EP3430261B1 - Hochdruckpumpe mit einem fluiddämpfer - Google Patents

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EP3430261B1
EP3430261B1 EP17701506.2A EP17701506A EP3430261B1 EP 3430261 B1 EP3430261 B1 EP 3430261B1 EP 17701506 A EP17701506 A EP 17701506A EP 3430261 B1 EP3430261 B1 EP 3430261B1
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EP
European Patent Office
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pump
chamber
pressure
pressure pump
damper
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EP17701506.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3430261A1 (de
Inventor
Daniel Keilbach
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • 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
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • 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
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/04—Means for damping vibrations or pressure fluctuations in injection pump inlets or outlets
    • 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
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • 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
    • F02M59/10—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 the piston-drive
    • F02M59/102—Mechanical drive, e.g. tappets or cams
    • 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
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/0008—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators
    • F04B11/0016—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using accumulators with a fluid spring
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/31—Fuel-injection apparatus having hydraulic pressure fluctuations damping elements
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0041—Means for damping pressure pulsations

Definitions

  • the invention relates to a high-pressure pump, having a pump housing on which a pump cylinder head having a pump cylinder is arranged, with a pump tappet being arranged in a pump cylinder guide of the pump cylinder, which interacts with a pump working chamber that can be filled with fluid, with the pump working chamber being able to be filled with fluid via an electromagnetically actuatable suction valve and the high pressure pump includes a fluid damper.
  • Such a high-pressure pump is from DE 10 2010 063 589 A1 known.
  • This high pressure pump is part of a fuel injection system of an internal combustion engine.
  • This high-pressure pump has a pump housing on which a pump cylinder head having a pump cylinder is arranged, which forms the pump housing, a pump tappet for pumping the fuel being arranged in a pump cylinder guide of the pump cylinder.
  • a pump working chamber is arranged adjacent to the pump cylinder guide, to which fuel can be supplied via an electromagnetically actuable suction valve.
  • the high-pressure pump has a fluid damper which is arranged in a damper chamber of the pump cylinder head.
  • the high-pressure pump also has an engine, which is arranged in an engine room, in which oil is present for lubrication. There is an oil seal between the pump tappet and the engine compartment to prevent the oil from mixing with the fuel delivered by the high-pressure pump. Fuel is supplied to the damper chamber via an inlet connection on the pump cylinder head supplied and fed from this via the electromagnetically actuated suction valve to the pump working chamber. Because of the different media, oil in the machine room and fuel in the pump working room, the pump working room must not have any connection with the machine room. In the case of the known high-pressure pump, therefore, only pressure fluctuations and pulsations in the inlet to the suction valve can be reduced.
  • the object of the invention is to provide a high-pressure pump in which the fluid damper is advantageously integrated in the pump housing and pressure fluctuations and pulsations occurring in the engine compartment are also damped.
  • the damper chamber is thus arranged in a space-saving manner next to the inlet connection and the fluid damper reduces pressure fluctuations and pulsations in the drive mechanism chamber, through which the inlet to the pump working chamber runs.
  • the fluid damper is a membrane.
  • This membrane is ring-shaped or cylindrical and has two opposing annular end faces which enclose an inner membrane chamber and can be moved in relation to one another.
  • Such a membrane is known in principle and can be made of a metallic material, for example.
  • the diaphragm chamber is thus formed between the two opposite end faces and is filled with a gas, for example.
  • the membrane is acted upon on both sides by the fluid pressure prevailing in the damper chamber.
  • This enables the membrane to work ideally, in that the pressure curves on both sides of the membrane are synchronous.
  • the end faces are pressurized in the longitudinal direction or parallel to the end faces. This has a positive effect on the function and durability of the membrane.
  • At least two membranes are arranged in the damper chamber.
