DE102011004095A1

DE102011004095A1 - Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102011004095A1
Application number: DE201110004095
Authority: DE
Inventors: Sascha Ambrock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-08-16
Also published as: CN103392069B; WO2012110261A1; EP2676032A1; CN103392069A

Abstract

Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pumpengehäuse 6 mit einem Pumpeninnenraum 5, in den ein Zulauf 4 für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit 12 zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum 11, wobei die Zumesseinheit 12 mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet ist. Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitgestellt, die durch Druckverlustverminderung eine Effizienzsteigerung aufweist. Dies wird dadurch erreicht, dass in das Pumpengehäuse 6 eine den Pumpeninnenraum 5 mit der ndung eingelassen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Hochdruckpumpengehäuse mit einem Pumpeninnenraum, in den ein Zulauf für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum, wobei die Zumesseinheit mit dem Pumpeninnenraum verschaltet ist.
Stand der Technik
Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2008 043 444 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe ist insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem ausgelegt und weist eine als Kolbenpumpe ausgebildete Vorförderpumpe auf. Das Vorsehen der Vorförderpumpe als Kolbenpumpe ermöglicht einen deutlichen Kostenvorteil bezüglich der Herstellungskosten im Vergleich zu Zahnradpumpen oder Flügelzellenpumpen, da eine Kolbenpumpe vergleichsweise einfach aufgebaut und einfach herstellbar ist. Eine Zumesseinheit zum Zumessen von Kraftstoff in zwei Pumpenarbeitsräume ist über eine Raumverbindung mit dem Pumpeninnenraum verbunden.
Eine weitere Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2009 001 560 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das im Bereich eines Zylinderkopfs einen Zulauf und einen Ablauf für Kraftstoff aufweist. Der Zulauf ist über eine Zulaufleitung mit einer Zumesseinheit verschaltet, wobei die Zulaufleitung radial in die Zumesseinheit einmündet. Die Zumesseinheit ist weiterhin direkt oberhalb eines Pumpenarbeitsraums angeordnet und mit diesem über einen Kanal mit einem eingesetzten Saufventil verschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung bereitzustellen, die durch Druckverlustverminderung eine Effizienzsteigerung aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in das Hochdruckpumpengehäuse eine den Pumpeninnenraum mit der Zumesseinheit direkt verbindende Strömungsverbindung eingelassen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bisherige komplizierte und verschiedene Umlenkungen aufweisende Verbindungsbohrungen vermieden werden. Diese bisherigen Verbindungsbohrungen verursachen durch verschiedene Strömungsumlenkungen einen erheblichen Druckverlust bzw. eine Drosselwirkung. Dadurch, dass nunmehr eine Strömungsverbindung ohne Umlenkungen geschaffen ist, wird der Druckverlust minimiert, was eine bessere Effizienz, eine bessere Füllung und einen höheren Liefergrad der Hochdruckpumpe ermöglicht. Weiterhin wird durch die direkte Strömungsverbindung eine Kostenreduzierung bei der Herstellung der Hochdruckpumpe erreicht.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Strömungsverbindung eine Bohrung, die wiederum in weiterer Ausgestaltung den Pumpeninnenraum mit einem Einlass in die Zumesseinheit direkt verbindet. Die Bohrung ist also so angeordnet, dass der Einlass in die Zumesseinheit ohne irgendeine Beeinträchtigung durch beispielsweise eine Umlenkung mit dem Pumpeninnenraum verbunden ist. Der Pumpeninnenraum ist bei der Hochdruckpumpe kraftstoffgefüllt, wobei der Kraftstoff über einen Zulauf, der mit einem Kraftstoffniederdrucksystem verschaltet ist, zugeführt wird. Zudem ist es durch die Lage der Bohrung möglich, eine bessere Durchmischung des in den Pumpeninnenraum eingeleiteten Kraftstoffs zu gewährleisten, da der Zulauf und ein Ablauf nicht direkt nebeneinander liegen. Dadurch werden Kurzschlussströme von Kraftstoff vermieden. Diese Ausgestaltung sorgt für eine bessere Kühlung der Hochdruckpumpe, was ebenfalls zu einer Effizienzsteigerung beiträgt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Bohrung in Verlängerung einer Aufnahmeausnehmung für die Zumesseinheit in dem Hochdruckpumpengehäuse angeordnet. Diese Ausgestaltung stellt in besonders einfacher Form die direkte Strömungsverbindung zwischen der Zumesseinheit und dem Pumpeninnenraum her.
In Weiterbildung der Erfindung entspricht der Durchmesser der Bohrung zumindest angenähert dem Durchmesser des Einlasses in die Zumesseinheit. Durch diese Ausgestaltung werden Drosselstellen, die wiederum zu Druckverlusten führen, vermieden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet die Bohrung axial in den Einlass der Zumesseinheit ein. Auch diese Ausgestaltung vermeidet jegliche Druckverluste durch Umlenkungen.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Einlass der Zumesseinheit über ein Zumessventil mit einem Zumessauslass verschaltet und die axiale Einlassströmung wird in eine radiale Auslassströmung umgelenkt. Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Druckverluste in der Zumesseinheit auf einen Mindestwert reduziert sind. Dabei kann der Zumessauslass als Ringraum um die Zumesseinheit ausgebildet sein, wodurch mögliche Verluste soweit wie möglich reduziert sind.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Zumessauslass über ein Saugventil auf direktem Weg mit dem Pumpenarbeitsraum verschaltet. Auch durch diese Ausgestaltung wird der Druckverlust reduziert und eine bessere Füllung des Pumpenarbeitsraums mit Kraftstoff erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 ein schematisches Schaltschema einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Hochdruckpumpe,
