WO2010055100A1 - Pump unit for a high-pressure pump - Google Patents

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WO2010055100A1
WO2010055100A1 PCT/EP2009/065062 EP2009065062W WO2010055100A1 WO 2010055100 A1 WO2010055100 A1 WO 2010055100A1 EP 2009065062 W EP2009065062 W EP 2009065062W WO 2010055100 A1 WO2010055100 A1 WO 2010055100A1
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WO
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pressure
valve
pump unit
pump
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065062
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German (de)
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Inventor
Uwe Nigrin
Ngoc-Tam Vu
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
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Publication date
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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B1/00Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0452Distribution members, e.g. valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston
    • F02M59/46Valves
    • F02M59/464Inlet valves of the check valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F04B1/04Multi-cylinder machines or pumps characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders in star- or fan-arrangement
    • F04B1/0404Details or component parts
    • F04B1/0421Cylinders

Definitions

  • the present invention relates to a pump unit for a high-pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, such as for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a high-pressure pump in question may comprise one or more such pump units and in particular for fuel supply in a high-pressure accumulator injection system, such.
  • Example, in a common rail injection system for diesel fuels, may be provided for the internal combustion engine of a motor vehicle.
  • Such a high pressure pump delivers the fuel from a low pressure area into a high pressure accumulator (often referred to as a "rail"). There, the fuel is permanently available at high pressure for injection into the respective engine cylinders. In a preferred use of such a high-pressure pump, this delivers on the output side a pressure of more than 1000 bar, preferably more than 1500 bar and in particular up to over 2000 bar.
  • Such high-pressure pumps are known in many designs.
  • the high-pressure pumps described herein comprise a plurality of pump units ("pump cylinders") which comprise at least one pump piston axially movably mounted in a cylinder space.
  • Pump cylinders Each cylinder or cylinder chamber is assigned a low-pressure side suction valve and a high-pressure side pressure valve.
  • a disadvantage of the known high-pressure pumps for high-pressure fuel production is a relatively complex attachment of the suction valve and the pressure valve on the cylinder housing or the respective pump units.
  • the sealing contact surfaces must on the one hand have a high quality and on the other hand must not be damaged during assembly. Even with the utmost care, the seal on the contact surfaces is a weak point, which may also be noticeable only after a longer period of operation of the high-pressure pump.
  • a pump unit for a high-pressure pump for producing high-pressure fuel for a fuel injection system of an internal combustion engine, the pump unit comprising:
  • a cylinder housing with a cylinder space in which a pump piston is mounted axially movable
  • At least one suction valve via which the cylinder chamber fuel is supplied from a low pressure region
  • At least one pressure valve through which the compressed Fuel is discharged from the cylinder chamber into a high-pressure region
  • the suction valve and / or the pressure valve is formed largely integrated with or in the cylinder housing, for which purpose at least one valve body of the suction valve and / or the pressure valve is mounted in or on the cylinder housing of the pump unit.
  • the high-pressure pump formed using the pump unit according to the invention can be used in particular for generating high-pressure fuel in a common-rail injection system (eg for diesel fuel).
  • a common-rail injection system eg for diesel fuel
  • At least the suction valve or at least the pressure valve is formed largely integrated with the cylinder housing of the pump unit.
  • This is understood to mean that one or more essential functional parts of these valves or valve units are arranged directly in or on the cylinder housing and are preferably formed integrally with the cylinder housing.
  • at least one functional part of one of the valves is realized by a section of the cylinder housing itself.
  • Such an essential functional part is, for example, a bearing surface for a valve body of these valves.
  • Another advantage of the solution according to the invention is a more compact and, above all, more robust design of the high-pressure pump as a whole. Furthermore, there is also a cost savings.
  • valve body of the suction valve and / or the pressure valve seals against a sealing surface formed in or on the cylinder housing.
  • the sealing surface is an essential functional part of these valves, so that this is a consistent and particularly advantageous development.
  • the sealing surface can be formed directly on or in the cylinder housing, or as a separate component, for example, as a seat ring, formed and arranged directly on or in the cylinder housing.
  • the sealing surface of the suction valve is arranged on the end face of the cylinder chamber.
  • the cylinder chamber is delimited by a lateral surface and by an end face, wherein the end face delimits the cylinder chamber in the axial direction of movement of the pump piston.
