DE102013212145A1

DE102013212145A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE102013212145A1
Application number: DE102013212145.8A
Authority: DE
Inventors: Achim Koehler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08
Also published as: WO2014206607A1; JP6356230B2; JP2016524675A; KR20160022831A; EP3014119B1; EP3014119A1; KR102139713B1; CN105339659B; CN105339659A

Abstract

Eine Hochdruckpumpe (1), die insbesondere für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen dient, umfasst einen als Triebwerksraum (4) ausgestalteten Niederdrucksraum (4) und einen Antrieb (5), der zumindest teilweise in dem Niederdruckraum (4) angeordnet ist. Durch den Antrieb (5) werden im Betrieb Druckpulsationen im Niederdruckraum (4) erzeugt. Hierbei ist eine Dämpfungsvorrichtung (30) vorgesehen, die einerseits mit dem Niederdruckraum (4) verbunden und andererseits an ein Niederdruckniveau (25) angeschlossen ist, das im Betrieb unter einem Druck (p1) im Niederdruckraum (4) liegt. Die Dämpfungsvorrichtung (30) weist einen in einer Kolbenbohrung (33) verschiebbaren Kolben (32) auf, der einerseits von dem Druck (p1) im Niederdruckraum (4) gegen eine Federkraft eines Federelements (36) beaufschlagt ist und der andererseits einen Dampfraum (34) in der Kolbenbohrung (33) begrenzt. Ferner weist die Dämpfungsvorrichtung (30) eine Entlastungseinrichtung (37) auf, die den Dampfraum (34) zumindest zeitweise mit dem Niederdruckniveau (25) verbindet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen oder Hydraulikanwendungen. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Dieselpumpen, Benzinpumpen und Hydraulikpumpen.
Aus der DE 10 2009 003 054 A1 ist eine Hochdruckpumpe für Brennstoffeinspritzanlagen von luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschinen bekannt. Die bekannte Hochdruckpumpe weist eine Pumpenbaugruppe und eine Antriebswelle auf, wobei die Antriebswelle einen der Pumpenbaugruppe zugeordneten Nocken umfasst. Die Pumpenbaugruppe umfasst eine Laufrolle, die an einer Lauffläche des Nockens abrollt. Die Antriebswelle ist an Lagerstellen in Gehäuseteilen der Hochdruckpumpe gelagert. Im Betrieb der Hochdruckpumpe wird eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens erzielt, so dass die Förderung von unter hohem Druck stehenden Brennstoff zu einem Common-Rail erfolgt. Hierbei rotiert im Betrieb der Hochdruckpumpe die Antriebswelle um eine Achse.
Die aus der DE 10 2009 003 054 A1 bekannte Hochdruckpumpe hat den Nachteil, dass im Betrieb durch die Volumenverdrängung des Kolbens im Triebwerksraum, in dem die Antriebswelle vorgesehen ist, durch die Fördercharakteristik oder zusätzlich durch Triebwerksteilbewegungen Mengenwellen erzeugt werden, die in das weitere Niederdrucksystem beziehungsweise einen weiteren Niederdruckbereich emittiert werden und dort zu erhöhten Druckbelastungen führen. Dies gilt insbesondere für Hochdruckpumpen mit nur einer Pumpenbaugruppe beziehungsweise mit nur einem Hochdruckzylinder mit darin geführtem Pumpenkolben. In der Folge kann es zu Geräuschen oder auch zu einer Reduzierung der Lebensdauer der Hochdruckpumpe kommen.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein verbesserter Aufbau und eine verbesserte Funktionsweise ermöglicht sind. Speziell können im Betrieb Druckpulsationen, die im Niederdruckraum erzeugt werden, wirkungsvoll gedämpft werden, um nachteilige Auswirkungen zu verringern.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Pumpe möglich.
