DE10330781B4 - Hochdruckkraftstoffpumpe - Google Patents
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Abstract
Hochdruckkraftstoffpumpe
zur Zuführung
von Hochdruckkraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, wobei
die Pumpe aufweist:
ein Umgehäuse (32);
einen Zylinder (24), welcher in dem Umgehäuse (32) angeordnet ist;
einen Kolben (26), welcher in dem Zylinder (24) so aufgenommen ist, dass er eine gleitende Hin- und Herbewegung zum Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder (24) und zum Unterdrucksetzen des Kraftstoffs durchführt;
einen Stößel (33), welcher an einem Endabschnitt des Umgehäuses (32) für eine Hin- und Herbewegung darin angeordnet ist und dazu angepasst ist, mit einem Nocken (35) in Kontakt zu sein, welcher zusammen mit einer Nockenwelle (34) der inneren Verbrennungskraftmaschine rotiert, so dass eine Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine auf den Kolben (26) übertragen wird; und
eine Hülse (52), welche zwischen dem Stößel (33) und dem Umgehäuse (32) so angeordnet ist, dass zwischen der Hülse (52) und der äußeren Umfangsfläche des Stößels (33) ein Spiel vorhanden ist;
wobei ein zentraler...
ein Umgehäuse (32);
einen Zylinder (24), welcher in dem Umgehäuse (32) angeordnet ist;
einen Kolben (26), welcher in dem Zylinder (24) so aufgenommen ist, dass er eine gleitende Hin- und Herbewegung zum Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder (24) und zum Unterdrucksetzen des Kraftstoffs durchführt;
einen Stößel (33), welcher an einem Endabschnitt des Umgehäuses (32) für eine Hin- und Herbewegung darin angeordnet ist und dazu angepasst ist, mit einem Nocken (35) in Kontakt zu sein, welcher zusammen mit einer Nockenwelle (34) der inneren Verbrennungskraftmaschine rotiert, so dass eine Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine auf den Kolben (26) übertragen wird; und
eine Hülse (52), welche zwischen dem Stößel (33) und dem Umgehäuse (32) so angeordnet ist, dass zwischen der Hülse (52) und der äußeren Umfangsfläche des Stößels (33) ein Spiel vorhanden ist;
wobei ein zentraler...
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckkraftstoffpumpe zur Zuführung eines Hochdruckkraftstoffs zu einer Verbrennungskraftmaschine.
- 2. Stand der Technik
- Bei einer bekannte Hochdruckkraftstoffpumpe wiederholt ein Stößel, welcher von einem Gehäuse umschlossen ist, vertikale Bewegungen in Ausrichtung mit einem Kolben gemäß der Anlage oder dem Kontakt des Stößels mit einem Nocken, während dieser gegen den Gleitwiderstand der inneren Wandfläche des Gehäuses arbeitet. Der Stößel rotiert kaum um seine eigene Achse, und somit erfolgt die Berührung zwischen dem Stößel und dem Nocken stets an der gleichen Stelle oder den gleichen Bereichen. Als Folge davon findet ein Abrieb bzw. Verschleiß des Stößels konzentriert lediglich an denjenigen Bereichen statt, an denen der Stößel mit dem Nocken in Linienkontakt ist. In diesem Fall findet eine lokale Abnützung des Stößels statt, und die resultierende Abnutzung der Nockenfläche geht mit einer Stößelabnutzung bei einer langen Verwendungsperiode einher, und wenn ein vorgeschriebener Betrag der Anhebung des Stößels involviert ist, welche durch das Nockenprofil vorgesehen ist, kann eine Situation auftreten, bei der es für den Kolben unmöglich wird, den Kraftstoff auf einen vorbestimmten Druck unter Druck zu setzen, was somit zu einem Ausfall der Hochdruckkraftstoffpumpe führt.
- Um eine derartige negative Begleiterscheinung zu vermeiden, ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei dem die äußere Umfangsfläche des Stößels in einer speziellen Form ausgebildet ist, so dass der Gleitwiderstand zwischen dem Stößel und der inneren Wandfläche des Gehäuses reduziert werden kann (erstes Patentdokument:
DE 199 43 160 A1 ). Es ist auch ein anderes Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem das Nockenprofil in der Art und Weise konfiguriert ist, dass die Anlageposition oder Kontaktposition zwischen dem Nocken und dem Stößel von der Achse des Stößels entfernt ist, wobei es dadurch möglich wird, die Selbstdrehungskraft des Stößels aus einer Kontaktreibungskraft zu erhalten, welche während der Drehung des Nockens erzeugt worden ist (zweites Patentdokument: die veröffentlichtejapanische Patentanmeldung Nr. 2002-31017 - Jedoch weisen die Hochdruckkraftstoffpumpen, welche wie vorstehend konstruiert sind, die folgenden Probleme auf.