  • This configuration can be easily implemented by the damper chamber let into the pump housing, the arrangement being aligned in relation to the inlet connection—as explained—that the membrane is arranged longitudinally to the direction of pulsation propagation and not transversely to it, as was previously the case. This reduces the stress acting on the membrane. As a result, the service life of the membrane installed in this way is increased, as a result of which the service life of the high-pressure pump or a maintenance interval for the high-pressure pump is increased or lengthened.
  • the damper chamber is arranged between the engine chamber and a tappet chamber connection or the tappet chamber below the pump cylinder head. This dampens the two main sources of pulsation, which are triggered by the high-pressure pump.
  • the at least one membrane can be inserted into a membrane holder which can be installed in the damper chamber.
  • a membrane holder which can be installed in the damper chamber.
  • the damper chamber has an assembly opening that can be covered by a chamber cover.
  • This assembly opening is arranged on the high-pressure pump in such a way that it can also be reached when the high-pressure pump is fully equipped with add-on parts. This means that the damper chamber can be reached without dismantling the high-pressure pump.
  • the chamber cover can, for example, be screwed to the pump housing by inserting a sealing ring.
  • the drive mechanism chamber and the damper chamber are both connected via connecting channels to a tappet chamber below the pump cylinder head.
  • This configuration can be implemented in a favorable manner in terms of design and production technology and also offers the advantage that the direct connection of the components to one another results in advantages with regard to the damping of pressure fluctuations or pressure pulsations of the fluid to be conveyed.
  • the high-pressure pump designed as a high-pressure fuel pump is part of a fuel injection system of an internal combustion engine, the fuel injection system being designed as a common rail fuel injection system, for example, and being designed for injecting fuel, for example diesel fuel or gasoline, into a combustion chamber of the internal combustion engine.
  • figure 1 shows a perspective view of a high-pressure pump, which is designed as a high-pressure fuel pump 1 of a fuel injection system.
  • the fuel injection system is installed on an internal combustion engine and the high-pressure fuel pump delivers fuel from a low-pressure fuel system at a delivery pressure of up to 3,000 bar, for example, into a high-pressure accumulator connected to the high-pressure fuel pump 1 via a high-pressure line, from which the fuel stored there is taken from fuel injectors for controlled injection into the assigned Combustion chambers of the internal combustion engine is removed.
  • the fuel is diesel fuel, for example, and the internal combustion engine is a self-igniting internal combustion engine.
  • the high-pressure fuel pump has a pump housing 2 on which a pump cylinder 3 (see also figure 2 ) Having pump cylinder head 4 is mounted.
  • the pump cylinder head 4 has a high-pressure connection 5 for connection to the high-pressure line.
  • an electrically operated suction valve 6 is installed in the pump cylinder head 4, to which reference is made to FIG figure 2 will be dealt with below.
  • the suction valve 6 has a connector plug 7 for the electrical connection to an electronic control device.
  • the pump housing 2 In the pump housing 2 is on off figure 2 visible engine room 8 embedded in which a camshaft 10 having a double cam 9 is rotatably mounted.
  • the engine chamber 8 is closed off from the environment by a pump housing cover 11, through which a drive cone 12 of the camshaft 10 protrudes.
  • a drive gear On the drive cone 12, for example, a drive gear is mounted in a rotationally fixed manner, which is set in rotation by a drive shaft, for example, of the internal combustion engine during operation of the same.
  • the pump housing 2 also has an inlet connection 13 and a return connection 14 .
  • the inlet connection 13 is connected to the low-pressure fuel system via a pressure-resistant inlet hose, for example, while the return connection 14 is connected to a fuel tank, for example, via a return hose.
  • the chamber cover 15 closes a mounting opening 18 of a damper chamber 19, which is also explained below.
  • FIG figure 2 shows a longitudinal section through the high-pressure fuel pump 1 according to FIG figure 1 , It being evident from this representation that the pump cylinder 3 of the pump cylinder head 4 protrudes into a plunger chamber 20 in the pump housing 2 .