Die Pumpe kann insbesondere als Hochdruckpumpe ausgestaltet sein, die zum Fördern eines Fluids, insbesondere Brennstoffs, mit hohem Druck dient. Beispielsweise kann die Hochdruckpumpe in eine Brennstoffeinspritzanlage oder ein anderes hydraulisches System integriert sein. Hierbei kann ein Niederdruckkreislauf gebildet sein, der über den Niederdruckraum der Pumpe läuft. Der Niederdruckraum kann hierbei als Triebwerksraum der Pumpe ausgebildet sein, wobei der Antrieb zumindest teilweise in dem als Triebwerksraum ausgebildeten Niederdruckraum angeordnet ist. Somit kann über den Niederdruckkreislauf zugleich eine Schmierung des Antriebs erzielt werden. Druckpulsationen, die von dem Antrieb in dem als Triebwerksraum ausgebildeten Niederdruckraum der Pumpe erzeugt werden, werden dann vorzugsweise bereits innerhalb des Gehäuses der Pumpe durch die zumindest eine Dämpfungsvorrichtung gedämpft. Dadurch werden die Auswirkungen solcher Druckpulsationen auf andere Teile des Niederdruckkreislaufs verringert. Sonstige Dämpfungseinrichtungen, die in dem Niederdruckkreislauf vorgesehen sein können, können hierdurch in ihrer Ausgestaltung vereinfacht werden und gegebenenfalls auch entfallen. Somit vereinfacht sich auch die Ausgestaltung des Niederdruckkreislaufs und somit der Brennstoffeinspritzanlage oder dergleichen.
Das Fluid, insbesondere der Brennstoff, kann in vorteilhafter Weise über den Niederdruckraum zumindest mittelbar zu einem Pumpenarbeitsraum einer Pumpenbaugruppe geführt werden. Bei dem Niederdruckraum kann es sich hierbei insbesondere um den Triebwerksraum handeln. Möglich sind hierbei auch Ausgestaltungen, bei denen die Pumpe mehrere Pumpenbaugruppen und entsprechend mehrere Pumpenarbeitsräume aufweist, zu denen das Fluid, insbesondere der Brennstoff, über den Niederdruckraum geführt wird.
Vorteilhaft ist es, dass die Entlastungseinrichtung eine Drossel, die den Dampfraum zumindest mittelbar mit dem Niederdruckniveau verbindet, und/oder ein zum Niederdruckniveau hin öffnendes Rückschlagventil, das einerseits zumindest mittelbar mit dem Dampfraum und andererseits zumindest mittelbar mit dem Niederdruckniveau verbunden ist, aufweist. Die Dämpfung der Druckpulsationen kann somit durch den Kolben realisiert werden, der gegen die Federkraft gelagert ist.
Bei einer möglichen Ausgestaltung ist der Dampfraum über die Drossel an das geringere Niederdruckniveau angeschlossen. Die Drossel wird hierbei in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von einer Pulsationsfrequenz und einer Pulsationsamplitude sowie dem Niederdruckniveau nach der Drossel so abgestimmt, dass beim Expandieren des Dampfraums ein möglichst großes Dampfvolumen erzeugt wird, das beim Wiedereintauchen des Kolbens bis zur vollständigen Kondensation des Dampfes als Dämpfungsvolumen zur Verfügung steht, ohne dass eine erneute Volumenverdrängung stattfindet.
Bei einer zweiten möglichen Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise der Dampfraum über das Rückschlagventil an ein zumindest beruhigtes und/oder geringeres Niederdruckniveau angeschlossen. In vorteilhafter Weise kann über das Rückschlagventil auch eine Kolbenleckage abgeführt und ein Dampfvolumen erzwungen werden, das als Dämpfungsvolumen zur Verfügung steht.
Diese Möglichkeiten der Dämpfung sind kostengünstig und wartungsfrei, da die Funktionsfähigkeit durch das Fehlen von Permanentdichtstellen zwischen einerseits der Gas- und/oder Dampfphase und andererseits der Flüssigkeit über die gesamte Lebensdauer sichergestellt werden kann.
