschrieben worden ist. Der Motorblock 9 mit seinen Komponenten wie der Kurbelwelle 35 ist in der Darstellung nach 2 quer – im Vergleich zum Längsschnitt nach 1 – geschnitten worden. Der Brennraum 5 oberhalb des Hubkolbens 3 ist in einem sehr verdichteten Zustand dargestellt. Das Gaswechselventil 23 befindet sich in der geschlossenen Stellung. Es ist also der Zustand des Hubkolbens 5 gezeigt, bei dem der Brennraum 5 nahezu vollständig verdichtet worden ist, z. B. knapp vor oder knapp nach dem Zündvorgang (selbstzündend wie bei einem Dieselmotor oder fremdzündend wie bei einem Ottomotor). Ansatzweise sind Teile der Zündkerze 97 zu sehen, zum Beispiel eine Bohrung mit einem Schraubengewinde zur Befestigung des Schraubgewindes der Zündkerze 97. Das Gaswechselventil 23 wird durch eine Nockenwelle 21 betätigt. Die Nockenwelle 21 und die Kurbelwelle 35 erstrecken sich in die gleiche Richtung, also in paralleler Anordnung. Der Hubkolben 3 führt seine mechanische Energie über die Pleuel 11 auf die Kurbelwelle 35. Die Kurbelwelle 35 mündet in einem Schwungrad 31. Wie durch die unterschiedlichen Kreise der Kurbelwelle 35 dargestellt, weist die Kurbelwelle 35 Kurbelwellenwangen 37 auf, die einen Umfang 39 haben. Das Kurbelwellengehäuse 25 trägt das Kurbelwellengestühl 27. An dem Kurbelwellengehäuse 25 schließt sich die Ölwanne 13 an. Die Pleuel 11 macht sowohl eine Hubbewegung 7 als auch eine Rotationsbewegung mit dem Rotationssinn der Kurbelwelle 35. Wie in 2 dargestellt, trägt das Kurbelwellengehäuse 25 das Kurbelwellengestühl 27. Vorteilhafterweise trägt das Kurbelwellengehäuse 25 das Kurbelwellengestühl 27 oder idealer Weise ist das Kurbelwellengestühl 27 ein Teil des Kurbelwellengehäuses 25, weil die Kurbelwelle 35 durch ihre Lager in Lagerschalen auf dem Kurbelwellengestühl 27 abgestützt ist. 2 shows a similar reciprocating engine 1 as he was before in 1 has been described. The engine block 9 with its components like the crankshaft 35 is in the illustration after 2 transverse - in comparison to the longitudinal section 1 - been cut. The combustion chamber 5 above the reciprocating piston 3 is shown in a very condensed state. The gas exchange valve 23 is in the closed position. So it's the state of the reciprocating piston 5 shown in which the combustion chamber 5 has been almost completely compressed, z. B. just before or just after the ignition (self-igniting as a diesel engine or spark ignition as in a gasoline engine). Approaches are parts of the spark plug 97 see, for example, a hole with a screw thread for attaching the screw thread of the spark plug 97 , The gas exchange valve 23 is through a camshaft 21 actuated. The camshaft 21 and the crankshaft 35 extend in the same direction, so in a parallel arrangement. The reciprocating piston 3 guides its mechanical energy through the connecting rods 11 on the crankshaft 35 , The crankshaft 35 flows into a flywheel 31 , As by the different circles of the crankshaft 35 shown, the crankshaft 35 crankshaft webs 37 on that a scope 39 to have. The crankshaft housing 25 carries the crankshaft stalls 27 , On the crankshaft housing 25 closes the oil pan 13 at. The connecting rods 11 makes both a lifting movement 7 as well as a rotational movement with the sense of rotation of the crankshaft 35 , As in 2 shown, carries the crankcase 25 the crankshaft stalls 27 , Advantageously, the crankshaft housing carries 25 the crankshaft stalls 27 or ideally, this is the crankshaft stalls 27 a part of the crankshaft housing 25 because the crankshaft 35 through their bearings in bearing shells on the crankshaft stalls 27 is supported.