  • a roller tappet 21 is inserted in the cylindrical tappet chamber 20, which rolls with a roller 22 on the double cam 9 of the camshaft 10 arranged in the engine compartment 8 during a rotary movement of the camshaft 10 and thus the roller tappet 21 in the Plunger space 20 moves translationally up and down.
  • a tappet spring 23 is arranged in the tappet chamber 20, which is clamped between the pump cylinder head 4 and a retaining disk 24, which is arranged inside the roller tappet 21 .
  • the retaining disk 24 rests on an inner ring contact surface 25 of the roller tappet 21 and at the same time holds a pump tappet 26, which can be moved translationally in a pump cylinder guide 27 embedded in the pump cylinder 3, with a pump tappet foot 28 against a roller holder 29 of the roller tappet 21.
  • the inlet connection 13 (see also figure 3 ) is via an inlet channel 30 (see also figure 5 ) connected to engine room 8.
  • the engine chamber 8 is in turn connected to the damper chamber 19 and both are connected to the tappet chamber 20 below the pump cylinder head 4 via connecting channels 31a, 31b.
  • the connecting channel 31a has an extension 32 ( figure 2 ) which ends in a contact surface 33 of the pump housing 2 for contacting the pump cylinder head 4 .
  • the extension 32 continues in a supply channel 34 which is let into the pump cylinder head 4 and is in communication with the electromagnetically actuated suction valve 6 .
  • the electromagnetically actuated suction valve 6 has an inlet valve 35 actuated by it, which in the open state connects the supply channel 34 to a pump work chamber 36, which is arranged as an extension of the pump cylinder guide 27 above the pump tappet 26 in the pump cylinder head 4. Consequently, when the inlet valve 35 is open, fuel supplied via the inlet connection 13 is introduced into the pump working chamber 36 when the pump tappet 26 moves downwards and is pushed back into the low-pressure fuel system during a subsequent upward movement of the pump tappet 26 along the same path with the inlet valve 35 open.
  • a return channel 43 is also shown, which is connected to the return connection 14 and, for example, through the pump housing 2 and the pump housing cover 11 arranged bearing for supporting the camshaft 10 for cooling and lubrication recirculates fuel passed back into the low-pressure system or the tank.
  • the fluid damping device is installed in the damper chamber 19, with reference to the figures 2 , 3 and 4 is explained below.
  • the fluid damping device has two membranes 38a, 38b, which are inserted into a membrane holder 40, preferably designed as a stamped and bent part, with the insertion of a membrane spring 39, which is made, for example, of spring steel.
  • the membrane holder 40 pre-assembled in this way is evident from the figure 4 introduced into the damper chamber 19 via the assembly opening 18 and then the chamber cover 15 is screwed to the pump housing 2 by means of the screws 17 with the insertion of the sealing ring 16 .
  • the membranes 38a, 38b are ring-shaped or cylindrical and have an inner membrane chamber 41 which is filled with a medium, for example with a compressible gas. If a force acts on the two opposite annular end faces 42 of the two membranes 38a, 38b, the two end faces 42 are deformed inwards into the membrane chamber 41. This effect is used to dampen the pressure fluctuations or pressure pulsations prevailing in the high-pressure fuel pump 1 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpumpe, aufweisend ein Pumpengehäuse, an dem ein einen Pumpenzylinder aufweisender Pumpenzylinderkopf angeordnet ist, wobei in einer Pumpenzylinderführung des Pumpenzylinders ein Pumpenstößel angeordnet ist, der mit einem fluidbefüllbaren Pumpenarbeitsraum zusammenwirkt, wobei der Pumpenarbeitsraum über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit Fluid befüllbar ist und die Hochdruckpumpe einen Fluiddämpfer aufweist.