Ferner besteht ein wesentlicher Vorteil gegenüber einem Gasdruckdämpfer oder dergleichen darin, dass ein Arbeitspunkt, insbesondere der erforderliche Mitteldruck, um den die Druckamplituden schwanken, über ein Federelement, das die Federkraft aufbringt, eingestellt werden kann. Hingegen muss bei einem Gasdruckdämpfer dies entweder durch Vorkomprimieren des Gases oder durch hohe Elastizitäten sichergestellt werden, da es nur begrenzt möglich ist, ohne einen Großteil der Dämpfungswirkung zu verlieren. Der Arbeitspunkt ist damit leichter applizierbar.
Vorteilhaft ist es, dass die Drossel der Entlastungseinrichtung radial in die Kolbenbohrung mündet. Die Kolbenbohrung kann dabei über ein geeignetes Verschlusselement verschlossen sein. Bei dieser Ausgestaltung kann in besonders einfacher Weise ein geringes Niederdruckniveau vorgehalten werden, mit dem der Dampfraum über die Drossel verbunden ist.
Bei einer abgewandelten Ausgestaltung ist es von Vorteil, dass in der Kolbenbohrung ein Verschlusselement angeordnet ist, dass der Dampfraum zwischen dem Kolben und dem Verschlusselement in der Kolbenbohrung ausgebildet ist und dass die Drossel der Entlastungseinrichtung in das Verschlusselement integriert ist. Auf diese Weise kann der für die Kolbenbohrung benötigte Zugang zugleich genutzt werden, um das Niederdruckniveau vorzuhalten.
Bei einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, dass die Kolbenbohrung in einem Gehäuse angeordnet ist, dass ein Niederdruckkanal in dem Gehäuse ausgebildet ist, der in den Dampfraum der Kolbenbohrung mündet, und dass das Rückschlagventil in dem Niederdruckkanal angeordnet ist. Hierdurch ist eine Integration des Rückschlagventils in das Gehäuse der Pumpe möglich. Somit kann eine kompakte Ausgestaltung realisiert werden.
Vorteilhaft ist es allerdings auch, dass in der Kolbenbohrung ein Verschlusselement angeordnet ist, dass der Dampfraum zwischen dem Kolben und dem Verschlusselement in der Kolbenbohrung ausgebildet ist und dass das Rückschlagventil in das Verschlusselement integriert ist. Somit können die wesentlichen Funktionen im Bereich der Kolbenbohrung realisiert werden. Der Platzbedarf innerhalb des Gehäuses, der für diese Realisierung benötigt wird, ist hierbei minimiert.
In vorteilhafter Weise ist in dem Dampfraum ein Federelement angeordnet, das den Kolben mit der Federkraft beaufschlagt. Der Dampfraum kann somit zugleich als Federraum dienen. Das Federelement kann hierbei von dem Kolben auf Druck beaufschlagt werden. Allerdings kann der Kolben auch auf geeignete Weise mit dem Federelement verbunden sein, um den Kolben sowohl auf Druck als auch auf Zug zu beaufschlagen.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der Kolben so in der Kolbenbohrung geführt ist, dass zwischen dem Kolben und der Kolbenbohrung ein Leckagefluss aus dem Niederdruckraum in den Dampfraum ermöglicht ist. Hierdurch ist zum einen eine Schmierung der Kolbenführung in der Kolbenbohrung realisiert. Zugleich wird hierdurch ein Nachfluss von Fluid, insbesondere Brennstoff, in den Dampfraum realisiert. Dadurch kann stets das benötigte Dampfvolumen erzeugt und zugleich ein vorteilhaftes Dämpfungsverhalten erzielt werden. Die Leckage wird dann über die Drossel beziehungsweise das Rückschlagventil zu dem Niederdruckniveau abgeführt. Somit ist ein wartungsfreier Betrieb möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Hochdruckpumpe einer Brennstoffeinspritzanlage in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel und
6 ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer Hochdruckpumpe entsprechend einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Hochdruckpumpe 1 einer Brennstoffeinspritzanlage 2 mit einem Niederdruckkreislauf 3 in einer schematischen Darstellung entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Hochdruckpumpe 1 kann insbesondere für luftverdichtende, selbstzündende Brennkraftmaschinen oder gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschinen dienen. Ferner kann die Hochdruckpumpe 1 auch als Hydraulikpumpe für andere hydraulische Anwendungen ausgestaltet sein.