- Bei dem in dem vorstehend erwähnten ersten Patentdokument beschriebenen Verfahren ist es schwierig, die äußere Umfangsfläche des Stößels in einer komplizierten Konfiguration auszubilden.
- Bei dem in dem vorstehend erwähnten zweiten Patentdokument beschriebenen Verfahren wird eine Kraft, welche auf den Kolben in einer diametralen oder radialen Richtung einwirkt, aufgrund der Exzentrizität zwischen dem Nocken und dem Kolben erzeugt, wobei somit ein Festfressen des Kolbens verursacht wird.
-
DE 198 27 926 A1 offenbart eine Kraftstoffpumpe, bei welcher eine Metallhülse in einer Hubelementkammer angeordnet ist, wobei ihre Außenfläche in die Umfangswand der Hubelementkammer eingepresst ist. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die vorstehend erwähnten Probleme zu beseitigen, und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Hochdruckkraftstoffpumpe bereitzustellen, welche eine einfache Konstruktion aufweist und welche fähig ist, die Berührung zwischen einem Stößel und einem Nocken derart zu verteilen, dass die Lebensdauer des Stößels verbessert wird, ohne ein Festfressen eines Kolbens zu verursachen.
- Im Hinblick auf die vorstehende Aufgabe liegt die vorliegende Erfindung in einer Hochdruckkraftstoffpumpe zur Zuführung eines Hochdruckkraftstoffs zu einer Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hochdruckkraftstoffpumpe sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
- Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Querschnittsansicht eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems, bei dem eine Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform (nicht Teil der Erfindung) verwendet wird. -
2 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten des Hochdruckkraftstoffzuführsystems, welches in1 gezeigt ist. -
3 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten des Hochdruckkraftstoffzuführsystems, welches in2 gezeigt ist (nicht Teil der vorliegenden Erfindung). -
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von2 . -
5 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform (ebenfalls nicht Teil der vorliegenden Erfindung). -
6 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten der Hochdruckkraftstoffpumpe, die in5 gezeigt ist. -
7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII von5 . -
8 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform, die eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist. -
9 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten der Hochdruckkraftstoffpumpe, die in8 gezeigt ist. -
10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI in8 . - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Im Nachfolgenden werden verschiedene Ausführungsformen von Hochdruckkraftstoffzuführsystemen im Einzelnen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Gleiche oder äquivalente Elemente und Teile werden in der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen und in den beigefügten Zeichnungen durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.
- Ausführungsform 1
-
1 ist eine Querschnittsansicht eines Hochdruckkraftstoffzuführsystems1 gemäß einer ersten Ausführungsform (nicht Teil der vorliegenden Erfindung). - Die Hochdruckkraftstoffpumpe
5 des Hochdruckkraftstoffzuführsystems1 weist folgendes auf: eine Platte21 , welche einen Kraftstoffsauganschluss22 , der mit dem Niedrigdruck-Kraftstoffansaugkanal2 verbunden ist, und einen Kraftstoffausströmanschluss23 aufweist, welcher mit dem Hochdruck-Kraftstoffausstoßkanal4 verbunden ist; einen Zylinder24 ; eine Ventilscheibe25 , die ein Saugventil8 aufweist und zwischen einer oberen Endfläche des Zylinders24 und der Platte21 angeordnet ist; das Ausströmventil9 , welches an dem Hochdruck-Kraftstoffausstoßkanal4 angeordnet ist; einen Kolben26 , welcher gleitend in dem Zylinder24 aufgenommen ist, so dass er zusammen mit dem Zylinder24 eine Kraftstoffdruckkammer27 definiert, um den Kraftstoff unter Druck zu setzen, welcher in die Kraftstoffdruckkammer27 strömt; und eine Feder29 , welche komprimiert zwischen einem Aufnahmeabschnitt28 und einem Halter30 angeordnet ist, um den Kolben26 in eine Richtung zu drängen, um das Volumen der Kraftstoffdruckkammer27 zu vergrößern. - Zusätzlich weist die Hochdruckkraftstoffpumpe