    • Stand der Technik
  • Eine derartige Hochdruckpumpe ist aus der DE 10 2010 063 589 A1 bekannt. Diese Hochdruckpumpe ist Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Diese Hochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, an dem ein einen Pumpenzylinder aufweisender Pumpenzylinderkopf angeordnet ist, der das Pumpengehäuse bildet, wobei in einer Pumpenzylinderführung des Pumpenzylinders ein Pumpenstößel zur Förderung des Kraftstoffs angeordnet ist. Dazu ist angrenzend an die Pumpenzylinderführung ein Pumpenarbeitsraum angeordnet, dem über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil Kraftstoff zuführbar ist. Weiterhin weist die Hochdruckpumpe einen Fluiddämpfer auf, der in einer Dämpferkammer des Pumpenzylinderkopfs angeordnet ist. Die Hochdruckpumpe weist außerdem ein Triebwerk auf, das in einem Triebwerksraum angeordnet ist, in dem Öl zur Schmierung vorhanden ist. Zwischen dem Pumpenstößel und dem Triebwerksraum ist eine Öldichtung vorhanden, um eine Vermischung von Öl und dem von der Hochdruckpumpe geförderten Kraftstoff zu vermeiden. Kraftstoff wird über einen am Pumpenzylinderkopf angeordneten Zulaufanschluss der Dämpferkammer zugeführt und von dieser über das elektromagnetisch betätigbare Saugventil dem Pumpenarbeitsraum zugeführt. Der Pumpenarbeitsraum darf wegen der unterschiedlichen Medien, Öl im Triebwerksraum und Kraftstoff im Pumpenarbeitsraum, keine Verbindung mit dem Triebwerksraum aufweisen. Bei der bekannten Hochdruckpumpe können daher nur Druckschwankungen und -pulsationen im Zulauf zum Saugventil verringert werden.
  • Durch die EP 1 898 084 A1 , die EP 0 905 374 A1 und die EP 1 411 236 A1 sind ebenfalls Hochdruckpumpen bekannt, bei denen der Pumpenarbeitsraum über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil mit Fluid befüllbar ist und bei denen Fluiddämpfer vorhanden sind. Auch bei diesen Hochdruckpumpen ist im Triebwerksraum ein anderes Fluid vorhanden, als das von der Hochdruckpumpe geförderte Fluid und der Pumpenarbeitsraum weist daher keine Verbindung mit dem Triebwerksraum auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpumpe bereitzustellen, bei der der Fluiddämpfer vorteilhaft im Pumpengehäuse integriert ist und auch im Triebwerksraum auftretende Druckschwankungen und -pulsationen gedämpft werden.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch eine Hochdruckpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Die Dämpferkammer ist somit platzsparend neben dem Zulaufanschluss angeordnet und durch den Fluiddämpfer werden Druckschwankungen und - pulsationen auch im Triebwerksraum verringert, durch den der Zulauf zum Pumpenarbeitsraum verläuft.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist der Fluiddämpfer eine Membran. Diese Membran ist ringförmig beziehungsweise zylinderförmig ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende ringförmige Stirnflächen auf, die eine innere Membrankammer einschließen und gegeneinander bewegbar sind. Eine solche Membran ist grundsätzlich bekannt und kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt sein. Die Membrankammer ist also zwischen den beiden gegenüberliegenden Stirnflächen ausgebildet und beispielsweise mit einem Gas gefüllt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Membran beidseitig von dem in der Dämpferkammer herrschenden Fluiddruck beaufschlagt. Dadurch ist ein ideales Arbeiten der Membran ermöglicht, indem die Druckverläufe beidseits der Membran synchron sind. Mit anderen Worten sind die Druckverläufe des Mediums beidseits der Membran beziehungsweise deren Membranoberflächen gleich und es gilt p1 (t) = p2 (t). Durch den erfindungsgemäßen Einbau der Membran und die Zuführung des Fluids Kraftstoffs durch einen Zulaufkanal unterhalb der Membran werden die Stirnflächen in Längsrichtung beziehungsweise parallel zu den Stirnflächen druckbeaufschlagt. Dadurch wird die Funktion und auch Haltbarkeit der Membran positiv beeinflusst.