Die Hochdruckpumpe 1 weist einen Niederdruckraum 4 und einen Antrieb 5 auf. Hierbei werden im Betrieb durch den Antrieb 5 Druckpulsationen im Niederdruckraum 4 erzeugt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Niederdruckraum 4 durch einen Triebwerksraum gebildet, in dem eine Achse 6 mit einem Mehrfachnocken 7 zumindest teilweise angeordnet ist. Der Mehrfachnocken 7 der Achse 6 dient zum Antreiben eines Pumpenkolbens 8 einer Pumpenbaugruppe 9 der Hochdruckpumpe 1. Hierbei ist schematisch ein Teil eines Zylinderkopfs 10 dargestellt, in dem eine Zylinderbohrung 11 ausgestaltet ist. Der Pumpenkolben 8 ist in der Zylinderbohrung 11 geführt. Die Betätigung des Pumpenkolbens 8 durch den Mehrfachnocken 7 ist durch einen Doppelpfeil 12 veranschaulicht.
Ferner ist eine Zumesseinheit 13 vorgesehen, über die im Betrieb unter niedrigen Druck stehender Brennstoff in einen Pumpenarbeitsraum 14 geführt wird. Der Pumpenarbeitsraum 14 ist hierbei von dem Pumpenkolben 8 in der Zylinderbohrung 11 begrenzt. Über ein Auslassventil 15 wird im Betrieb der unter hohem Druck stehende Brennstoff beispielsweise zu einem Common-Rail geführt.
Durch den Antrieb 5, insbesondere die Hin- und Herbewegung des Pumpenkolbens 8, werden in dem Niederdruckraum 4 Druckpulsationen erzeugt. Hierbei ist anzumerken, dass zur Vereinfachung der Darstellung der Triebwerksraum (Niederdruckraum) 4 separat von dem Antrieb 5, insbesondere der Achse 6, dargestellt ist, der zumindest teilweise in dem Triebwerksraum 4 angeordnet ist.
Der Niederdruckkreislauf 3 umfasst einen Tank 20 und eine Vorförderpumpe 21, die beispielsweise als Elektrokraftstoffpumpe 21 ausgestaltet sein kann. Durch die Vorförderpumpe 21 wird der Brennstoff aus dem Tank 20 über eine Filtereinrichtung 22 in den Niederdruckraum 4 gefördert. Die Filtereinrichtung 22 umfasst einen Filter und gegebenenfalls auch einen Wasserabscheider.
Aus dem Niederdruckraum 4 wird ein Teil des Brennstoffs über ein Gehäuselager 23 und ein Flanschlager 24 zu einem Niederdruckniveau 25 geführt. An dem Gehäuselager 23 und dem Flanschlager 24 ist die Achse 6 mit dem Mehrfachnocken 7 gelagert. Das Gehäuselager 23 und das Flanschlager 24 sind hierbei durch Drosseln 23, 24 veranschaulicht, da diese als Drosseln wirken.