  • the suction valve is designed as a poppet valve or seat valve and whose valve body is moved by valve actuation by means of a valve stem directly or indirectly in the cycle.
  • Linder housing stored and / or guided.
  • Storage can be done for example by means of a sliding bush, in particular a sliding sleeve. It is preferably provided that a linear axis of movement of the valve body of the suction valve to the linear axis of movement of the pump piston is parallel or coincides with this.
  • the pressure valve is arranged at the end or at the flow end of a high-pressure channel which extends from the cylinder chamber and extending in a direction transversely and preferably orthogonal to the axis of movement of the pump piston through the cylinder housing.
  • the high-pressure channel has substantially a straight longitudinal extent and preferably a circular cross-sectional area.
  • This cross-sectional area corresponds to the flow cross-section in the high-pressure channel.
  • This cross-sectional area is preferably smaller, in particular significantly smaller, than the piston surface of the pump piston (for example less than 60%, in particular less than 30% of the piston area).
  • the high-pressure channel can be formed for example in the form of a straight bore which extends through the cylinder housing to the cylinder chamber.
  • the volume of the high pressure passage preferably contributes less than 50% to the dead volume of the pump unit.
  • the high-pressure duct near the end face or the end face of the cylinder chamber comes from this. It is preferably provided that in the jacket wall of the cylinder chamber, the inlet opening to the high-pressure channel very close, preferably as close as technically possible, is arranged on the front side of the cylinder chamber, or reaches to this.
  • the length or the longitudinal extension of the high-pressure channel from the cylinder chamber to the pressure valve is less than three times the pump piston diameter, preferably less than twice the pump piston diameter and in particular less than the pump piston diameter. This results in high pressure side advantageously a short flow path for the fuel.
  • the length of the high-pressure channel can be dimensioned, for example, as an axial length of the lateral surface of the cylinder chamber to the sealing surface of the valve body. In particular, if in addition the cross-sectional area of the z. B. cylindrically shaped
  • High-pressure channel is smaller than the pump piston surface (or cross-sectional area of the cylinder space) is provided, it also results in a favorable advantageous low dead volume, which will be explained in more detail below.
  • the pressure valve comprises a spring-loaded valve body and the linear axis of movement of this valve body is parallel to the longitudinal direction of the high-pressure channel or coincides with this.
  • optimum flow conditions for the high-pressure fuel advantageously result, since no substantial deflection of the flow direction takes place via the flow path, in particular also not at the pressure valve.
  • a (favorable) ratio of pump piston stroke volume to dead volume is provided. hen, which is greater than 1, preferably greater than 2 and in particular greater than 3.
  • the pump piston stroke volume corresponds to the displacement of the pump piston as it moves from a bottom dead center to top dead center (or vice versa).
  • the dead volume is the volume remaining in the cylinder space and in adjacent flow areas up to the valves (ie eg in the high pressure passage) when the pump piston is at its upper, i.e. reaches the end face of the cylinder chamber facing dead center.
  • the pressure valve is designed as an insert part and inserted into the cylinder housing from the outside (eg in a lateral indentation of the cylinder housing).
  • the insert is inserted in a stepped bore in the cylinder housing, said stepped bore preferably from outside to inside a threaded portion and a fitting portion and in particular the bore axis coincides with the longitudinal axis of the high pressure passage.
  • the stepped bore and the high-pressure passage can also be produced in a simplified manner.
  • the pressure valve is inserted in the cylinder housing. Screwed neck is held in position, or locked in this position or attached.
  • a high-pressure flow connection to a high-pressure accumulator of the fuel injection system can be produced by means of a flow channel in the stub.
  • a high-pressure accumulator is in particular the rail of a common-rail injection system.
  • the nozzle is screwed with one end in the stepped bore in the cylinder housing.
  • the nozzle has at its two ends in each case a threaded portion for mechanical fastening (on the one hand in the cylinder housing and on the other hand on a high-pressure discharge region).
  • the cylinder housing is integrally formed, which comprises the cylinder chamber and the receptacle of the suction valve and / or the pressure valve.
  • the entire cylinder housing is integrally formed.
  • a high-pressure pump comprises at least two pump units of the type described above, which are each incorporated in a cylinder recess of a (single or multi-part) high-pressure pump housing and for example by means of a likewise arranged in this housing, rotatably mounted drive shaft ( eg camshaft).