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zumindest zwei Membranen in der Dämpferkammer angeordnet. Diese Ausgestaltung lässt sich durch die in das Pumpengehäuse eingelassene Dämpferkammer leicht realisieren, wobei die Anordnung in Bezug zu dem Zulaufanschluss - wie ausgeführt - so ausgerichtet ist, dass die Membran längs zu der Pulsationsausbreitungsrichtung und nicht wie bisher quer dazu angeordnet ist. Dadurch ist die auf die Membran einwirkende Belastung reduziert. Demzufolge ist die Lebensdauer der so verbauten Membran erhöht, wodurch auch die Lebensdauer der Hochdruckpumpe beziehungsweise ein Wartungsintervall der Hochdruckpumpe erhöht oder verlängert ist.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dämpferkammer zwischen dem Triebwerksraum und einer Stößelraumanbindung beziehungsweise dem Stößelraum unterhalb des Pumpenzylinderkopfs angeordnet. Dadurch erfolgt eine Dämpfung direkt an den beiden Hauptpulsationsquellen, die von der Hochdruckpumpe ausgelöst werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die zumindest eine Membran in einen Membranhalter einsetzbar, der in die Dämpferkammer einbaubar ist. Dies ist eine bevorzugte Ausgestaltungsform, die eine problemlose Montage der zumindest einen Membran in der Dämpferkammer ermöglicht. Dabei ist auch möglich, für unterschiedliche Anwendungen verschieden ausgebildete Membranen in einer immer gleich ausgebildeten Dämpferkammer an einer Hochdruckpumpe zu verbauen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Dämpferkammer eine von einem Kammerdeckel abdeckbare Montageöffnung auf. Diese Montageöffnung ist so an der Hochdruckpumpe angeordnet, dass diese auch bei einer vollständig mit Anbauteilen ausgestatteten Hochdruckpumpe erreichbar ist. Dadurch kann ohne eine Demontage der Hochdruckpumpe die Dämpferkammer erreicht werden. Der Kammerdeckel ist beispielsweise mit dem Pumpengehäuse unter Einfügung eines Dichtrings verschraubbar.
  • In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind der Triebwerksraum und die Dämpferkammer beide über Verbindungskanäle mit einem Stößelraum unterhalb des Pumpenzylinderkopfs verbunden. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv und fertigungstechnisch günstig umsetzbar und bietet darüber hinaus den Vorteil, dass durch die direkte Aneinanderbindung der Komponenten Vorteile hinsichtlich der Dämpfung von Druckschwankungen beziehungsweise Druckpulsationen des zu fördernden Fluids erreicht werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die als Kraftstoffhochdruckpumpe ausgebildete Hochdruckpumpe Teil eines Kraftstoffeinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem beispielsweise als Common-Rail-Kraftstoffeinspritzsystem ausgelegt ist und zur Einspritzung von Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff oder Benzin in einen Brennraum der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben ist.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Hochdruckpumpe,
    Figur 2
    einen Querschnitt durch eine Hochdruckpumpe gemäß Figur 1,
    Figur 3
    einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Hochdruckpumpe gemäß Figur 1,
    Figur 4
    eine perspektivische Ansicht einer Hochdruckpumpe ähnlich Figur 1 mit einer Explosionsdarstellung der Komponenten einer Fluiddämpfungseinrichtung,
    Figur 5
    eine Schnittdarstellung eines Pumpengehäuses einer Hochdruckpumpe gemäß Figur 1,
    Figur 6a
    eine Darstellung einer bisher praktizierten Druckbeaufschlagung einer Membran und
    Figur 6b
    eine durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung realisierte Druckbeaufschlagung einer Membran.
  • Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Hochdruckpumpe, die als Kraftstoffhochdruckpumpe 1 eines Kraftstoffeinspritzsystems ausgestaltet ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem ist an einer Brennkraftmaschine verbaut und die Kraftstoffhochdruckpumpe fördert von einem Kraftstoffniederdrucksystem zugeführten Kraftstoff mit einem Förderdruck von beispielsweise bis zu 3.000 bar in einen mit der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 über eine Hochdruckleitung verbundenen Hochdruckspeicher, aus dem der dort gespeicherte Kraftstoff von Kraftstoffinjektoren zur gesteuerten Einspritzung in zugeordnete Brennräume der Brennkraftmaschine entnommen wird. Der Kraftstoff ist beispielsweise Dieselkraftstoff und die Brennkraftmaschine eine selbstzündende Brennkraftmaschine.
  • Die Kraftstoffhochdruckpumpe weist ein Pumpengehäuse 2 auf, an dem ein einen Pumpenzylinder 3 (siehe auch Figur 2) aufweisender Pumpenzylinderkopf 4 montiert ist. Der Pumpenzylinderkopf 4 weist einen Hochdruckanschluss 5 zur Verbindung mit der Hochdruckleitung auf. Weiterhin ist in den Pumpenzylinderkopf 4 ein elektrisch betätigtes Saugventil 6 eingebaut, auf das unter Bezugnahme auf Figur 2 nachfolgend noch eingegangen wird. Das Saugventil 6 weist einen Anschlussstecker 7 zur elektrischen Verbindung mit einer elektronischen Steuereinrichtung auf.
  • In dem Pumpengehäuse 2 ist ein aus Figur 2 ersichtlicher Triebwerksraum 8 eingelassen, in dem eine einen Doppelnocken 9 aufweisende Nockenwelle 10 drehbar gelagert ist. Zum Einbau der Nockenwelle 10 in das Pumpengehäuse 2 ist der Triebwerksraum 8 von einem Pumpengehäusedeckel 11 zur Umgebung verschlossen, durch den ein Antriebskonus 12 der Nockenwelle 10 hindurch ragt. Auf den Antriebskonus 12 ist beispielsweise ein Antriebszahnrad drehfest aufgesetzt, das von einer Antriebswelle beispielsweise der Brennkraftmaschine beim Betrieb derselben in eine Drehbewegung versetzt wird. Das Pumpengehäuse 2 weist weiterhin einen Zulaufanschluss 13 und einen Rücklaufanschluss 14 auf. Der Zulaufanschluss 13 ist beispielsweise über einen druckfesten Zulaufschlauch mit dem Kraftstoffniederdrucksystem verbunden, während der Rücklaufanschluss 14 über einen Rücklaufschlauch beispielsweise mit einem Kraftstofftank verbunden ist. Seitlich neben dem Zulaufanschluss 13 und auch dem Rücklaufanschluss 14 ist ein Kammerdeckel 15 unter Einfügung eines Dichtrings 16 (Figur 2) beispielsweise mittels drei Schrauben 17 verschraubt. Der Kammerdeckel 15 verschließt eine ebenfalls nachfolgend noch erläuterte Montageöffnung 18 einer Dämpferkammer 19.
  • Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Kraftstoffhochdruckpumpe 1 gemäß Figur 1, wobei aus dieser Darstellung ersichtlich ist, dass der Pumpenzylinder 3 des Pumpenzylinderkopfs 4 in einen Stößelraum 20 in dem Pumpengehäuse 2 hineinragt. In den zylinderförmig ausgebildeten Stößelraum 20 ist ein Rollenstößel 21 eingesetzt, der mit einer Laufrolle 22 auf dem in dem Triebwerksraum 8 angeordneten Doppelnocken 9 der Nockenwelle 10 bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 10 abrollt und somit den Rollenstößel 21 in dem Stößelraum 20 translatorisch auf und ab bewegt. Damit der Rollenstößel 21 mit der Laufrolle 22 in dauerndem Kontakt mit dem Doppelnocken 9 der Nockenwelle 10 steht, ist in dem Stößelraum 20 eine Stößelfeder 23 angeordnet, die zwischen dem Pumpenzylinderkopf 4 und einer Haltescheibe 24, die innerhalb des Rollenstößels 21 angeordnet ist, eingespannt ist. Die Haltescheibe 24 liegt auf einer inneren Ringanlagefläche 25 des Rollenstößels 21 auf und hält gleichzeitig einen Pumpenstößel 26, der in einer in dem Pumpenzylinder 3 eingelassenen Pumpenzylinderführung 27 translatorisch bewegbar ist, mit einem Pumpenstößelfuß 28 gegen einen Laufrollenhalter 29 des Rollenstößels 21.
