EP2409015B1 - Hochdruckpumpe - Google Patents

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EP2409015B1
EP2409015B1 EP10700433.5A EP10700433A EP2409015B1 EP 2409015 B1 EP2409015 B1 EP 2409015B1 EP 10700433 A EP10700433 A EP 10700433A EP 2409015 B1 EP2409015 B1 EP 2409015B1
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EP
European Patent Office
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bearing
valve
pressure
pressure pump
pump
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EP10700433.5A
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Christian Langenbach
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP2409015A1 publication Critical patent/EP2409015A1/de
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04—Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404—Details or component parts
    • F04B1/0452—Distribution members, e.g. valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M63/0001—Fuel-injection apparatus with specially arranged lubricating system, e.g. by fuel oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/0012—Valves
    • F02M63/0031—Valves characterized by the type of valves, e.g. special valve member details, valve seat details, valve housing details
    • F02M63/005—Pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
    • F04B53/1002—Ball valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M59/02—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type
    • F02M59/04—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps
    • F02M59/06—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps of reciprocating-piston or reciprocating-cylinder type characterised by special arrangement of cylinders with respect to piston-driving shaft, e.g. arranged parallel to that shaft or swash-plate type pumps with cylinders arranged radially to driving shaft, e.g. in V or star arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails

Definitions

  • the present invention relates to a high pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular for a common rail injection system, according to the preamble of claim 1.
  • a high-pressure fuel pump for an internal combustion engine in which the bearings of the drive shaft are forcibly traversed by fuel and thereby the mechanical and thermal capacity of the bearing and thus the entire high-pressure fuel pump is significantly increased.
  • a first and a second sliding bearing are provided for storage of the drive shaft while a first and a second sliding bearing are provided.
  • a first check valve is arranged downstream of and in series with the first bearing.
  • a second check valve is arranged downstream and in series with the second bearing.
  • the opening pressure of the check valves is chosen so that they are closed when starting the internal combustion engine and open only when the internal combustion engine is running.
  • the opening pressure which have the non-return valves used in the prior art, is in a range which is greater than 1.0 bar. This opening pressure is so high that the check valves open only after the suction valves of the high-pressure fuel pump, so that z. B. in the start case no leakage through the bearing occurs, which is disadvantageous for this.
  • a high-pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular for a common rail injection system, which has one of at least one arranged in a bearing return bearing bearing drive shaft, wherein downstream of the at least one bearing at least one valve is arranged, which is an opening pressure which is in a range of 0.1 bar to 0.8 bar.
  • the high-pressure pump according to the invention which has the at least one valve with a low opening pressure, the mass balance situation becomes particularly at start-up the internal combustion engine improved.
  • the valve reduces the leakage through the at least one bearing in the starting of the internal combustion engine and thus improves the starting power (the required speed or the time to start).
  • the valve with a low opening pressure which is below or equal to 0.8 bar, opens early enough so that the permissible pressure on the commonly existing shaft seal is not exceeded, which in turn does not unduly shorten the service life.
  • the valve does not close even if there is a violation of the low-pressure quantity balance, so that a bearing flow is ensured in all operating cases. Therefore, the high pressure pump as a whole becomes more robust both in terms of functionality and durability.
  • the opening pressure of the valve in an opening pressure range of less than or equal to 0.8 bar and greater than or equal to 0.1 bar has the advantage that on the one hand - as already mentioned above - at low speeds and in particular at the operating point of the engine start to a significant reduction of Leakages leads, but on the other hand ensures a minimum leakage at the start. Even with massive violation of the low pressure quantity balance in the low pressure circuit of the fuel injection system, a minimum leakage for the at least one bearing is therefore ensured.
  • the at least one valve is a check valve, in particular a ball check valve.
  • the fuel can flow through at least one bearing.
  • the at least one bearing is a plain bearing. Therefore, when flowing through the bearing with fuel forms a hydrostatic lubricating wedge, which improves the load capacity of the bearing.
  • a first bearing and a second bearing for supporting the drive shaft are provided.
  • a first valve is provided in the bearing return downstream of the first bearing and a second valve is provided in the bearing return downstream of the second bearing.
  • the first valve is arranged in series with the first bearing and the second valve in series with the second bearing.
  • a valve in particular a ball check valve, individually or after merging of individual or all bearing returns for these can be positioned together.
  • the further fuel supply of the bearing returns is irrelevant.