  • the pump units can in this case be arranged in a common radial plane (with respect to the drive shaft), or in different such radial planes.
  • FIG. 1 shows a pump unit according to an embodiment of the invention in a perspective view.
  • Fig. 1 shows a generally designated 10 pump unit ("pump cylinder") for use (installation) in a high-pressure pump.
  • pump cylinder for use (installation) in a high-pressure pump.
  • a high-pressure pump for example, for fuel supply in a high-pressure accumulator injection system, such. B. in a common rail injection system for diesel fuels, may be provided.
  • the high-pressure pump in question may comprise a single pump unit 10 or a plurality of such pump units 10 (eg two or three pump units arranged in a common radial plane of a multi-cylinder radial piston pump).
  • the pump unit 10 comprises a housing 11, in which a pump piston 12 is axially movably mounted in a cylinder chamber 13, as explained in more detail below in connection with FIG. 2.
  • the pump piston 12 is driven in pump operation via a plunger 14 arranged on the pump piston foot (in one piece or separately), which in turn can be driven, for example, by means of an "eccentric drive” (not shown).
  • the illustrated pump piston 12 may, for. Example, be actuated by a (not shown) camshaft from which one or more cams (eccentric) the Pumpenkolbenfuß or plunger 14 in Pumphubides (in Fig. 2 upward) load, the provision of the pump piston 12 by a (not shown ) may be accomplished on the plunger 14 acting return spring.
  • the pump unit 10 comprises a nozzle 26, via the output side of which a high-pressure-resistant flow connection to a high-pressure accumulator can be produced.
  • the supply of the pump unit 10 with fuel from a low-pressure range (eg 1-2 bar) or from a backing pump is not shown.
  • a cylinder chamber 13 is formed, in which the pump piston 12 can move axially, ie as shown from top to bottom and vice versa, wherein the pump piston 12 in this case alternately reaches a top dead center and bottom dead center.
  • the pump piston 12 is at bottom dead center.
  • the pump piston 12 is connected to the plunger 14 formed or provided, which in turn is slidably received in a hollow cylindrical guide portion 15 of the cylinder housing 11.
  • the cylinder space 13 is filled with fuel via a suction valve 17 while the pump piston 12 is in the suction stroke, i. moves down as shown.
  • the suction valve 17 is located on the front side of the cylinder chamber 13.
  • the suction valve 17 is designed as a poppet valve or
  • Seat valve formed and includes an axially movable valve body 18 which is formed as a plate tappet with a valve stem 19 and a valve disc 20 arranged thereon.
  • the valve stem 19 of the suction valve 17 is mounted directly in the cylinder housing 11, to which the cylinder housing 11 has a corresponding bore whose lateral surface forms the bearing surface for the valve stem 19.
  • the bore or its lateral surface can be prepared accordingly, and in particular has a suitable surface roughness.
  • a bearing bush in particular a sliding bush, between the valve stem 19 and the bore in the cylinder housing 11.
  • the valve disk 20 of the valve body 18 seals against a sealing surface formed directly in the cylinder housing 11.
  • This sealing surface can, as well as the location surface for the valve stem 19, be prepared, and has z. B. a suitable, ie in particular low surface roughness. Furthermore, this sealing surface can be hardened separately to reduce their susceptibility to wear. Alternatively, the sealing surface can for example also be designed as an annular, separate insert part, which is arranged in the cylinder housing 11. is net.
  • a suction valve is designed as a separate unit. Due to the integrated design of the suction valve 17 shown and described here, however, complex sealing measures and fastening measures for the suction valve are no longer necessary. In addition, the overall result is a compact and robust construction of the pump unit 10.
  • the pump unit 10 further comprises a pressure valve 22, which is designed as an insert part.
  • the pressure valve 22 may be formed in a similar manner to the suction valve 17, as explained above.
  • only the pressure valve 22 may be formed in a similar manner to the above-explained suction valve 17.
  • the high-pressure fuel eg, more than 2000 bar
  • the pressure valve 22 is located at the flow end of a high-pressure channel 23, which in the illustrated embodiment is orthogonal straight from the cylinder chamber 13.
  • the high-pressure passage 23 has a relatively small longitudinal extension in its axial direction, which means the distance between the jacket wall of the cylinder chamber 13 and the pressure valve 22. This results in favorable flow conditions for the fuel under high pressure.