  • Der Zulaufanschluss 13 (siehe auch Figur 3) ist über einen Zulaufkanal 30 (siehe auch Figur 5) mit dem Triebwerksraum 8 verbunden. Der Triebwerksraum 8 ist seinerseits mit der Dämpferkammer 19 verbunden und beide sind über Verbindungskanäle 31a, 31b mit dem Stößelraum 20 unterhalb des Pumpenzylinderkopfs 4 verbunden. Der Verbindungskanal 31a weist einen Fortsatz 32 (Figur 2) auf, der in einer Anlagefläche 33 des Pumpengehäuses 2 zur Anlage des Pumpenzylinderkopfs 4 mündet. Der Fortsatz 32 setzt sich in einem Zuführkanal 34 fort, der in den Pumpenzylinderkopf 4 eingelassen ist und mit dem elektromagnetisch betätigten Saugventil 6 in Verbindung steht. Das elektromagnetisch betätigte Saugventil 6 weist ein von diesem betätigtes Einlassventil 35 auf, das im geöffneten Zustand den Zuführkanal 34 mit einem Pumpenarbeitsraum 36, der in Verlängerung der Pumpenzylinderführung 27 oberhalb des Pumpenstößels 26 in dem Pumpenzylinderkopf 4 angeordnet ist, verbindet. Folglich wird bei geöffnetem Einlassventil 35 bei einer Abwärtsbewegung des Pumpenstößels 26 über den Zulaufanschluss 13 zugeführter Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 36 eingeführt und bei einer anschließenden Aufwärtsbewegung des Pumpenstößels 26 auf dem gleichen Weg bei geöffnetem Einlassventil 35 zurück in das Kraftstoffniederdrucksystem zurückgedrängt. Wird dann das Einlassventil 35 durch einen Schaltvorgang des elektromagnetisch betätigten Saugventils 6 geschlossen, baut sich in dem Pumpenarbeitsraum 36 ein Druck auf und der in dem Pumpenarbeitsraum 36 befindliche Kraftstoff wird über ein Rückschlagventil 37 in den Hochdruckanschluss 5 gefördert. In Figur 5 ist weiterhin ein Rücklaufkanal 43 dargestellt, der mit dem Rücklaufanschluss 14 verbunden ist und beispielsweise durch in dem Pumpengehäuse 2 und dem Pumpengehäusedeckel 11 angeordnete Lager zur Lagerung der Nockenwelle 10 zur Kühlung und Schmierung hindurchgeführten Kraftstoff wieder zurück in das Niederdrucksystem beziehungsweise den Tank zurückführt.