2 eine detailierte Ausschnittsdarstellung aus 1 der den Pumpeninnenraum mit der Zumesseinheit direkt verbindenden Strömungsverbindung,
3 eine Seitenansicht eines Pumpengehäuses mit einer Darstellung eines Zulaufs und eines Ablaufs für Kraftstoff in den Pumpeninnenraum, einer Aufnahmeausnehmung für eine Zumesseinheit sowie einer Bohrung zur Verbindung der Aufnahmeausnehmung mit dem Pumpeninnenraum und
4 eine Draufsicht auf die Hochdruckpumpe gemäß 3.
Ausführungsform der Erfindung
Ausweislich der 1 weist eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine einen Kraftstofftank 1 auf, aus dem Kraftstoff von einer elektrischen Kraftstoffpumpe 2 angesaugt wird und über einen Filter 3 und einen Zulauf 4 in den Pumpeninnenraum 5 einer Hochdruckpumpe geleitet wird. Die Hochdruckpumpe weist ein den Pumpeninnenraum 5 umschließendes Pumpengehäuse 6 auf, in dem eine Pumpennockenwelle 7 drehbar gelagert ist. Nocken 8a, 8b der Pumpennockenwelle 7 sind in dem Pumpeninnenraum 5 angeordnet und wirken mit Rollenstößeln 9 von zwei Hochdruckpumpenelementen 10 zusammen. Die Hochdruckpumpenelemente 10 weisen jeweils einen mit dem Rollenstößel 9 zusammenwirkenden Pumpenplunger auf, der bei einer Drehbewegung der Pumpennockenwelle 7 translatorisch auf und ab bewegt wird. Der jeweilige Pumpenplunger begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 11, dem über eine Zumesseinheit 12 und ein in der 2 dargestelltes Saugventil 24 Kraftstoff zugeführt wird. Der Kraftstoff wird der Zumesseinheit 12 aus dem Pumpeninnenraum 5 über einen Filter zugeführt, wobei die Zuführung in der Darstellung gemäß 1 aus zeichnungstechnischen Gründen nicht auf direktem Weg erfolgt. Parallel zu der Zumesseinheit ist ein Überströmventil 13 über einen Filter ebenfalls mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet, über das von der Zumesseinheit 12 nicht in die Pumpenarbeitsräume 11 weitergeleiteter Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung in den Kraftstofftank 1 zurückgeleitet wird. Diese Rücklaufleitung ist weiterhin mit einem Gehäuselager 14 und einem Flanschlager 15 der Hochdruckpumpe verschaltet, wobei das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 die Lagerung der Pumpennockenwelle 7 darstellen. Das Gehäuselager 14 und das Flanschlager 15 sind kraftstoffgeschmiert, wobei die zur Schmierung notwendige Kraftstoffmenge nach der Durchströmung des Gehäuselagers 14 und des Flanschlagers 15 in die Rücklaufleitung abgeleitet wird.
Die beiden Pumpenarbeitsräume 11 sind über Rückschlagventile 16 mit einem Hochdruckspeicher 17 verschaltet, in den der Kraftstoff unter einem Druck von ungefähr 3.000 bar eingespeist wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit einem Druckregelventil 18 verschaltet, über das der Druck in dem Hochdruckspeicher 17 auf einen zulässigen Maximaldruck gehalten wird. Der Hochdruckspeicher 17 ist mit Kraftstoffinjektoren 19 entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine verschaltet, wobei die Kraftstoffinjektoren 19 gesteuert Kraftstoff in die Arbeitsräume der Brennkraftmaschine einspritzen.
2 zeigt neben den auszugsweise aus 1 übernommenen Bauteilen die direkte Strömungsverbindung zwischen dem Pumpeninnenraum 5 und einen Einlass 20 in die Zumesseinheit 12 durch eine in das Pumpengehäuse 6 eingelassene Bohrung 21, die in dieser Figur aus zeichnungstechnischen Gründen als externer Kanal dargestellt ist. Die Bohrung 21 stellt eine axiale Anströmung des Einlasses 20 der Zumesseinheit 12 her, wobei die axiale Anströmung von einem Zumessventil 22 der Zumesseinheit 12 in eine radiale Abströmung durch einen Zumessauslass 23 umgelenkt wird. Der Zumessauslass 23 kann durch mehrere Öffnungen in der Zumesseinheit 12 gebildet sein, wobei die Öffnungen in einen die Zumesseinheit 12 in diesem Bereich umgebenden Ringraum einmünden, der wiederum auf direktem Weg mit den Saugventilen 24 der Hochdruckpumpenelemente 10 bzw. deren Pumpenarbeitsräume 11 verbunden sind.
Die 3 und 4 zeigen in zwei Ansichten das Pumpengehäuse 6 im unmontierten Zustand, wobei der Zulauf 4 und ein Ablauf 26 für Kraftstoff in den Pumpeninnenraum 5 dargestellt ist. Weiterhin ist eine Aufnahmeausnehmung 25 zur Montage der Zumesseinheit 12 dargestellt, wobei die Aufnahmeausnehmung 25 über eine in Verlängerung der Aufnahmeausnehmung 25 angeordnete Bohrung 21 mit dem Pumpeninnenraum 5 verschaltet ist. Weiterhin ist der Ablauf 26 mit dem im Innern der Hochdruckpumpe angeordneten Überströmventil 13 verschaltet, während außerhalb des Pumpengehäuses 6 die externe Rücklaufleitung in den Tank 1 angeschlossen wird. Insbesondere in der Draufsicht auf 4 ist die exakte Lage des Zulaufs 4, des Ablaufs 26, der Aufnahmeausnehmung 25 und der die Aufnahmeausnehmung 25 mit dem Pumpeninnenraum 5 verbindenden Bohrung 21 ersichtlich. Weiterhin sind die einen Winkel von 90° einschließenden Aufnahmeöffnungen 27 für die beiden Hochdruckpumpenelemente 10 ersichtlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008043444 A1 [0002]
DE 102009001560 A1 [0003]