  • the dead volume can be attributed, moreover, the remaining volume in the cylinder chamber 13 when the pump piston 12 is at top dead center.
  • the high pressure passage 23 is in the immediate vicinity of the end face of the cylinder chamber 13 and in the immediate vicinity of the suction valve 17 laterally from the lateral surface of the cylinder chamber 13 from. This may well be the case that the valve disc 20 of the valve body 18 during the opening movement of the suction valve 17, the inlet opening to the high pressure passage 23 at least partially passes over or covered.
  • the pressure valve 22 opens automatically when the pressure in the cylinder chamber 13 due to the lifting movement of the pump piston 13 exceeds a defined pressure level.
  • the pressure valve 22 comprises a movable valve body 24, which is biased by a valve spring 25 and can open the valve by its movement against the spring force.
  • the valve body 24 is arranged such that in the high-pressure passage 23 and in the pressure valve 22 almost optimal flow conditions can be formed for the fuel under high pressure. This is achieved in particular by deflections in the flow path being largely avoided. This also significantly improves the efficiency of the pump unit 10 or the high-pressure pump equipped therewith.
  • the pressure valve 22 is used as a structural unit in a lateral recess of the cylinder housing 11.
  • the cylinder housing 11 has a stepped bore which, from the outside to the inside, has a threaded section and a fitting section. sums, wherein the pressure valve 22 is positioned in the fitting portion of this bore.
  • the bore axis of the stepped bore coincides with the longitudinal axis of the high pressure passage 23.
  • a nozzle or high-pressure pipe 26 is screwed.
  • the nozzle 26 is locked and holds the pressure valve 22 in its position.
  • a high-pressure flow connection to a high-pressure accumulator (rail), not shown, is produced or producible via a flow channel 27 formed in the connecting piece 26.
  • the nozzle 26 also at its axial end remote from the cylinder housing 11 has a threaded portion which can be screwed into a corresponding connection of the high-pressure accumulator or a line connection leading thereto.

Abstract

The invention relates to a pump unit (10) for a high-pressure pump for fuel high-pressure generation for a fuel injection system of an internal combustion engine, comprising: a cylinder housing (11) with a cylinder chamber (13) in which a pump piston (12) is mounted in an axially movable fashion, at least one suction valve (17) by means of which fuel is supplied from a low-pressure region to the cylinder chamber (13), and at least one pressure valve (22) by means of which compressed fuel is discharged from the cylinder chamber (13) into a high-pressure region. According to the invention, for an improved connection of at least one of the valves (17, 22), the relevant valve (17, 22) is formed so as to be substantially integrated with the cylinder housing (11), for which purpose at least one valve body (18, 24) of the suction valve (17) and/or of the pressure valve (24) is mounted in the cylinder housing (11) of the pump unit (10).

Description

Beschreibungdescription
Pumpeneinheit für eine HochdruckpumpePump unit for a high-pressure pump
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit für eine Hochdruckpumpe für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a pump unit for a high-pressure pump for a fuel injection system of an internal combustion engine, such as for an internal combustion engine of a motor vehicle.
Eine betreffende Hochdruckpumpe kann kann eine oder mehrere solche Pumpeneinheiten umfassen und insbesondere zur Kraft- stoffVersorgung bei einem Hochdruck-Speichereinspritzsystem, wie z. B. bei einem Common-Rail-Einspritzsystem für Dieselkraftstoffe, für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.A high-pressure pump in question may comprise one or more such pump units and in particular for fuel supply in a high-pressure accumulator injection system, such. Example, in a common rail injection system for diesel fuels, may be provided for the internal combustion engine of a motor vehicle.
Eine solche Hochdruckpumpe fördert den Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich in einen Hochdruckspeicher (oftmals auch als "Rail" bezeichnet) . Dort steht der Kraftstoff permanent mit Hochdruck zur Einspritzung in die jeweiligen Motorzylinder bereit. Bei einer bevorzugten Verwendung einer solchen Hochdruckpumpe liefert diese ausgangsseitig einen Druck von mehr als 1000 bar, bevorzugt mehr als 1500 bar und insbesondere bis hin zu über 2000 bar.Such a high pressure pump delivers the fuel from a low pressure area into a high pressure accumulator (often referred to as a "rail"). There, the fuel is permanently available at high pressure for injection into the respective engine cylinders. In a preferred use of such a high-pressure pump, this delivers on the output side a pressure of more than 1000 bar, preferably more than 1500 bar and in particular up to over 2000 bar.