  • Durch die zuvor beschriebene bestimmungsgemäße Funktion der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 und auch hervorgerufen durch das Kraftstoffniederdrucksystem entstehen in der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 Druckpulsationen, die zu dämpfen sind. Hierzu ist in die Dämpferkammer 19 eine Fluiddämpfungseinrichtung eingebaut, die unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3 und 4 nachfolgend erläutert wird. Die Fluiddämpfungseinrichtung weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Membranen 38a, 38b auf, die unter Einfügung einer Membranfeder 39, die beispielsweise aus Federstahl gefertigt ist, in einen vorzugsweise als Stanzbiegeteil ausgebildeten Membranhalter 40 eingesetzt sind. Der so vormontierte Membranhalter 40 wird ausweislich der Figur 4 über die Montageöffnung 18 in die Dämpferkammer 19 eingeführt und anschließend wird der Kammerdeckel 15 mittels der Schrauben 17 mit dem Pumpengehäuse 2 unter Einfügung des Dichtrings 16 verschraubt. Die Membranen 38a, 38b sind ringförmig beziehungsweise zylinderförmig ausgebildet und weisen eine innenliegende Membrankammer 41 auf, die mediumsgefüllt, beispielsweise mit einem kompressiblen Gas, gefüllt ist. Wirkt auf die beiden gegenüberliegenden ringförmigen Stirnflächen 42 der beiden Membranen 38a, 38b jeweils eine Kraft ein, werden die beiden Stirnflächen 42 nach innen in die Membrankammer 41 verformt. Dieser Effekt wird zur Dämpfung der in der Kraftstoffhochdruckpumpe 1 herrschenden Druckschwankungen beziehungsweise Druckpulsationen genutzt. Durch den zuvor beschriebenen Einbau der Membranen 38a, 38b und die Zuführung des Kraftstoffs durch den Zulaufkanal 30 unterhalb der Membranen 38a, 38b werden diese wie in Figur 6b dargestellt in Längsrichtung (parallel zu den Stirnflächen 42) druckbeaufschlagt und nicht wie bei einer herkömmlichen Membran in Querrichtung (frontal auf eine Stirnfläche 42), wie dies in Figur 6a wiedergegeben ist.

Claims (10)

  1. Hochdruckpumpe, aufweisend ein Pumpengehäuse (2), an dem ein einen Pumpenzylinder (3) aufweisender Pumpenzylinderkopf (4) angeordnet ist, wobei in einer Pumpenzylinderführung (27) des Pumpenzylinders (3) ein Pumpenstößel (26) angeordnet ist, der mit einem Pumpenarbeitsraum (36) zusammenwirkt, wobei der Pumpenarbeitsraum (36) über ein elektromagnetisch betätigbares Saugventil (6) mit Fluid befüllbar ist und wobei die Hochdruckpumpe einen Fluiddämpfer aufweist, der in eine in das Pumpengehäuse (2) eingelassene Dämpferkammer (19) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse (2) ein Triebwerksraum (8) angeordnet ist, dass der Pumpenarbeitsraum (36) über das elektromagnetisch betätigbare Saugventil (6) mit dem Triebwerksraum (8) fluidverbindbar ist, dass die Dämpferkammer (19) mit dem Triebwerksraum (8) verbunden ist und dass die Dämpferkammer (19) seitlich neben einem Zulaufanschluss (13) des Pumpengehäuses (2) zur Zuführung eines von der Hochdruckpumpe zu fördernden Fluids in den Triebwerksraum (8) angeordnet ist.
  2. Hochdruckpumpe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Fluiddämpfer zumindest eine Membran (38a, 38b) ist.
  3. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (38a, 38b) eine innere mediumgefülllte Membrankammer (41) aufweist.
  4. Hochdruckpumpe nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (38a, 38b) beidseitig von in der Dämpferkammer (19) herrschendem Fluiddruck druckbeaufschlagt ist.
  5. Hochdruckpumpe nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (38a, 38b) parallel zu deren gegenüberliegenden Stirnflächen 42) druckbeaufschlagt ist.
  6. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Membranen (38a, 38b) parallel zueinander in die Dämpferkammer (19) eingesetzt sind.
  7. Hochdruckpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (38a, 38b) in einen Membranhalter (40) eingesetzt ist, der in die Dämpferkammer (19) einsetzbar ist.
  8. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkammer (19) eine von einem Kammerdeckel (15) abdeckbare Montageöffnung (18) aufweist.
  9. Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Triebwerksraum (8) und die Dämpferkammer (19) beide über Verbindungskanäle (31a, 31b) mit einem Stößelraum (20) unterhalb des Pumpenzylinderkopfs (4) verbunden sind.
  10. Kraftstoffeinspritzsystem mit einer als Kraftstoffhochdruckpumpe (1) ausgebildeten Hochdruckpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche.
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