  • the respective bearing return of the first bearing and the second bearing opens into a common bearing return, wherein a common valve is provided in the common bearing return.
  • the drive shaft is a camshaft or an eccentric shaft, which is arranged in an interior of a pump housing.
  • bearing return and the interior of the pump housing are hydraulically connected.
  • the configuration according to the invention can be used particularly advantageously in all fuel injection systems which have a mechanical feed pump in the pump inlet, the use being particularly advantageous in cases where there are no further consumers in the fuel return (eg tank jet pumps, temperature circuits, etc.) is, because then the maximum potential, d. H. the highest opening pressure in the opening pressure range of 0.1 to 0.8 bar according to the invention can be utilized.
  • a block diagram of a common rail fuel injection system 1 is shown with a high pressure pump 2, which consists essentially of a tank 3, a feed pump 4 with an element for flow limitation 5, a filter 6, a rail 7 and a pressure relief valve 8 and pressure control valve.
  • the injectors, which are connected to the rail 7, are in Fig. 1 not shown.
  • the element for limiting the flow rate 5 is designed as a throttle, which is arranged directly at the entrance of the prefeed pump 4.
  • the throttle causes the total compressed in the high-pressure pump 2 amount of fuel is limited.
  • the pressure resulting in an inner space 9 of the high-pressure pump 2 is limited in accordance with a characteristic curve of a pressure regulating valve 10.
  • the pressure relief valve 8 opens into a return line 11, in which the leakage quantities of the injectors, not shown, are discharged.
  • the return line 11 opens into the tank 3 and drives there possibly a jet pump (not shown).
  • the temperature sensor T can also be arranged.
  • the high-pressure pump 2 is hydraulically connected to the tank 3 via a fuel inlet 12, the filter 6 and the prefeed pump 4.
  • the fuel inlet 12 connects a delivery side of the prefeed pump 4 with the interior 9 of the pump housing, so that the entire flow of the prefeed pump 4 passes into the interior 9.
  • the prefeed pump 4 is designed as a gear pump. Between the prefeed pump 4 is a gap between the rotating components and the pump housing, causing leakage losses, which in FIG. 1 is represented by the symbol of a throttle (see reference numeral 29). The leaked through the gap leakage amount is discharged through a leakage line 30.
  • the leakage line 30 opens in front of a first valve 27 in the line (without reference numeral), which supplies the flowing through a first bearing 23 amount of fuel via the first valve 27 of the return line 11.
  • a fuel return 13 provides a hydraulic connection between the interior 9 of the pump housing on the one hand and a metering unit 14 and the return line 11 on the other. Between the fuel return line 13 and the return line 11, the pressure regulating valve 10 is arranged.
  • the metering unit 14 serves to control the amount of fuel sucked by pump elements 15 of the high-pressure pump and thus also the delivery rate thereof.
  • the suction sides of the pump elements 15 are hydraulically connected via a distribution line to the output of the metering unit 14.
  • the pump elements 15 consist essentially of suction valves 16, high pressure side check valves 17 and a piston 18 which oscillates in a cylinder bore (not shown).
  • the pistons 18 of the pump elements 15 are driven via roller tappet 19 by cams 20 of a drive shaft 21.
  • the pump elements 15 convey fuel under high pressure via a high-pressure line 22 into the rail 7.
  • the cams 20 are part of the drive shaft 21 which is rotatably mounted on both sides of the cams 20 in a first bearing 23 and in a second bearing 24 (each shown as a throttle in the figure) in a pump housing (not shown).
  • the drive shaft 21 is arranged in the interior 9 of the pump housing.
  • the pressure regulating valve 10 is downstream of the interior 9 of the high-pressure pump 2 arranged.
  • the pressure regulating valve 10 comprises a leakage line 25 in which optionally a throttle 26 may be provided.
  • the increased internal pressure in the interior 9 of the pump housing leads inter alia to the fact that, depending on the pressure prevailing in the interior 9, the viscosity of the fuel and the flow resistance of the first bearing 23 and a second bearing 24 of the drive shaft 21, a defined amount of fuel through the bearings 23 and 24 is pressed. This leads to a significant increase in the load capacity of both the first bearing 23 and the second bearing 24th
  • first bearing 23 and the second bearing 24 are formed as sliding bearings, formed by the forced flow through the bearings 23 and 24 in the bearings 23 and / or 24, a hydrostatic lubricating wedge. As a result, the load capacity of the first bearing 23 and the second bearing 24 increases considerably and at the same time the heat dissipation from the first bearing 23 and the second bearing 24 is improved.