3 zeigt eine geeignete Kraftstoffpumpe 63, die als eine der Komponenten der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung 61 (siehe 12) verwendet werden kann. Die Kraftstoffpumpe 63 hat ein Pumpenkerngehäuse 69, in dem die Druckaufladung des Kraftstoffes, der über den Pumpenanschluss 73 zu- und abgeleitet werden kann, stattfindet. Für eine präzise Einstellung des Kraftstoffdruckes auf ein Mindestdruckniveau wie z. B. 2200 bar bietet die Kraftstoffpumpe 63 ein Regelventil 71. Das Pumpenkerngehäuse 69 hat außen einen Pumpenbefestigungsflansch 79. Aus dem Pumpenkerngehäuse 69 ragt der Pumpenkolben 77 heraus, zu dem eine Pumpenrückstellfeder 75 gehört. Die Pumpenrückstellfeder 75 umschließt den Pumpenkolben 77. Eine solche Kraftstoffpumpe 63 ist erfindungsgemäß vorteilhaft in einem Hubkolbenmotor 1 nach den 1 und 2 integriert, wie in den nachfolgenden 4 bis 10 dargestellt. 3 shows a suitable fuel pump 63 as one of the components of the fuel conditioner 61 (please refer 12 ) can be used. The fuel pump 63 has a pump core housing 69 in which is the pressure charge of the fuel passing through the pump port 73 can be added and derived takes place. For a precise adjustment of the fuel pressure to a minimum pressure level such. B. 2200 bar offers the fuel pump 63 a control valve 71 , The pump core housing 69 has a pump mounting flange on the outside 79 , From the pump core housing 69 the pump piston protrudes 77 out, to which a pump return spring 75 belongs. The pump return spring 75 encloses the pump piston 77 , Such a fuel pump 63 is inventively advantageous in a reciprocating engine 1 after the 1 and 2 integrated, as in the following 4 to 10 shown.

Die Kurbelwelle 35, wie in 4 dargestellt, hat eine Längserstreckung 59 entlang der Kurbelwellenachse 55. Einzelne Kurbelwellenwangen 37 werden durch Kurbelwellenschafte 53 miteinander verbunden. Ein Teil der Kurbelwelle 35 ist eine Abtriebswelle 33 bzw. auf der Kurbelwelle 35 gibt es eine Abtriebswelle 33. Auf der Abtriebswelle 33 der Kurbelwelle 35 sitzt, wie schematisch dargestellt, ein Abtriebsrad 91. Die Kurbelwellenschafte 53 haben einen Umfang 83. Der Umfang 83 wird durch die Oberfläche 47 des jeweiligen Kurbelwellenschafts 53 gebildet. An wenigstens einem Kurbelwellenschaft 53 lagert ein Antriebselement 81. Das Antriebselement 81 kann eine Bewegung in wenigstens eine Richtung ausführen, die der Achsenorientierung 57 entspricht. Die Antriebsebene 51 entspricht somit im Wesentlichen dem Umfang 83 des Kurbelwellenschafts 53, der sich aus dem Durchmesser 49 des Kurbelwellenschafts 53 und der Gestaltung der Oberfläche 47 ergibt. Die Oberfläche 47 wird im Bereich der Antriebsebene 51 so gestaltet, dass eine auf die Kurbelwelle 35 synchronisierte Steuerung des Antriebselements 81 erfolgt. Die Antriebsebene 51 ist konturiert gestaltet. Hierzu hat die Antriebsebene eingearbeitete Strukturen in der Oberfläche 47. Die Oberfläche 47 auf dem Kurbelwellenschaft 53 ist im Bereich der Antriebsebene 51 konturiert. Die Antriebsebene 51, die sich auf dem Umfang 83 des Kurbelwellenschaftes 53 befindet, steuert das Antriebselement 81 der Kraftstoffpumpe 63 (siehe 3). Die Achsenorientierung 57 des Antriebselements 81 weist abgewinkelt von der Kurbelwellenachse 55 in eine eigene Richtung. Vorteilhafterweise verläuft die Achsenorientierung 57 parallel zu der Orientierung der Kurbelwellenwangen 37.The crankshaft 35 , as in 4 shown, has a longitudinal extent 59 along the crankshaft axis 55 , Single crankshaft cheeks 37 be by crankshaft shafts 53 connected with each other. Part of the crankshaft 35 is an output shaft 33 or on the crankshaft 35 there is an output shaft 33 , On the output shaft 33 the crankshaft 35 sits, as shown schematically, a driven wheel 91 , The crankshaft shafts 53 have a scope 83 , The scope 83 gets through the surface 47 of the respective crankshaft shaft 53 educated. At least one crankshaft shaft 53 stores a drive element 81 , The drive element 81 can perform a movement in at least one direction, that of the axis orientation 57 equivalent. The drive level 51 thus essentially corresponds to the scope 83 of the crankshaft shaft 53 that is from the diameter 49 of the crankshaft shaft 53 and the design of the surface 47 results. The surface 47 is in the range of the drive level 51 designed so that one on the crankshaft 35 synchronized control of the drive element 81 he follows. The drive level 51 is designed contoured. For this purpose, the drive level has incorporated structures in the surface 47 , The surface 47 on the crankshaft shaft 53 is in the area of the drive level 51 contoured. The drive level 51 that are on the perimeter 83 of the crankshaft shaft 53 is located, controls the drive element 81 the fuel pump 63 (please refer 3 ). The axis orientation 57 of the drive element 81 has angled from the crankshaft axis 55 in a separate direction. Advantageously, the axis orientation runs 57 parallel to the orientation of the crankshaft cheeks 37 ,