Im Niederdruckraum 4 herrscht beispielsweise ein Druck p₁. Das Niederdruckniveau 25 hat einen Druck p₂, der kleiner als der Druck p₁ ist. Um einen gewissen, niedrigen Druck p₂ auf dem Niederdruckniveau 25 zu halten, kann gegebenenfalls eine Einrichtung 26 vorgesehen sein. Hierdurch kann der Druck p₂ beispielsweise etwas über den gegebenenfalls druckentlasteten Tank 20 gehalten werden. Die Einrichtung 26 kann beispielsweise eine Drossel oder eine andere geringe Druckbegrenzung aufweisen. Je nach Ausgestaltung des Niederdruckkreislaufes 3 kann die Einrichtung 26 auch entfallen. Speziell kann bereits durch die Länge einer Rücklaufleitung 27, die von dem Niederdruckniveau 25 zu dem Tank 20 führt, der gewünschte geringe Druck p₂ im Niederdruckniveau 25 erzielt werden.
Die Hochdruckpumpe 1 weist eine Dämpfungsvorrichtung 30 auf. Je nach Ausgestaltung der Hochdruckpumpe 1 können auch mehrere solcher Dämpfungseinrichtungen 30 vorgesehen sein. Die Dämpfungsvorrichtung 30 ist einerseits mittels einer Leitung 31 mit dem Niederdruckraum 4 verbunden und andererseits an das Niederdruckniveau 25 angeschlossen. Im Betrieb liegt das Niederdruckniveau 25 mit seinem Druck p₂ unter dem Druck p₁ im Niederdruckraum 4. Somit besteht über die Dämpfungsvorrichtung 30 ein Druckgefälle von dem Niederdruckraum 4 zu dem Niederdruckniveau 25.
Beim Auftreten von Druckpulsationen kommt es zu Druckschwingungen im Niederdruckraum 4, was eine Dämpfung durch die Dämpfungsvorrichtung 30 auslöst. Hierfür weist die Dämpfungsvorrichtung 30 in diesem Ausführungsbeispiel einen Kolben 32 auf, der als Ausgleichskolben 32 dient. Der Kolben 32 ist in einer Kolbenbohrung 33 verschiebbar geführt. In diesem Ausführungsbeispiel teilt der Kolben 32 die Kolbenbohrung 33 in einen Dampfraum 34 und einen Raum 35. Der Dampfraum 34 dient hierbei zugleich als Federraum 34, in dem ein Federelement 36 angeordnet ist, das beispielsweise als Spiralfeder 36 ausgestaltet ist.
Von dem Raum 35 her wird der Kolben 32 von dem Druck p₁ im Niederdruckraum 4 gegen die Federkraft des Federelements 36 beaufschlagt. Andererseits begrenzt der Kolben 32 den Dampfraum 34 in der Kolbenbohrung 33.
Die Dämpfungsvorrichtung 30 weist außerdem eine Entlastungseinrichtung 37 auf, die den Dampfraum 34 mit dem Niederdruckniveau 25 verbindet. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Entlastungseinrichtung 37 ein Rückschlagventil 38. Das Rückschlagventil 38 öffnet hierbei zu dem Niederdruckniveau 25 hin.
Der Brennstofffluss im Niederdruckkreislauf 3 ist durch Pfeile veranschaulicht. Hierbei ist zwischen dem Niederdruckraum 4 und dem Raum 35 der Dämpfungsvorrichtung 30 ein Brennstoffaustausch und somit ein Fluidstrom in beiden Richtungen 39, 40 möglich. Dieser Fluidaustausch tritt beim Auftreten von Druckpulsationen auf.
Wenn es aufgrund der Druckpulsationen zu einer Absenkung des Drucks p₁ im Niederdruckraum 4 kommt, dann fließt Brennstoff aus dem Raum 35 in den Niederdruckraum 4. Hierdurch wird der Kolben 32 aufgrund der Federkraft des Federelements 36 so verstellt, dass das Volumen des Dampfraums 34 zunimmt. Da das Rückschlagventil 38 einen Zufluss von Brennstoff in den Dampfraum 34 sperrt, entsteht entsprechend der Verstellung des Kolbens 32 in dem Dampfraum 34 ein gewisses Dampfvolumen. Die Druckpulsation erzeugt entsprechend ihrem zeitlichen Verlauf dann einen Druckanstieg des Drucks p₁ im Niederdruckraum 4. Hierbei kommt es zu einer Rückstellung des Kolbens 32 entgegen der Federkraft des Federelements 36. Das vorher entstandene Dampfvolumen verschwindet somit entsprechend der Rückstellbewegung des Kolbens 32.