  • a first valve 27 is arranged, which is formed as a check valve.
  • a second valve 28 is arranged, which is also designed as a check valve.
  • the first valve 27 and the second valve 28 open into the return line 11.
  • the opening pressure of the valves 27 and 28 according to the prior art is more than 1 bar and is chosen so that they are closed when starting the engine and only open when the internal combustion engine is running.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a portion of the fuel injection system, which substantially like the fuel injection system 1 of FIG. 1 is constructed with a high-pressure pump 2 according to one embodiment.
  • a drive shaft accommodated in the interior 9 and not shown in detail is supported on both sides of the interior 9 by a first bearing 23 and a second bearing 24.
  • the first bearing 23 and the second bearing 24 are formed as sliding bearings and are each arranged in a bearing return 31 and 31 '.
  • a first valve 27 Downstream of the first bearing 23 and in series with it, a first valve 27 is arranged, which is designed as a check valve or as a ball check valve.
  • a second valve 28 Downstream of the second bearing 24 and in series with it, a second valve 28 is arranged, which is likewise designed as a check valve or as a ball check valve.
  • first and second valves 27, 28 of FIG. 1 The effect and operation is essentially the same as that already associated with the first and second valves 27, 28 of FIG. 1 has been described, but with the difference that the first valve 27 and / or the second valve 28 according to the embodiment have an opening pressure which is less than or equal to 0.8 bar and greater than or equal to 0.1 bar. Therefore, in contrast to the first and second valves 27, 28 of FIG. 1, the first valve 27 and / or the second valve 28 are open when the internal combustion engine is started.
  • FIG. 3 shows a further block diagram of a portion of the fuel injection system with a high pressure pump 2 according to another embodiment.
  • a common valve 32 which is designed as a check valve or as a ball check valve is provided.
  • the common valve 32 is arranged in a common bearing return 31 "into which the bearing returns 31, 31 'open, and the common valve 32 in this embodiment also has an opening pressure which is less than or equal to 0.8 bar and greater than or equal to zero , 1 bar, so that the common valve 32 is open at the start of the internal combustion engine.
  • the configuration according to the invention provides a high-pressure pump 2 which is improved in terms of its functionality and more robust in terms of its durability.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik wie beispiels weise EP 1911964 A1 sind Hochdruckpumpen beispielsweise für Common-Rail-Systeme bekannt, bei denen eine Antriebswelle über druckversorgte Gleitlager gelagert ist, welche für eine optimale Schmierung und Kühlung sorgen. Es können darüber hinaus Ventile, welche in einem Hydraulikkreislauf in Reihe zu den Lagern angeordnet sind, stromabwärtig der Lager angeordnet sein, um die Lagerdurchflüsse im Start zu unterbinden.
  • Beispielsweise ist aus DE 10 2006 048 356 A1 eine Kraftstoffhochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der die Lager der Antriebswelle zwangsweise von Kraftstoff durchströmt werden und dadurch die mechanische und thermische Belastbarkeit der Lager und damit der gesamten Kraftstoffhochdruckpumpe deutlich erhöht wird. Zur Lagerung der Antriebswelle sind dabei ein erstes und ein zweites Gleitlager vorgesehen. Damit der Druckaufbau innerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe und im Hochdruckspeicher des Common-Rail-Systems beschleunigt wird, ist stromabwärts und in Reihe mit dem ersten Lager ein erstes Rückschlagventil angeordnet. Entsprechend ist stromabwärts und in Reihe mit dem zweiten Lager ein zweites Rückschlagventil angeordnet. Der Öffnungsdruck der Rückschlagventile ist jedoch so gewählt, dass diese beim Start der Brennkraftmaschine geschlossen sind und erst öffnen, wenn die Brennkraftmaschine läuft.
  • Der Öffnungsdruck, welchen die im Stand der Technik eingesetzten Rückschlagventilen aufweisen, liegt in einem Bereich, der größer als 1,0 bar ist. Dieser Öffnungsdruck ist so hoch, dass die Rückschlagventile erst nach den Saugventilen der Kraftstoffhochdruckpumpe öffnen, so dass z. B. im Startfall keine Leckage durch die Lager auftritt, was für diese jedoch nachteilig ist.