5 zeigt eine Kurbelwelle 35, in die ein Nocken 43 dadurch eingearbeitet worden ist, dass eine ovale Oberfläche 47 aus der Kurbelwelle 35 heraussteht. Der Nocken 43 ist Teil des Kurbelwellenschafts 53. Der Nocken 43 ist als eingearbeitete Oberfläche 47 Teil des Kurbelwellenschafts 53. Der Nocken 43 erzeugt eine gestufte Oberfläche 47. Eine Stufe 45 ist in der Oberfläche 47 eingeformt. 5 shows a crankshaft 35 into which a cam 43 It has been worked in that an oval surface 47 from the crankshaft 35 protrudes. The cam 43 is part of the crankshaft shaft 53 , The cam 43 is as a built-in surface 47 Part of the crankshaft shaft 53 , The cam 43 creates a stepped surface 47 , A step 45 is in the surface 47 formed.

6 zeigt eine Antriebsebene 51' mit zahlreichen, eingearbeiteten Nocken 43, die auch als Überstände 41 bezeichnet werden dürfen. Die Antriebsebene 51' ist mit seitlich in diese hineinreichenden Nocken 43 bzw. Überständen 41 so gestaltet, dass aufgrund der Drehung der Kurbelwelle 35 eine Anhebung und Absenkung des Antriebselements 81 in Richtung der Achsenorientierung 57' erfolgt. Die Achsenorientierung 57' weicht von der Kurbelwellenachse 55 ab. Die Kurbelwellenschafte 53 liegen auf der Kurbelwellenachse 55. Die Kurbelwellenachse 55 ist die Schwerpunktsachse der Kurbelwelle 35. Deutlich weiter herausstehend sind die Kurbelwellenwangen 37. Einzelne Kurbelwellenwangen 37 begrenzen seitlich das Antriebselement 81. Wie in 6 dargestellt, ist das Antriebselement 81 ein direkt auf den Kurbelwellenschaft 53 gelagertes Element mit einem Rollenabnehmer. Der Rollenabnehmer ist schräg zur Kurbelwellenachse 55 orientiert. Die Antriebsebene 51' unterläuft die Rolle des Antriebselements 81. Durch den Pfeil der Achsenorientierung 57' wird die Hubbewegung des Antriebselements 81 nachgezeichnet. Die Antriebsebene 51' liegt auf dem Umfang 83 des Kurbelwellenschafts 53. 6 shows a drive level 51 ' with numerous, incorporated cams 43 which are also called supernatants 41 may be designated. The drive level 51 ' is with laterally extending into this cam 43 or supernatants 41 designed so that due to the rotation of the crankshaft 35 an increase and reduction of the drive element 81 in the direction of the axis orientation 57 ' he follows. The axis orientation 57 ' deviates from the crankshaft axis 55 from. The crankshaft shafts 53 lie on the crankshaft axis 55 , The crankshaft axis 55 is the center of gravity of the crankshaft 35 , Significantly more prominent are the crankshaft cheeks 37 , Single crankshaft cheeks 37 limit the drive element laterally 81 , As in 6 shown, is the drive element 81 one directly on the crankshaft shaft 53 stored element with a role taker. The roller picker is inclined to the crankshaft axis 55 oriented. The drive level 51 ' undermines the role of the drive element 81 , Through the arrow of the axis orientation 57 ' is the lifting movement of the drive element 81 traced. The drive level 51 ' lies on the circumference 83 of the crankshaft shaft 53 ,