Solche Hochdruckpumpen sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Lediglich beispielhaft seien hierzu die Veröffentlichungen WO 2004/027263 Al und DE 198 14 506 Al genannt. Die hierin beschriebenen Hochdruckpumpen umfassen mehrere Pumpen- einheiten ("Pumpenzylinder"), die zumindest einen in einem Zylinderraum axial beweglich gelagerten Pumpenkolben umfassen. Jedem Zylinder bzw. Zylinderraum ist ein niederdrucksei- tiges Saugventil und ein hochdruckseitiges Druckventil zugeordnet . Nachteilig bei den bekannten Hochdruckpumpen zur Kraftstoffhochdruckerzeugung ist eine relativ aufwändige Befestigung des Saugventils und des Druckventils am Zylindergehäuse des oder der jeweiligen Pumpeneinheiten.Such high-pressure pumps are known in many designs. By way of example, the publications WO 2004/027263 A1 and DE 198 14 506 A1 may be mentioned for this purpose. The high-pressure pumps described herein comprise a plurality of pump units ("pump cylinders") which comprise at least one pump piston axially movably mounted in a cylinder space. Each cylinder or cylinder chamber is assigned a low-pressure side suction valve and a high-pressure side pressure valve. A disadvantage of the known high-pressure pumps for high-pressure fuel production is a relatively complex attachment of the suction valve and the pressure valve on the cylinder housing or the respective pump units.
So müssen beispielsweise die dichtenden Kontaktflächen einerseits eine hohe Qualität aufweisen und dürfen andererseits während der Montage nicht beschädigt werden. Auch bei Wahrung größter Sorgfalt ist die Abdichtung an den Kontaktflächen ein Schwachpunkt, was sich ggf. auch erst nach einer längeren Betriebszeit der Hochdruckpumpe bemerkbar macht.For example, the sealing contact surfaces must on the one hand have a high quality and on the other hand must not be damaged during assembly. Even with the utmost care, the seal on the contact surfaces is a weak point, which may also be noticeable only after a longer period of operation of the high-pressure pump.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Pumpeneinheit der ein- gangs genannten Art bereitzustellen, welche eine verbesserte Anbindung des Saugventils und/oder des Druckventils aufweist.It is an object of the invention to provide a pump unit of the initially mentioned type, which has an improved connection of the suction valve and / or the pressure valve.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pumpeneinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte und vorteilhafte Wei- terbildungen sind Gegenstand der hiervon abhängigen Ansprüche .This object is achieved by a pump unit having the features of claim 1. Preferred and advantageous developments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine Pumpeneinheit für eine Hochdruckpumpe vorgeschlagen, zur Kraftstoffhochdruckerzeugung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, wobei die Pumpeneinheit umfasst:According to the invention, a pump unit for a high-pressure pump is proposed, for producing high-pressure fuel for a fuel injection system of an internal combustion engine, the pump unit comprising:
- ein Zylindergehäuse mit einem Zylinderraum, in dem ein Pumpenkolben axialbeweglich gelagert ist,a cylinder housing with a cylinder space in which a pump piston is mounted axially movable,
- wenigstens ein Saugventil, über das dem Zylinderraum Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich zugeführt wird, und- At least one suction valve, via which the cylinder chamber fuel is supplied from a low pressure region, and
- wenigstens ein Druckventil, über das der komprimierte Kraftstoff aus dem Zylinderraum in einen Hochdruckbereich abgeleitet wird,- At least one pressure valve through which the compressed Fuel is discharged from the cylinder chamber into a high-pressure region,
wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Saugventil und/oder das Druckventil weitgehend integriert mit dem bzw. im Zylindergehäuse ausgebildet ist, wozu wenigstens ein Ventilkörper des Saugventils und/oder des Druckventils im bzw. am Zylindergehäuse der Pumpeneinheit gelagert ist.wherein the invention provides that the suction valve and / or the pressure valve is formed largely integrated with or in the cylinder housing, for which purpose at least one valve body of the suction valve and / or the pressure valve is mounted in or on the cylinder housing of the pump unit.