Der Kolben 32 ist so in der Kolbenbohrung 32 geführt, dass zwischen dem Kolben 32 und der Kolbenbohrung 33 ein Leckagefluss aus dem mit dem Niederdruckraum 4 verbundenen Raum 35 in den Dampfraum 34 ermöglicht ist. Die Leckage wird hierbei im Betrieb über das Rückschlagventil 38 zum Niederdruckniveau 25 abgeführt.
2 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe 1 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist ein Gehäuseteil 45 dargestellt, das Teil eines Gehäuses 46 der Hochdruckpumpe 1 ist, in dem der Niederdruckraum 4 ausgestaltet ist. Bei dem Gehäuseteil 45 kann es sich auch um den Zylinderkopf 10 handeln.
In diesem Ausführungsbeispiel ist in das Gehäuseteil 45 eine rohrförmige Hülse 47 eingesetzt, in der die Kolbenbohrung 33 ausgestaltet ist. Hierbei ist in die Hülse 47 ein Verschlusselement 48 eingesetzt, das die Kolbenbohrung 33 zu einer Außenseite 49 des Gehäuseteils 45 hin verschließt. Der Dampfraum 34 ist zwischen dem Kolben 32 und dem Verschlusselement 48 in der Kolbenbohrung 33 ausgebildet.
Ferner ist in dem Gehäuseteil 45 ein Kanal 50 ausgebildet, der sich zu der Hülse 47 erstreckt. Das Niederdruckniveau 25 mit dem Druck p₂ ist hierbei in dem Kanal 50 realisiert.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Entlastungseinrichtung 37 eine Drossel 51 auf, die radial in die Kolbenbohrung 33 mündet. Die Drossel 51 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Hülse 47 ausgestaltet. Hierbei verbindet die Drossel 51 den Dampfraum 34 mit dem Kanal 50.
Die Drosselwirkung der Drossel 51 ist so stark vorgegeben, dass bei einer Druckverringerung im Niederdruckraum 4, die durch eine Druckpulsation verursacht ist und eine Verstellung des Kolbens 32 mit der Federkraft des Federelements 36 ermöglicht, bis zu einer Rückstellung des Kolbens 32, die durch die von der Druckpulsation verursachte folgende Druckerhöhung im Niederdruckraum 4 erfolgt, zeitweise ein Dampfvolumen in den Dampfraum 34 erzeugt wird.
Die Dämpfungsvorrichtung 30 kann insbesondere durch das Federelement 36 und die Drossel 51 abgestimmt werden. Hierbei kann die Drosselwirkung der Drossel 51 in Abhängigkeit von einer Pulsationsfrequenz und einer Pulsationsamplitude sowie dem Niederdruckniveau 25 mit dem Druck p₂ nach der Drossel 51 so abgestimmt werden, dass beim Expandieren des Federelements 36 ein möglichst großes Dampfvolumen in dem Dampfraum 34 erzeugt wird, das beim Wiedereintauchen des Kolbens 32 bis zur vollständigen Kondensation des Dampfes als Dämpfungsvolumen zur Verfügung steht, ohne dass eine erneute Volumenverdrängung stattfindet.