Claims

Hochdruckpumpe für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Pumpengehäuse (6) mit einem Pumpeninnenraum (5), in den ein Zulauf (4) für Kraftstoff einmündet, und eine Zumesseinheit (12) zum Zumessen von Kraftstoff in einen Pumpenarbeitsraum (11), wobei die Zumesseinheit (12) mit dem Pumpeninnenraum (5) verschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in das Pumpengehäuse (6) eine den Pumpeninnenraum (5) mit der Zumesseinheit (12) direkt verbindende Strömungsverbindung eingelassen ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsverbindung eine Bohrung (21) ist.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) den Pumpeninnenraum (5) mit einem Einlass (20) in die Zumesseinheit (12) direkt verbindet.
Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) in Verlängerung einer Aufnahmeausnehmung (25) für die Zumesseinheit (12) angeordnet ist.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Bohrung (21) zumindest angenähert dem Durchmesser des Einlasses (20) in die Zumesseinheit (12) entspricht.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (21) axial in den Einlass (20) der Zumesseinheit (12) einmündet.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (20) der Zumesseinheit (12) über ein Zumessventil (22) mit einem Zumessauslass (23) verschaltet ist und dass die axiale Einlassströmung in eine radiale Auslassströmung umgelenkt wird.
Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zumessauslass (23) über ein Saugventil (24) auf direktem Weg mit dem Pumpenarbeitsraum (11) verschaltet ist.