7 zeigt eine ähnliche Anordnung einer Kraftstoffpumpensteuerung über das Antriebselement 81, das unmittelbar auf einer Oberfläche 47 der Nockenwelle 35 lagert. Die Nockenwelle 35 ist durch das Lagerschild 93 mit ihren Axialschrauben 95 in dem Kurbelwellengestühl 27 gelagert. Das Kurbelwellengehäuse 25 umfasst das Kurbelwellengestühl 27. In dem Kurbelwellengehäuse 25, genauer im Kurbelwellengestühl 27, ist eine Öffnung 29 vorgehalten. Die Öffnung 29 ist auf die Breite des Antriebselements 81 und das daran anschließende Bauteil der Kraftstoffpumpe 63 (siehe 3) abgestimmt. Die Oberfläche 47 des Kurbelwellenschafts 53 ist so gestaltet, dass je nach Position der Kurbelwelle 35 bzw. der relativen Lage der Kurbelwelle 35 das Antriebselement 81 unterschiedlich weit in Richtung der Achsenorientierung 57'' gedrückt wird. Die Achsenorientierung 57'' sitzt ausgewinkelt, das heißt in einer eigenen Richtung weg von der Hauptrichtung der Kurbelwelle 35. Die Öffnung 29 ist vorteilhafterweise auf der dem Lagerschild 93 entfernten Seite angeordnet. 7 shows a similar arrangement of a fuel pump control via the drive element 81 that is directly on a surface 47 the camshaft 35 outsourced. The camshaft 35 is through the bearing plate 93 with their axial screws 95 in the crankshaft stalls 27 stored. The crankshaft housing 25 includes the crankshaft stalls 27 , In the crankcase 25 , more precisely in the crankshaft stalls 27 , is an opening 29 maintained. The opening 29 is on the width of the drive element 81 and the adjoining component of the fuel pump 63 (please refer 3 ) Voted. The surface 47 of the crankshaft shaft 53 is designed so that depending on the position of the crankshaft 35 or the relative position of the crankshaft 35 the drive element 81 different degrees in the direction of the axis orientation 57 '' is pressed. The axis orientation 57 '' sits in an angle, that is, in its own direction away from the main direction of the crankshaft 35 , The opening 29 is advantageously on the bearing plate 93 arranged away.

Wie in 8 zu sehen ist, kann dem Antriebselement 81 jede beliebige Pumpe aufgesattelt werden, beispielsweise eine Einkolbenhochdruckpumpe 67. Die Einkolbenhochdruckpumpe 67 verläuft in Richtung der Achsenorientierung 57''. Die Achsenorientierung 57'' reicht durch einen Bereich des Kurbelwellengehäuses 25. Das Antriebselement 81 wird über die Pumpenrückstellfeder 75 gegen den Umfang 83 des Kurbelwellenschaftes 53 gedrückt. Der Kurbelwellenschaft 53 lagert auf einem Lagerschild 93 im Kurbelwellengehäuse 25. Die Kurbelwelle 35 dient zum unmittelbaren Antrieb der Einkolbenhochdruckpumpe 67. Mittels Axialschrauben 95 oder anderer geeigneter Befestigungsmittel kann die eingelegte Kurbelwelle 35 eingespannt werden. Vorteilhaft ist ein Schraubgewinde in dem Kurbelwellengehäuse 25, sodass das Pumpenkerngehäuse 69 eingeschraubt in dem Kurbelwellengehäuse festgesetzt ist. Mit einer Bewegungsrichtung ausgestattet folgt das Antriebselement 81 dem Umfang 83 des Kurbelwellenschaftes 53. Die Achsenorientierung 57'' fällt nicht mit den Hauptachsen der Kurbelwelle 35, wie durch die geraden Striche angedeutet, zusammen, sondern sie hat eine ganz eigene Orientierung.As in 8th can be seen, the drive element 81 Any pump be saddled, for example, a single-piston high-pressure pump 67 , The single-piston high-pressure pump 67 runs in the direction of the axis orientation 57 '' , The axis orientation 57 '' extends through an area of the crankshaft housing 25 , The drive element 81 is via the pump return spring 75 against the scope 83 of the crankshaft shaft 53 pressed. The crankshaft shaft 53 stored on a bearing plate 93 in the crankshaft housing 25 , The crankshaft 35 serves for direct drive of the single-piston high-pressure pump 67 , By means of axial screws 95 or other suitable fastener may be the inserted crankshaft 35 be clamped. Advantageously, a screw thread in the crankshaft housing 25 so that the pump core housing 69 screwed in the crankcase is fixed. Equipped with a direction of movement follows the drive element 81 the scope 83 of the crankshaft shaft 53 , The axis orientation 57 '' does not coincide with the main axes of the crankshaft 35 , as indicated by the straight lines, together, but it has its own orientation.