  • Auch steigt der Druck auf der stromabwärts liegenden Seite der Lager vor den Ventilen an. Ist dort ein Wellendichtring positioniert, kann die Belastung auf unzulässige Werte ansteigen. Aus diesem Grund kann an derartigen Lagern üblicherweise kein Ventil vorgesehen werden.
  • Nachteilig ist bei den bekannten Konfigurationen auch, dass in Fällen mit schlechter Kraftstoffversorgung, wenn eine Mengenbilanzverletzung auftritt, der Hochdruckspeicher nach wie vor mit Kraftstoff versorgt wird, während die Ventile an den Lagern bereits schließen. Die Schmierung und Kühlung der Lager ist in diesem Fall nicht mehr sichergestellt.
  • Daher ist es notwendig, eine Kraftstoffhochdruckpumpe zu schaffen, welche in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System einsetzbar ist, bei der die Mengenbilanzsituation insbesondere beim Start der Brennkraftmaschine verbessert wird ohne die oben genannten Nachteile aufzuweisen.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, vorgesehen, welche eine von zumindest einem in einem Lagerrücklauf angeordneten Lager gelagerte Antriebswelle aufweist, wobei stromabwärts des zumindest einen Lagers zumindest ein Ventil angeordnet ist, welches einen Öffnungsdruck aufweist, der in einem Bereich von 0,1 bar bis 0,8 bar liegt. Mit der erfindungsgemäßen Hochdruckpumpe, welche das zumindest eine Ventil mit niedrigem Öffnungsdruck aufweist, wird die Mengenbilanzsituation besonders im Startfall der Brennkraftmaschine verbessert. Das Ventil verringert die Leckage durch das zumindest eine Lager im Startfall der Brennkraftmaschine und verbessert somit die Startleistung (die erforderliche Drehzahl oder die Zeit zum Starten). Das Ventil mit niedrigem Öffnungsdruck, welcher unterhalb oder gleich 0,8 bar ist, öffnet früh genug, so dass der zulässige Druck am üblicherweise vorhandenen Wellendichtring nicht überschritten wird, was wiederum die Lebensdauer nicht unzulässig verkürzt.
  • Das Ventil schließt darüber hinaus auch bei einer Verletzung der Niederdruckmengenbilanz nicht, so dass ein Lagerdurchfluss in allen Betriebsfällen sichergestellt ist. Daher wird die Hochdruckpumpe insgesamt sowohl bezüglich ihrer Funktionalität als auch bezüglich der Dauerhaltbarkeit robuster.
  • Der Öffnungsdruck des Ventils in einem Öffnungsdruckbereich von kleiner oder gleich 0,8 bar und größer oder gleich 0,1 bar hat den Vorteil, dass er einerseits - wie oben bereits erwähnt - bei geringen Drehzahlen und insbesondere am Betriebspunkt des Motorstarts zu einer deutlichen Reduzierung der Leckagen führt, aber andererseits schon beim Start eine Mindestleckage sicherstellt. Auch bei massiver Verletzung der Niederdruckmengenbilanz in dem Niederdruckkreislauf der Kraftstoffeinspritzsystems wird daher eine Mindestleckage für das zumindest eine Lager sichergestellt.
  • Vorzugsweise ist das zumindest eine Ventil ein Rückschlagventil, insbesondere ein Kugelrückschlagventil.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Lager von Kraftstoff durchströmbar.
  • Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist das zumindest eine Lager ein Gleitlager. Daher bildet sich beim Durchströmen des Lagers mit Kraftstoff ein hydrostatischer Schmierkeil aus, wodurch sich die Belastbarkeit des Lagers verbessert.
  • Vorzugsweise sind in der Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform ein erstes Lager und ein zweites Lager zur Lagerung der Antriebswelle vorgesehen.
  • Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind in dem Lagerrücklauf stromabwärts des ersten Lagers ein erstes Ventil und in dem Lagerrücklauf stromabwärts des zweiten Lagers ein zweites Ventil vorgesehen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Ventil in Reihe mit dem ersten Lager und das zweite Ventil in Reihe mit dem zweiten Lager angeordnet.
  • Je nach Lagerstelle kann ein Ventil, insbesondere ein Kugelrückschlagventil, einzeln oder nach Zusammenführung einzelner oder aller Lagerrückläufe für diese gemeinsam positioniert werden. Die weitere Kraftstoffführung der Lagerrückläufe ist dabei unerheblich.