5 folgendes auf: ein Gehäuse31 mit dem Niedrigdruck-Kraftstoffansaugkanal2 und dem Hochdruck-Kraftstoffausstoßkanal4 ; ein Umgehäuse32 , welches fest an dem Gehäuse31 angebracht ist; einen Stößel33 , welcher in Kontakt mit dem Nocken35 angeordnet ist, der mit einer Nockenwelle34 einer Verbrennungskraftmaschine rotiert, so dass diese die Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine auf den Kolben26 überträgt, wobei der Stößel33 in einem Endabschnitt des Umgehäuses32 hin und her bewegbar ist; eine zylindrische Hülse50 , welche zwischen dem Stößel33 , der aus einem Gusseisenstahl hergestellt ist, und dem Umgehäuse32 angeordnet ist; und eine Öldichtung60 zur Trennung von Kraftstoff und Schmieröl voneinander. Der Stößel33 weist eine Vielzahl von Öffnungen33a auf, welche durch dessen Boden in gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, um den Durchtritt von Schmieröl in das Innere des Stößels33 und aus dem Inneren des Stößels33 zu ermöglichen. -
2 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten des Hochdruckkraftstoffzuführsystems1 von1 .3 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten des Hochdruckkraftstoffzuführsystems1 von2 .4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie V-V von2 . - Die Hülse
50 ist mit einem Spiel bezüglich der äußeren Umfangsfläche des Stößels33 zwischen dem Stößel33 und dem Umgehäuse32 eingepasst. Die Hülse50 von zylindrischer Form weist eigene innere und äußere Umfangsflächen auf, welche aus rostfreiem Stahl ausgebildet sind, welcher einer reibungsvermindernden Behandlung in Form einer Mahl-, Zerreib- bzw. Schleifbehandlung unterzogen worden ist. Es ist zu erwähnen, dass Legierungswerkzeugstahl anstelle des rostfreien Stahls verwendet werden kann. - Ein Einführungsraum für die Hülse
50 wird durch Reduzierung des Außendurchmessers des Stößels33 ausgebildet. Nachdem die Hülse50 in den Einführungsraum eingeführt worden ist, wird diese in das Innere des Raums durch Biegen eines vorderen Endes32a des Umgehäuses32 eingepasst. Das vordere Ende32a des Umgehäuses32 weist ebenso die Funktion auf, dass verhindert wird, dass der Stößel33 daraus herausfällt. - Ausführungsform 2
-
5 ist eine Querschnittsansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform (nicht Teil der vorliegenden Erfindung).6 ist eine vergrößerte Ansicht von wesentlichen Abschnitten der in5 gezeigten Hochdruckkraftstoffpumpe.7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VIII-VIII von5 . - Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform wie folgt. Eine Hülse
51 weist eine flexible deformierbare, C-förmige Konfiguration auf; eine axiale breite Nut53a ist an der äußeren Umfangsfläche eines Stößels53 ausgebildet; und ein Ring54 ist zwischen einem Ende eines Umgehäuses32 und dem Stößel53 angeordnet, um zu verhindern, dass die Hülse51 und der Stößel53 aus dem Umgehäuse32 fallen. - Nachdem die Hülse
51 an dem Stößel53 in dessen axialer Richtung eingesetzt worden ist, wird diese mit der Nut53a in Eingriff gebracht, welche an der äußeren Umfangsfläche des Stößels53 ausgebildet ist, und zwar mittels einer geringeren Deformierung der Hülse51 an der Stelle der Nut53a in einer Richtung, in der ihr Krümmungsradius vermindert ist. - Bei der Hochdruckkraftstoffpumpe dieser Ausführungsform ist es möglich, die Gleitflächen mit geringer Reibung hinsichtlich des Umgehäuses
32 in einer einfachen Art und Weise im Verhältnis mit denjenigen zu erhalten, welche gemäß der vorstehend erwähnten ersten Patentschrift beschrieben worden sind, wo die äußere Umfangsfläche eines Stößels einer komplizierten Bearbeitung unterzogen worden ist. - Ausführungsform 3