9 zeigt das zuvor dargestellte Prinzip der 7 und 8 in einer ähnlichen Ausführungsform als 3D-Darstellung, bei dem der Motorblock 9 durch einen Ausschnitt des Zylinderkopfes 17 und des Kurbelwellengehäuses 25 angedeutet ist. In dem Kurbelwellengehäuse 25 verläuft die Kurbelwelle 35. Durch das Kurbelwellengestühl 27 reicht eine Kraftstoffsteckpumpe 65 so hindurch, dass ein Ende der Kraftstoffsteckpumpe 65 direkt an der Kurbelwelle 35 anlagert. 9 shows the principle of the 7 and 8th in a similar embodiment as a 3D representation in which the engine block 9 through a section of the cylinder head 17 and the crankshaft housing 25 is indicated. In the crankcase 25 runs the crankshaft 35 , Through the crankshaft stalls 27 extends a fuel plug pump 65 so through, that one end of the fuel plug 65 directly on the crankshaft 35 attaches.

Die in der 9 dargestellte Anordnung der Kraftstoffsteckpumpe 65 lässt sich in 10 als 2D-Darstellung näher inspizieren. In dem Motorblock 9 lagert oberhalb des Lagerschilds 93, genauer an der abgewandten Seite der Kurbelwelle 35 die Kraftstoffsteckpumpe 65, deren Antriebselement 81 die Oberfläche 47 der Kurbelwelle 35 nachfahren kann. Das Kurbelwellengehäuse 25 bietet genügend Raum, damit die Kraftstoffsteckpumpe 65 geführt werden kann. Die Kraftstoffsteckpumpe 65 mündet in dem Bereich des Kurbelwellengehäuses 25 und ist mit seinem anderen Ende an dem Deck für den Zylinderkopf 17 anliegend. Der Zylinderkopf 17 lässt sich an dem Deck anschrauben.The in the 9 illustrated arrangement of the fuel pump 65 settles in 10 to inspect more closely as a 2D representation. In the engine block 9 stores above the bearing plate 93 , more precisely on the opposite side of the crankshaft 35 the fuel plug pump 65 whose drive element 81 the surface 47 the crankshaft 35 can nachfahren. The crankshaft housing 25 provides enough space for the fuel plug 65 can be performed. The fuel plug pump 65 opens in the area of the crankshaft housing 25 and is with its other end on the deck for the cylinder head 17 fitting. The cylinder head 17 can be screwed to the deck.

11 zeigt eine ähnliche Lösung, wie zuvor in den 3–10 dargestellt, wobei anstelle des Kurbelwellenschafts 53 eine Kurbelwellenwange 37 als Betätigungsmittel für die Kraftstoffpumpe 63 (siehe 3) benutzt wird. Die Kraftstoffpumpe 63 sitzt in einem spitzen Winkel, ausgelenkt aus der Senkrechten auf die Kurbelwelle 35, auf der Kurbelwelle 35. Die Kurbelwelle 35 lagert in dem Kurbelwellengestühl 27 (nicht dargestellt). Die Kraftstoffpumpe 63 ist eine über einen Rollentassenstößel angetriebene Hubkolbenpumpe, die Teil der Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung ist. Die Kurbelwellenschafte 53 sind die Verbindungsmittel zwischen den Kurbelwellenwangen 37 der Kurbelwelle 35, die in die Abtriebswelle 33 mündet. Abweichend von der Längserstreckung 59 der Kurbelwelle 35, also nicht auf der Kurbelwellenachse 55, wird ein Umfang 39 der Kurbelwellenwange 37 mit einem Durchmesser 49 als Antriebsebene 51, 51' genutzt, weil eine Achsenorientierung 57, 57' einer Kraftstoffpumpe 63 (nicht dargestellt) an der Wange 37 der Kurbelwelle 35 lagert. Die Oberfläche 47 der Kurbelwellenwange 37 kann genauso wie die Konturierung der Kurbelwellenschafte 53 mit Überständen 41 und/oder Stufen 45 zur Steuerung des anzutreibenden Elements ausgestattet sein. In der Regel hängt an dem Abtriebsrad 91 ein Steuertrieb für Nebenaggregate. Dieser über das Abtriebsrad 91 laufende Steuertrieb wird auch dadurch entlastet, dass die Hochdruck erzeugenden Elemente wie eine Kraftstoffpumpe nicht mehr über das Abtriebsrad 91 anzutreiben sind, sondern von den inneren Teilen der Kurbelwelle 35, entweder im Kurbelwellenschaft 53 oder der Kurbelwellenwange 37, angetrieben werden. 11 shows a similar solution as previously in the 3 - 10 shown, wherein instead of the crankshaft shaft 53 a crankshaft cheek 37 as actuating means for the fuel pump 63 (please refer 3 ) is used. The fuel pump 63 sits at an acute angle, deflected from the vertical to the crankshaft 35 , on the crankshaft 35 , The crankshaft 35 stores in the crankshaft stalls 27 (not shown). The fuel pump 63 is a driven via a roller cup ram reciprocating pump, which is part of the fuel processing device. The crankshaft shafts 53 are the connecting means between the crankshaft cheeks 37 the crankshaft 35 in the output shaft 33 empties. Deviating from the longitudinal extent 59 the crankshaft 35 So not on the crankshaft axis 55 , becomes a scope 39 the crankshaft cheek 37 with a diameter 49 as drive level 51 . 51 ' used, because an axis orientation 57 . 57 ' a fuel pump 63 (not shown) on the cheek 37 the crankshaft 35 outsourced. The surface 47 the crankshaft cheek 37 just like the contouring of the crankshaft shaft 53 with supernatants 41 and / or stages 45 be equipped to control the element to be driven. As a rule, depends on the driven wheel 91 a timing drive for ancillaries. This on the output gear 91 ongoing Steuertrieb is also relieved that the high-pressure generating elements such as a fuel pump is no longer on the output gear 91 are driving, but from the inner parts of the crankshaft 35 , either in the crankshaft shaft 53 or the crankshaft cheek 37 , are driven.