Die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Pumpeneinheit ausgebildete Hochdruckpumpe kann insbesondere zur Kraftstoffhochdruckerzeugung bei einem Common-Rail-Einspritzsystem (z. B. für Dieselkraftstoff) dienen .The high-pressure pump formed using the pump unit according to the invention can be used in particular for generating high-pressure fuel in a common-rail injection system (eg for diesel fuel).
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest das Saugventil oder zumindest das Druckventil weitgehend integriert mit dem Zylindergehäuse der Pumpeneinheit ausgebildet ist. Hierunter wird verstanden, dass ein oder mehrere wesentliche Funktionsteile dieser Ventile bzw. Ventileinheiten unmittelbar im bzw. am Zylindergehäuse angeordnet sind und bevorzugt integral mit dem Zylindergehäuse ausgebildet sind. In diesem Sinne kann insbesondere vorgesehen sein, dass wenigstens ein Funktionsteil eines der Ventile durch einen Abschnitt des Zylindergehäuses selbst realisiert ist.According to the invention it is provided that at least the suction valve or at least the pressure valve is formed largely integrated with the cylinder housing of the pump unit. This is understood to mean that one or more essential functional parts of these valves or valve units are arranged directly in or on the cylinder housing and are preferably formed integrally with the cylinder housing. In this sense, it can be provided, in particular, that at least one functional part of one of the valves is realized by a section of the cylinder housing itself.
Ein solches wesentliches Funktionsteil ist beispielsweise eine Lagerfläche für einen Ventilkörper dieser Ventile.Such an essential functional part is, for example, a bearing surface for a valve body of these valves.
Erfindungsgemäß wird daher konkret vorgeschlagen, wenigstens einen Ventilkörper des Saugventils bzw. des Druckventils im Zylindergehäuse der Pumpeneinheit zu lagern, d.h. beweglich anzuordnen oder zu befestigen, wodurch das betreffende Ventil nicht mehr wie bislang als separate Einheit bzw. Baueinheit bereitgestellt werden muss. Damit entfällt auch der Aufwand der bisher hinsichtlich der Abdichtung und/oder Befestigung des Saugventils und/oder des Druckventils betrieben werden musste. Zudem entfallen auch separate Befestigungskomponenten, die bisher erforderlich waren, z. B. Verbindungsteile wie Schrauben und dergleichen.According to the invention, therefore, it is concretely proposed to support at least one valve body of the suction valve or of the pressure valve in the cylinder housing of the pump unit, ie to arrange or fix it in a movable manner, as a result of which the valve in question no longer has to be provided as a separate unit or structural unit as hitherto. This eliminates the effort previously had to be operated with respect to the sealing and / or attachment of the suction valve and / or the pressure valve. In addition, separate fastening components that were previously required, z. B. connecting parts such as screws and the like.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist eine kompaktere und vor allem auch robustere Gestaltung der Hoch- druckpumpe im Gesamten. Weiterhin ergibt sich auch eine Kostenersparnis .Another advantage of the solution according to the invention is a more compact and, above all, more robust design of the high-pressure pump as a whole. Furthermore, there is also a cost savings.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Ventilkörper des Saugventils und/oder des Druckventils gegen eine im bzw. am Zylindergehäuse ausgebildete Dichtfläche abdichtet. Auch die Dichtfläche ist ein wesentliches Funktionsteil dieser Ventile, so dass es sich hierbei um eine konsequente und besonders vorteilhafte Weiterbildung handelt. Die Dichtfläche kann dabei unmittelbar am bzw. im Zylinderge- häuse ausgebildet sein, oder als separates Bauteil, beispielsweise als Sitzring, ausgebildet und unmittelbar am bzw. im Zylindergehäuse angeordnet sein.According to a preferred embodiment, it is provided that the valve body of the suction valve and / or the pressure valve seals against a sealing surface formed in or on the cylinder housing. The sealing surface is an essential functional part of these valves, so that this is a consistent and particularly advantageous development. The sealing surface can be formed directly on or in the cylinder housing, or as a separate component, for example, as a seat ring, formed and arranged directly on or in the cylinder housing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dichtfläche des Saugventils an der Stirnseite des Zylinderraums angeordnet ist. Der Zylinderraum ist von einer Mantelfläche und von einer Stirnseite begrenzt, wobei die Stirnseite den Zylinderraum in axialer Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens begrenzt.According to a preferred embodiment, it is provided that the sealing surface of the suction valve is arranged on the end face of the cylinder chamber. The cylinder chamber is delimited by a lateral surface and by an end face, wherein the end face delimits the cylinder chamber in the axial direction of movement of the pump piston.