  • Vorzugsweise mündet der jeweilige Lagerrücklauf des ersten Lagers und des zweiten Lagers in einen gemeinsamen Lagerrücklauf, wobei ein gemeinsames Ventil in dem gemeinsamen Lagerrücklauf vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise ist die Antriebswelle eine Nockenwelle oder eine Exzenterwelle, welche in einem Innenraum eines Pumpengehäuses angeordnet ist.
  • Es ist auch bevorzugt, wenn der Lagerrücklauf und der Innenraum des Pumpengehäuses hydraulisch verbunden sind.
  • Die erfindungsgemäße Konfiguration ist in allen Kraftstoffeinspritzsystemen besonders vorteilhaft einsetzbar, die eine mechanische Förderpumpe im Pumpenzulauf aufweisen, wobei der Einsatz in den Fällen, in denen keine weiteren Verbraucher im Kraftstoffrücklauf (z. B. Tankstrahlpumpen, Temperaturschaltungen, etc.) vorhanden sind, besonders vorteilhaft ist, da dann das maximale Potential, d. h. der höchste Öffnungsdruck in dem erfindungsgemäßen Öffnungsdruckbereich von 0,1 bis 0,8 bar, ausgenutzt werden kann.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein Blockschaltbild eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Hochdruckpumpe gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild eines Abschnitts des Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Hochdruckpumpe gemäß einer Ausführungsform; und
    Fig. 3
    ein Blockschaltbild eines Abschnitts des Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Hochdruckpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
    Ausführungsformen der Erfindung
  • In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Common Rail Kraftstoffeinspritzsystems 1 mit einer Hochdruckpumpe 2 dargestellt, welches im Wesentlichen aus einem Tank 3, einer Vorförderpumpe 4 mit einem Element zur Fördermengenbegrenzung 5, einem Filter 6, einem Rail 7 und einem Druckbegrenzungsventil 8 bzw. Druckregelventil besteht. Die Injektoren, welche an das Rail 7 angeschlossen sind, sind in Fig. 1 nicht dargestellt.
  • Das Element zur Fördermengenbegrenzung 5 ist als Drossel ausgebildet, die unmittelbar am Eingang der Vorförderpumpe 4 angeordnet ist. Die Drossel bewirkt, dass die insgesamt in der Hochdruckpumpe 2 verdichtete Kraftstoffmenge begrenzt wird. Des Weiteren wird dadurch der sich in einem Innenraum 9 der Hochdruckpumpe 2 ergebende Druck entsprechend einer Kennlinie eines Druckregelventils 10 begrenzt. Das Druckbegrenzungsventil 8 mündet in eine Rücklaufleitung 11, in die auch die Leckagemengen der nicht dargestellten Injektoren abgeführt werden. Die Rücklaufleitung 11 mündet in den Tank 3 und treibt dort unter Umständen eine Strahlpumpe (nicht dargestellt) an.
  • Im Inneren der Hochdruckpumpe 2 kann außerdem der Temperatursensor T angeordnet sein. Die Hochdruckpumpe 2 ist über einen Kraftstoffzulauf 12, den Filter 6 und die Vorförderpumpe 4 hydraulisch mit dem Tank 3 verbunden. Der Kraftstoffzulauf 12 verbindet eine Förderseite der Vorförderpumpe 4 mit dem Innenraum 9 des Pumpengehäuses, so dass der gesamte Förderstrom der Vorförderpumpe 4 in den Innenraum 9 gelangt.
  • Die Vorförderpumpe 4 ist als Zahnradpumpe ausgebildet. Zwischen der Vorförderpumpe 4 ist zwischen den sich drehenden Bauteilen und dem Pumpengehäuse ein Spalt vorhanden, der Leckageverluste verursacht, welcher in Figur 1 durch das Symbol einer Drossel (siehe Bezugszeichen 29) dargestellt ist. Die durch den Spalt abfließende Leckagemenge wird durch eine Leckageleitung 30 abgeführt. Die Leckageleitung 30 mündet vor einem ersten Ventil 27 in die Leitung (ohne Bezugszeichen), welche die durch ein erstes Lager 23 strömende Kraftstoffmenge über das erste Ventil 27 der Rücklaufleitung 11 zuführt.
  • Ein Kraftstoffrücklauf 13 stellt eine hydraulische Verbindung zwischen dem Innenraum 9 des Pumpengehäuses einerseits sowie einer Zumesseinheit 14 und der Rücklaufleitung 11 andererseits her. Zwischen dem Kraftstoffrücklauf 13 und der Rücklaufleitung 11 ist das Druckregelventil 10 angeordnet.