12 zeigt einen Hubkolbenmotor 1, in dessen Zylinderkopf 17 die Gaswechselventile 23 liegen. Die Gaswechselventile 23 werden über Nockenwellen 21 gesteuert. Zwischen den Nockenwellen 21 ist die Kraftstoffaufbereichtungsvorrichtung 61 so angeordnet, dass der Brennraum 5 mit einem Brennstoff-Luft-Gemisch versorgt werden kann. 12 shows a reciprocating engine 1 in its cylinder head 17 the gas exchange valves 23 lie. The gas exchange valves 23 be about camshafts 21 controlled. Between the camshafts 21 is the fuel conditioning device 61 arranged so that the combustion chamber 5 can be supplied with a fuel-air mixture.

Die zuvor dargestellten Einzelaspekte nach den 1–12 können ebenfalls einen eigenständigen erfinderischen Beitrag leisten. So kann während des Schleifvorgangs der Kurbelwelle das entsprechende Oberflächenprofil in einen Teil der Kurbelwelle 35, wie z. B. in die Kurbelwellenwange 37 oder in einen Kurbelwellenschaft 53, eingearbeitet werden. Einer oder mehrere zusätzliche Bearbeitungs- oder Montageschritt, um das Steuerungsprofil für die Kraftstoffpumpe herzustellen, erübrigen sich.The individual aspects after the 1 - 12 can also make an independent inventive contribution. Thus, during the grinding process of the crankshaft, the corresponding surface profile in a part of the crankshaft 35 , such as B. in the crankshaft cheek 37 or in a crankshaft shaft 53 to be incorporated. One or more additional machining or assembly steps to produce the fuel pump control profile are unnecessary.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Hubkolbenmotorreciprocating engine
33: Hubkolbenreciprocating
55: Brennraumcombustion chamber
77: Hubbewegungstroke movement
99: Motorblockblock
1111: Pleuelpleuel
1313: Ölwanneoil pan
1515: Ölpumpeoil pump
1717: Zylinderkopfcylinder head
1919: ZylinderkopfdeckelCylinder head cover
2121: Nockenwellecamshaft
2323: GaswechselventileGas exchange valves
2525: Kurbelwellengehäusecrankcase
2727: Kurbelwellengestühlcrankshaft stalls
2929: Öffnungopening
3131: Schwungradflywheel
3333: Abtriebswelleoutput shaft
3535: Kurbelwellecrankshaft
3737: Kurbelwellenwangecrankshaft cheek
3939: Umfang der KurbelwellenwangeCircumference of the crankshaft cheek
41 41: ÜberstandGot over
4343: Nocken bzw. KonturCam or contour
4545: Stufestep
4747: Oberflächesurface
4949: Durchmesser der Kurbelwelle, insbesondere SchaftdurchmesserDiameter of the crankshaft, in particular shaft diameter
51, 51'51, 51 ': Antriebsebenedrive level
5353: Kurbelwellenschaftcrank shaft
5555: Kurbelwellenachsecrankshaft axis
57, 57', 57''57, 57 ', 57' ': Achsenorientierung, insbesondere des AntriebsAxis orientation, especially of the drive
5959: Längserstreckunglongitudinal extension
6161: KraftstoffaufbereitungsvorrichtungFuel processing device
6363: Kraftstoffpumpe, insbesondere HochdruckkraftstoffpumpeFuel pump, in particular high-pressure fuel pump
6565: KraftstoffsteckpumpeFuel plug-in pump
6767: EinkolbenhockdruckpumpeEinkolbenhockdruckpumpe
6969: PumpenkerngehäusePump core housing
7171: Regelventilcontrol valve
7373: Pumpenanschlusspump connection
7575: PumpenrückstellfederPump return spring
7777: Pumpenkolbenpump pistons
7979: Pumpenbefestigungsflanschpump mounting flange
8181: Antriebselementdriving element
8383: Umfang des KurbelwellenschaftsScope of crankshaft shaft
8585: kalorische Energiecaloric energy
8787: Kraftstoff-Luft-VerbrennungAir-fuel combustion
8989: mechanische Energiemechanical energy
9191: Riemenscheibepulley
9393: Lagerschildend shield
9595: Axialschraube, insbesondere LagerschildschraubeAxial screw, in particular bearing plate screw
9797: Zündkerze bzw. Zündkerzenöffnung oder ZündkerzenbohrungSpark plug or spark plug hole or spark plug hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007056418 A1 [0004, 0004, 0004] DE 102007056418 A1 [0004, 0004, 0004]
DE 102008008438 A1 [0004] DE 102008008438 A1 [0004]
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JP 2042170 A [0004] JP 2042170 A [0004]
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DE 102008000711 A1 [0006, 0006, 0006] DE 102008000711 A1 [0006, 0006, 0006]
JP 63277853 A [0007] JP 63277853 A [0007]
JP 63109243 A [0007] JP 63109243 A [0007]
JP 2301660 A [0007] JP 2301660 A [0007]