3 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe 1 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Verschlusselement 48 eine Durchgangsbohrung 52 auf. Die Durchgangsbohrung 52 kann zumindest abschnittsweise mit einem ausreichend kleinen Durchmesser ausgebildet sein, um die Drossel 51 zu bilden. Auf diese Weise kann die Drossel 51 in das Verschlusselement 48 integriert werden. An einer Seite 53 des Verschlusselements 48, die von dem Dampfraum 34 abgewandt ist, ist auf geeignete Weise ein Rücklauf in die Rücklaufleitung 27 ausgestaltet. Somit kann an der Seite 53 des Verschlusselements 48 das Niederdruckniveau 25 mit dem Druck p₂ gewährleistet werden.
4 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe 1 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Dämpfungsvorrichtung 30 ein Teil 54 auf, das als Schrauboder Steckteil 54 ausgestaltet ist und in das Gehäuseteil 45 eingeschraubt beziehungsweise eingesteckt ist. Das Teil 54 weist einen rohrförmigen Abschnitt 55 auf, in dem die Kolbenbohrung 33 ausgebildet ist. Der rohrförmige Abschnitt 55 des Teils 54 ist gegenüber dem Gehäuseteil 55 mit einem Dichtring 56 abgedichtet.
In der Kolbenbohrung 33 des rohrförmigen Abschnitts 55 ist das Verschlusselement 48 angeordnet. Ferner ist ein weiteres Verschlusselement 57 vorgesehen, das die Kolbenbohrung 33 gegenüber der Umgebung verschließt. Zwischen dem weiteren Verschlusselement 57 und dem Verschlusselement 48 ist das Niederdruckniveau 25 in einem Zwischenraum 58 vorgegeben. Der Zwischenraum 58 ist auf geeignete Weise mit der Rücklaufleitung 27 verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 38 in das Verschlusselement 48 integriert. Hierbei ermöglicht das Rückschlagventil 38 einen Brennstofffluss von dem Dampfraum 34 in den Zwischenraum 58. Durch diesen Brennstofffluss kann die Leckage, die aufgrund des Leckageflusses zwischen dem Kolben 32 und der Kolbenbohrung 33 in den Dampfraum 34 gelangt, zu der Rücklaufleitung 37 geführt werden.
5 zeigt eine auszugsweise, schematische Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Hochdruckpumpe 1 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kolbenbohrung 33 des Teils 54 durch das Verschlusselement 48 gegenüber der Umgebung verschlossen. Ferner weist der rohrförmige Abschnitt 55 zumindest eine radiale Verbindungsbohrung 59, 60 auf, wobei in diesem Ausführungsbeispiel mehrere radiale Verbindungsbohrungen 59, 60 vorgesehen sind.
Ferner ist in diesem Ausführungsbeispiel in dem Gehäuseteil 45 der Kanal 50 ausgestaltet. Der Kanal 50 kann beispielsweise durch eine Gehäusebohrung 50 in dem Gehäuseteil 45 ausgestaltet werden. In dem Kanal 50 ist das Rückschlagventil 38 angeordnet. Somit ist der Dampfraum 34 über die radialen Verbindungsbohrungen 59, 60 und das Rückschlagventil 38 an das Niederdruckniveau 25 angeschlossen.