  • Die Zumesseinheit 14 dient dazu, die von Pumpenelementen 15 der Hochdruckpumpe angesaugte Kraftstoffmenge und damit auch deren Fördermenge zu steuern. Dazu werden die Saugseiten der Pumpenelemente 15 über eine Verteilerleitung mit dem Ausgang der Zumesseinheit 14 hydraulisch verbunden.
  • Die Pumpenelemente 15 bestehen im Wesentlichen aus Saugventilen 16, hochdruckseitigen Rückschlagventilen 17 und einem Kolben 18, der in einer Zylinderbohrung (nicht dargestellt) oszilliert. Die Kolben 18 der Pumpenelemente 15 werden über Rollenstößel 19 von Nocken 20 einer Antriebswelle 21 angetrieben. Die Pumpenelemente 15 fördern unter hohem Druck stehenden Kraftstoff über eine Hochdruckleitung 22 in das Rail 7.
  • Die Nocken 20 sind Teil der Antriebswelle 21, die zu beiden Seiten der Nocken 20 in einem ersten Lager 23 und in einem zweiten Lager 24 (in der Figur jeweils als Drossel dargestellt) in einem Pumpengehäuse (nicht dargestellt) drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 21 ist in dem Innenraum 9 des Pumpengehäuses angeordnet.
  • Weiterhin ist das Druckregelventil 10 stromabwärts des Innenraums 9 der Hochdruckpumpe 2 angeordnet. Das Druckregelventil 10 umfasst eine Leckageleitung 25 in der optional eine Drossel 26 vorgesehen sein kann. Durch die Anordnung des Druckregelventils 10 stromabwärts des Innenraums 9 herrscht in dem Innenraum 9 nahezu der gleiche Druck wie auf der Druckseite der Vorförderpumpe 4.
  • Der erhöhte Innendruck im Innenraum 9 des Pumpengehäuses führt unter anderem dazu, dass abhängig von dem im Innenraum 9 herrschenden Druck, der Viskosität des Kraftstoffs und dem Strömungswiderstand des ersten Lagers 23 und eines zweiten Lagers 24 der Antriebswelle 21, eine definierte Kraftstoffmenge durch die Lager 23 und 24 gepresst wird. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung der Belastbarkeit sowohl des ersten Lagers 23 als auch des zweiten Lagers 24.
  • Da das erste Lager 23 und das zweite Lager 24 als Gleitlager ausgebildet sind, bildet sich durch die zwangsweise Durchströmung der Lager 23 und 24 in den Lagern 23 und/oder 24 ein hydrostatischer Schmierkeil aus. Dadurch erhöht sich die Belastbarkeit des ersten Lagers 23 und des zweiten Lagers 24 erheblich und gleichzeitig wird auch die Wärmeabfuhr aus dem ersten Lager 23 und dem zweiten Lager 24 verbessert.
  • Damit der Druckaufbau innerhalb der Kraftstoffhochdruckpumpe 2 und im Rail 7 beschleunigt wird, ist stromabwärts und in Reihe mit dem ersten Lager 23 ein erstes Ventil 27 angeordnet, weiches als Rückschlagventil ausgebildet ist. Entsprechend ist stromabwärts und in Reihe mit dem zweiten Lager 24 ein zweites Ventil 28 angeordnet, welches ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildet ist. Das erste Ventil 27 und das zweite Ventil 28 münden in die Rücklaufleitung 11. Der Öffnungsdruck der Ventile 27 und 28 gemäß dem Stand der Technik beträgt mehr als 1 bar und ist so gewählt, dass diese beim Start der Brennkraftmaschine geschlossen sind und erst öffnen, wenn die Brennkraftmaschine läuft.
  • Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Abschnitts des Kraftstoffeinspritzsystems, welches im Wesentlichen wie das Kraftstoffeinspritzsystem 1 von Figur 1 aufgebaut ist, mit einer Hochdruckpumpe 2 gemäß einer Ausführungsform. Eine in dem Innenraum 9 aufgenommene und nicht weiter im Detail dargestellte Antriebswelle ist durch ein erstes Lager 23 und ein zweites Lager 24 beidseitig des Innenraums 9 gelagert. Das erste Lager 23 und das zweite Lager 24 sind als Gleitlager ausgebildet und sind jeweils in einem Lagerrücklauf 31 bzw. 31' angeordnet. Stromabwärts des ersten Lagers 23 und in Reihe damit ist ein erstes Ventil 27 angeordnet, welches als Rückschlagventil bzw. als Kugelrückschlagventil ausgebildet ist. Stromabwärts des zweiten Lagers 24 und in Reihe damit ist ein zweites Ventil 28 angeordnet, welches ebenfalls als Rückschlagventil bzw. als Kugelrückschlagventil ausgebildet ist. Die Wirkung und Funktionsweise ist im Wesentlichen wie diejenige, welche bereits im Zusammenhang mit den ersten und zweiten Ventilen 27, 28 von Figur 1 beschrieben wurde, jedoch mit dem Unterschied, dass das erste Ventil 27 und/oder das zweite Ventil 28 gemäß der Ausführungsform einen Öffnungsdruck aufweisen, der kleiner oder gleich 0,8 bar und größer oder gleich 0,1 bar ist. Daher sind das erste Ventil 27 und/oder das zweite Ventil 28 im Gegensatz zu den ersten und zweiten Ventilen 27, 28 von Figur 1 beim Start der Brennkraftmaschine geöffnet.
  • Figur 3 zeigt ein weiteres Blockschaltbild eines Abschnitts des Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Hochdruckpumpe 2 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Im Gegensatz zu der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist lediglich ein gemeinsames Ventil 32, welches als Rückschlagventil bzw. als Kugelrückschlagventil ausgebildet ist, vorgesehen. Das gemeinsame Ventil 32 ist dabei in einem gemeinsamen Lagerrücklauf 31" angeordnet, in welchen die Lagerrückläufe 31, 31' münden. Auch das gemeinsame Ventil 32 in dieser Ausführungsform weist einen Öffnungsdruck auf, welcher kleiner oder gleich 0,8 bar und größer oder gleich 0,1 bar ist, so dass das gemeinsame Ventil 32 beim Start der Brennkraftmaschine geöffnet ist.
  • Insgesamt betrachtet wird durch die erfindungsgemäße Konfiguration eine Hochdruckpumpe 2 bereitgestellt, welche bezüglich ihrer Funktionalität verbessert als auch bezüglich ihrer Dauerhaltbarkeit robuster ist.

Claims (10)

  1. Hochdruckpumpe (2) für eine Kraftstoffeinspritzsystem (1) einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common-Rail-Einspritzsystem, welche eine von zumindest einem in einem Lagerrücklauf (31, 31', 31") angeordneten Lager (23, 24) gelagerte Antriebswelle (21) aufweist, wobei stromabwärts des zumindest einen Lagers (23, 24) zumindest ein Ventil (27, 28, 32) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Ventil (27, 28, 32) einen Öffnungsdruck aufweist, welcher in einem Bereich von 0,1 bar bis 0,8 bar liegt.
  2. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Ventil (27, 28, 32) ein Rückschlagventil, insbesondere ein Kugelrückschlagventil, ist.
  3. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Lager (23, 24) ein Gleitlager ist.
  4. Hochdruckpumpe (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zumindest eine Lager (23, 24) von Kraftstoff durchströmbar ist.
  5. Hochdruckpumpe (2) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein erstes Lager (23) und ein zweites Lager (24) zur Lagerung der Antriebswelle (21) vorgesehen sind.
  6. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem Lagerrücklauf (31) stromabwärts des ersten Lagers (23) ein erstes Ventil (27) und in dem Lagerrücklauf (31') stromabwärts des zweiten Lagers (24) ein zweites Ventil (28) vorgesehen sind.
  7. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Ventil (27) in Reihe mit dem ersten Lager (23) und das zweite Ventil (28) in Reihe mit dem zweiten Lager (24) angeordnet ist.
  8. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der jeweilige Lagerrücklauf (31, 31') des ersten Lagers (23) und des zweiten Lagers (24) in einen gemeinsamen Lagerrücklauf (31") münden, wobei ein gemeinsames Ventil (32) in dem gemeinsamen Lagerrücklauf vorgesehen ist.
  9. Hochdruckpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antriebswelle (21) eine Nockenwelle ist, welche in einem Innenraum (9) eines Pumpengehäuses angeordnet ist.
  10. Hochdruckpumpe (2) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Lagerrücklauf (31, 31', 31") und der Innenraum (9) des Pumpengehäuses hydraulisch verbunden sind.
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