Claims

Hubkolbenmotor (1) mit innenliegender Kurbelwelle (35) in einem Kurbelwellengehäuse (25) des Hubkolbenmotors (1), der einen durch einen Hubkolben (3) begrenzten Brennraum (5) hat, wobei die Kurbelwelle (35) wenigstens eine Kurbelwellenwange (37) und wenigstens einen Kurbelwellenschaft (53) hat, vorzugsweise mehrere Kurbelwellenwangen (37) und mehrere die Kurbelwellenwangen (37) verbindende Kurbelwellenschafte (53) hat, und mit einer Kraftstoffaufbereitungsvorrichtung (61), die eine Kraftstoffpumpe (63, 65, 67), insbesondere eine Hochdruckkraftstoffpumpe (67) wie eine Dieselhochdruckpumpe oder eine Benzinhochdruckpumpe, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwellenschaft (53) mit einem Antriebselement (81) der Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) unmittelbar in Eingriff steht.Reciprocating engine ( 1 ) with internal crankshaft ( 35 ) in a crankcase ( 25 ) of the reciprocating engine ( 1 ), one by a reciprocating piston ( 3 ) limited combustion chamber ( 5 ), whereby the crankshaft ( 35 ) at least one crankshaft cheek ( 37 ) and at least one crankshaft shaft ( 53 ), preferably a plurality of crankshaft cheeks ( 37 ) and several the crankshaft cheeks ( 37 ) connecting crankshaft shafts ( 53 ), and with a fuel conditioning device ( 61 ), which is a fuel pump ( 63 . 65 . 67 ), in particular a high-pressure fuel pump ( 67 ), such as a high-pressure diesel pump or a high-pressure gasoline pump, characterized in that the crankshaft shaft ( 53 ) with a drive element ( 81 ) of the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) is directly engaged.

Hubkolbenmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsebene (51, 51') der Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) durch den Kurbelwellenschaft (53) läuft.Reciprocating engine ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a drive plane ( 51 . 51 ' ) of the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) through the crankshaft shaft ( 53 ) running.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (35) eine Kurbelwellenachse (55) hat, an der sich die Kurbelwelle (35) erstreckt und zu der der Hubkolben (3) quer abgewinkelt einer Hubbewegung (7) folgt, wobei eine Anlagerung der Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) seitlich zur Kurbelwellenachse (55) gegeben ist, sodass eine Antriebskraft vorteilhafter Weise im rechten Winkel zur Kurbelwellenachse (55) in die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) erfolgt.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft ( 35 ) a crankshaft axis ( 55 ), at which the crankshaft ( 35 ) and to which the reciprocating piston ( 3 ) angled transversely to a stroke movement ( 7 ), wherein an attachment of the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) laterally to the crankshaft axis ( 55 ), so that a driving force advantageously at right angles to the crankshaft axis ( 55 ) into the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) he follows.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Umfang (83) des Kurbelwellenschafts (53), vorzugsweise an einer Oberfläche (47), die einen Durchmesser (49), insbesondere einen breitest möglichen Durchmesser (49), des Kurbelwellenschafts (53) beschreibt, die Antriebskraft in die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) eingeleitet wird.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that over a circumference ( 83 ) of the crankshaft shaft ( 53 ), preferably on a surface ( 47 ), which have a diameter ( 49 ), in particular a widest possible diameter ( 49 ), the crankshaft shaft ( 53 ) describes the driving force in the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) is initiated.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (35) von einem Kurbelwellengestühl (27) getragen wird, in das eine Öffnung (29) eingelassen ist, in der die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) zumindest teilweise lagert.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft ( 35 ) of a crankshaft stalls ( 27 ), into which an opening ( 29 ), in which the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) at least partially stores.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelwellenschaft (53) einen Überstand (41) wie einen eingearbeiteten Nocken (43) oder eine Stufe (45) hat, der auf die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) eine Hubbewegung ausübt.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the crankshaft shaft ( 53 ) a supernatant ( 41 ) like a built-in cam ( 43 ) or a level ( 45 ) on the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) exerts a lifting movement.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Antrieb eine Pumpkraft auf einen Zylinder (77) der Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) ausgeübt wird.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that by a drive a pumping force on a cylinder ( 77 ) of the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) is exercised.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) eine Kraftstoffsteckpumpe (65), insbesondere eine Einkolbenhochdruckpumpe (67), ist.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) a fuel plug pump ( 65 ), in particular a single-piston high-pressure pump ( 67 ) is.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) in einer Achsenorientierung (57, 57', 57'') angeordnet ist, die von der Kurbelwellenachse (55) und von der Richtung einer Längserstreckung (59) des Kurbelwellenschafts (53) abweicht.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims 3 to 8, characterized in that the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) in an axis orientation ( 57 . 57 ' . 57 '' ) arranged from the crankshaft axis ( 55 ) and the direction of a longitudinal extent ( 59 ) of the crankshaft shaft ( 53 ) deviates.

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) einen Hebel umfasst, der zwischen einem Kurbelwellenabgriff und dem Pumpenkerngehäuse (69) gelagert, insbesondere federvorgespannt (75) gelagert, die Antriebsleistung aus dem Kurbelwellenschaft (53) von diesem weglenkend in das Pumpenkerngehäuse (69) einleitet.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) comprises a lever which is connected between a crankshaft tap and the pump core housing ( 69 ), in particular spring-biased ( 75 ), the drive power from the crankshaft shaft ( 53 ) leading away from this into the pump core housing ( 69 ).

Hubkolbenmotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Teile (69, 71, 73, 75, 77, 79, 81) der Kraftstoffpumpe (63, 65, 67) von einem Motorblock (9) des Hubkolbenmotors (1), insbesondere von dem Kurbelwellengehäuse (25), eingeschlossen sind.Reciprocating engine ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that all parts ( 69 . 71 . 73 . 75 . 77 . 79 . 81 ) of the fuel pump ( 63 . 65 . 67 ) from an engine block ( 9 ) of the reciprocating engine ( 1 ), in particular of the crankcase ( 25 ) are included.

Betriebsverfahren eines Hubkolbenmotors (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der kalorische Energie (85) mit Hilfe einer Kraftstoff-Luftverbrennung (87) in einem Brennraum (5) über eine innenliegende Kurbelwelle (35), die wenigstens eine Kurbelwellenwange (37) hat und die wenigstens einen Kurbelwellenschaft (53) hat, in eine mechanische Energie (89) umwandelt, und dessen Kraftstoff druckaufgeladen (63, 65, 67) dem Brennraum (5) zur Verfügung steht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftstoffpumpe (63, 65, 67), die ihre Förderleistung von dem Kurbelwellenschaft (53) oder einer Kontur (47, 41, 43, 45) auf dem Kurbelwellenschaft (53) erhält, die Druckaufladung des Kraftstoffs herstellt.Operating method of a reciprocating engine ( 1 ), in particular according to one of the preceding claims, the caloric energy ( 85 ) by means of a fuel-air combustion ( 87 ) in a combustion chamber ( 5 ) via an internal crankshaft ( 35 ), the at least one crankshaft cheek ( 37 ) and the at least one crankshaft shaft ( 53 ), into a mechanical energy ( 89 ) and its fuel is pressure-charged ( 63 . 65 . 67 ) the combustion chamber ( 5 ) is available, characterized in that a fuel pump ( 63 . 65 . 67 ), their capacity from the crankshaft shaft ( 53 ) or a contour ( 47 . 41 . 43 . 45 ) on the crankshaft shaft ( 53 ), which produces pressure charging of the fuel.