6 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Hochdruckpumpe 1 entsprechend einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung. Hierbei ist an der Abszisse die Zeit t angetragen, während an der Ordinate der Druck p angetragen ist. Der Druck p ergibt sich hierbei aus dem Druck p₁ im Niederdruckraum 4 zuzüglich der Druckschwankungen, die durch Druckpulsationen verursacht sind. Die Druckpulsationen werden hierbei durch den Antrieb 5 hervorgerufen. Eine mögliche Druckpulsation ist durch die Kurve 61 veranschaulicht. Somit kommt es zu einer Druckschwankung um den als mittleren Druck betrachteten Druck p₁ im Niederdruckraum 4. Die durch die Kurve 61 dargestellten Druckschwankungen werden allerdings durch die Dämpfungsvorrichtung 30 wirkungsvoll bedämpft. Dadurch wirken sich solche Druckschwankungen nicht auf den übrigen Niederdruckkreislauf 3 aus. Insbesondere wird die Funktionsfähigkeit der Zumesseinheit 13 gewährleistet.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009003054 A1 [0002, 0003]

Claims

Pumpe (1), insbesondere Hochdruckpumpe (1) für Brennstoffeinspritzanlagen, mit einem Niederdruckraum (4) und einem Antrieb (5), durch den im Betrieb Druckpulsationen im Niederdruckraum (4) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Dämpfungsvorrichtung (30) vorgesehen ist, die einerseits zumindest mittelbar mit dem Niederdruckraum (4) verbunden und andererseits an ein Niederdruckniveau (25) angeschlossen ist, das im Betrieb unter einem Druck (p₁) im Niederdruckraum (4) liegt, dass die Dämpfungsvorrichtung (30) einen in einer Kolbenbohrung (33) verschiebbaren Kolben (32), der einerseits von dem Druck (p₁) im Niederdruckraum (4) gegen eine Federkraft beaufschlagt ist und der andererseits einen Dampfraum (34) in der Kolbenbohrung (33) begrenzt, und eine Entlastungseinrichtung (37) aufweist, die den Dampfraum (34) zumindest teilweise mit dem Niederdruckniveau (25) verbindet.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungseinrichtung (37) eine Drossel (51), die den Dampfraum (34) zumindest mittelbar mit dem Niederdruckniveau (25) verbindet, und/oder ein zum Niederdruckniveau (25) hin öffnendes Rückschlagventil (38), das einerseits zumindest mittelbar mit dem Dampfraum (34) und andererseits zumindest mittelbar mit dem Niederdruckniveau (25) verbunden ist, aufweist.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (51) der Entlastungseinrichtung (37) radial in die Kolbenbohrung (33) mündet.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenbohrung (33) ein Verschlusselement (48) angeordnet ist, dass der Dampfraum (34) zwischen dem Kolben (32) und dem Verschlusselement (48) in der Kolbenbohrung (33) ausgebildet ist und dass die Drossel (51) der Entlastungseinrichtung (37) in das Verschlusselement (48) integriert ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drosselwirkung der Drossel (51) so stark vorgegeben ist, dass bei einer Druckverringerung im Niederdruckraum (4), die durch eine Druckpulsation verursacht ist und eine Verstellung des Kolbens (32) mit der Federkraft ermöglicht, bis zu einer Rückstellung des Kolbens (32), die durch die von der Druckpulsation verursachte folgende Druckerhöhung im Niederdruckraum (4) erfolgt, zeitweise ein Dampfvolumen in dem Dampfraum (34) erzeugbar ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenbohrung (33) in einem Gehäuse (46) angeordnet ist, dass ein Kanal (50) in dem Gehäuse (46) ausgebildet ist, der in den Dampfraum (34) der Kolbenbohrung (33) mündet, und dass das Rückschlagventil (38) in dem Kanal (50) angeordnet ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kolbenbohrung (33) ein Verschlusselement (48) angeordnet ist, dass der Dampfraum (34) zwischen dem Kolben (32) und dem Verschlusselement (48) in der Kolbenbohrung (33) ausgebildet ist und dass das Rückschlagventil (38) in das Verschlusselement (48) integriert ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Dampfraum (34) ein Federelement (36) angeordnet ist, das den Kolben (32) mit der Federkraft beaufschlagt.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckraum (4) als Triebwerksraum (4) ausgebildet ist und dass der Antrieb (5) zumindest teilweise in dem als Triebwerksraum (4) ausgebildeten Niederdruckraum (4) angeordnet ist und/oder dass ein Fluid über den Niederdruckraum (4) zumindest mittelbar zu einem Pumpenarbeitsraum (14) führbar ist.
Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (32) so in der Kolbenbohrung (33) geführt ist, dass zwischen dem Kolben (32) und der Kolbenbohrung (33) ein Leckagefluss aus dem Niederdruckraum (4) in den Dampfraum (34) ermöglicht ist.