-
8 ist eine Querschnittsansicht einer Hochdruckkraftstoffpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.9 ist eine vergrößerte Ansicht der wesentlichen Abschnitte der in8 gezeigten Hochdruckkraftstoffpumpe.10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie XI-XI von8 . - Bei dieser dritten Ausführungsform liegt der zentrale Kontaktpunkt eines Nockens
35 , welcher mit einem Stößel33 in Kontakt ist, auf der Mittelachse A eines Kolbens26 , während die Mittelachse B des Stößels33 um einen Abstand δ von der Mittelachse A des Kolbens26 entfernt ist. Eine Hülse52 ist in der Art und Weise konstruiert, dass die Dicke der Hülse52 allmählich entlang ihrer Umfangsrichtung variiert, wobei als Folge davon der Mittelpunkt des äußeren Durchmessers der Hülse52 nicht mit dem Mittelpunkt ihres inneren Durchmessers übereinstimmt. - Gemäß dieser dritten Ausführungsform ist der zentrale Kontaktpunkt des Nockens
35 um einen Abstand δ von der Mittelachse B des Stößels33 entfernt angeordnet, so dass eine Kontaktreibungskraft, welche durch die Drehung des Nockens35 erzeugt wird und auf den Stößel33 wirkt, als eine Drehkraft dazu beiträgt, dass sich der Stößel33 um seine Mittelachse B dreht. Da jedoch der zentrale Kontaktpunkt des Nockens35 auf der Mittelachse A des Kolbens26 liegt, tritt keine Last auf, welche auf den Kolben26 in seiner diametralen oder radialen Richtung einwirkt und ein Festfressen des Kolbens26 verursachen würde. - Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist jede der Hülsen
50 ,51 und52 zwischen dem Stößel33 und dem Umgehäuse32 angeordnet und an der äußeren Umfangsfläche des Stößels33 mit einem Spiel angepasst. - Obwohl die Erfindung hinsichtlich einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung im Bereich der beigefügten Ansprüche verändert werden kann.
Claims (4)
- Hochdruckkraftstoffpumpe zur Zuführung von Hochdruckkraftstoff zu einer Verbrennungskraftmaschine, wobei die Pumpe aufweist: ein Umgehäuse (
32 ); einen Zylinder (24 ), welcher in dem Umgehäuse (32 ) angeordnet ist; einen Kolben (26 ), welcher in dem Zylinder (24 ) so aufgenommen ist, dass er eine gleitende Hin- und Herbewegung zum Einbringen von Kraftstoff in den Zylinder (24 ) und zum Unterdrucksetzen des Kraftstoffs durchführt; einen Stößel (33 ), welcher an einem Endabschnitt des Umgehäuses (32 ) für eine Hin- und Herbewegung darin angeordnet ist und dazu angepasst ist, mit einem Nocken (35 ) in Kontakt zu sein, welcher zusammen mit einer Nockenwelle (34 ) der inneren Verbrennungskraftmaschine rotiert, so dass eine Antriebskraft der Verbrennungskraftmaschine auf den Kolben (26 ) übertragen wird; und eine Hülse (52 ), welche zwischen dem Stößel (33 ) und dem Umgehäuse (32 ) so angeordnet ist, dass zwischen der Hülse (52 ) und der äußeren Umfangsfläche des Stößels (33 ) ein Spiel vorhanden ist; wobei ein zentraler Kontaktpunkt des Nockens (35 ), welcher mit dem Stößel (33 ) in Kontakt ist, auf der Mittelachse (A) des Kolbens (26 ) liegt, während die Mittelachse (B) des Stößels (33 ) von der Mittelachse (A) des Kolbens (26 ) beabstandet (δ) ist. - Hochdruckkraftstoffpumpe nach Patentanspruch 1, bei welcher eine breite Nut (
53a ), welche sich in einer Umfangsrichtung des Stößels (33 ) erstreckt, an der äußeren Umfangsfläche des Stößels (33 ) ausgebildet ist, und die Hülse (52 ) aus einer C-förmigen Konfiguration in die Nut eingepasst ist. - Hochdruckkraftstoffpumpe nach Patentanspruch 1, bei welcher die Hülse (
52 ) derart konstruiert ist, dass ihre Dicke graduell in einer Umfangsrichtung der Hülse (52 ) variiert. - Hochdruckkraftstoffpumpe nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei welcher die Hülse (
52 ) eine Oberfläche aufweist, die einer reibungsvermindernden Behandlung unterzogen worden ist.
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