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Saugventil als Tellerventil bzw. Sitzventil ausgebildet ist und dessen bei Ventilbetätigung bewegter Ventilkörper mittels eines Ventilschafts unmittelbar oder mittelbar im Zy- lindergehäuse gelagert und/oder geführt ist. Eine mittelbareAccording to a preferred embodiment, it is provided that the suction valve is designed as a poppet valve or seat valve and whose valve body is moved by valve actuation by means of a valve stem directly or indirectly in the cycle. Linder housing stored and / or guided. An indirect one
Lagerung kann beispielsweise mittels einer Gleitbuchse, wie insbesondere einer Gleithülse, erfolgen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine lineare Bewegungsachse des Ventilkörpers des Saugventils zur linearen Bewegungsachse des Pumpenkolbens parallel ist oder mit dieser zusammenfällt.Storage can be done for example by means of a sliding bush, in particular a sliding sleeve. It is preferably provided that a linear axis of movement of the valve body of the suction valve to the linear axis of movement of the pump piston is parallel or coincides with this.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Druckventil am Ende bzw. am Strömungsende eines Hoch- druckkanals angeordnet ist, der vom Zylinderraum abgeht und sich in einer Richtung quer und vorzugsweise orthogonal zur Bewegungsachse des Pumpenkolbens durch das Zylindergehäuse erstreckt .According to a preferred embodiment, it is provided that the pressure valve is arranged at the end or at the flow end of a high-pressure channel which extends from the cylinder chamber and extending in a direction transversely and preferably orthogonal to the axis of movement of the pump piston through the cylinder housing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Hochdruckkanal im wesentlichen eine gerade Längserstreckung und bevorzugt eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist. Diese Querschnittsfläche entspricht dem Strömungsquerschnitt im Hochdruckkanal. Bevorzugt ist diese Querschnitts- fläche kleiner, insbesondere deutlich kleiner, als die Kolbenfläche des Pumpenkolbens ausgebildet (z. B. kleiner als 60%, insbesondere kleiner als 30% der Kolbenfläche) . Der Hochdruckkanal kann beispielsweise in Form einer geraden Bohrung gebildet sein, die sich durch das Zylindergehäuse bis zum Zylinderraum erstreckt. Das Volumen des Hochdruckkanals trägt bevorzugt mit weniger als 50% zum Totvolumen der Pumpeneinheit bei.According to a preferred embodiment, it is provided that the high-pressure channel has substantially a straight longitudinal extent and preferably a circular cross-sectional area. This cross-sectional area corresponds to the flow cross-section in the high-pressure channel. This cross-sectional area is preferably smaller, in particular significantly smaller, than the piston surface of the pump piston (for example less than 60%, in particular less than 30% of the piston area). The high-pressure channel can be formed for example in the form of a straight bore which extends through the cylinder housing to the cylinder chamber. The volume of the high pressure passage preferably contributes less than 50% to the dead volume of the pump unit.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Hochdruckkanal nahe der Stirnseite bzw. der Stirnfläche des Zylinderraums von diesem abgeht. Bevorzugt ist vorgesehen, dass in der Mantelwand des Zylinderraums die Eingangsöffnung zum Hochdruckkanal sehr nahe, bevorzugt so nahe als technisch möglich, an der Stirnseite des Zylinderraums angeordnet ist, bzw. an diese heranreicht.According to a preferred refinement, it is provided that the high-pressure duct near the end face or the end face of the cylinder chamber comes from this. It is preferably provided that in the jacket wall of the cylinder chamber, the inlet opening to the high-pressure channel very close, preferably as close as technically possible, is arranged on the front side of the cylinder chamber, or reaches to this.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Länge bzw. die Längserstreckung des Hochdruckkanals vom Zylinderraum bis zum Druckventil weniger als das dreifache des Pumpenkolbendurchmessers beträgt, bevorzugt weniger als das zweifache des Pumpenkolbendurchmessers beträgt und insbesondere weniger als der Pumpenkolbendurchmesser beträgt. Hierdurch ergibt sich hochdruckseitig in vorteilhafter Weise ein kurzer Strömungsweg für den Kraftstoff. Die Länge des Hochdruckkanals kann beispielsweise als axiale Länge von der Mantelfläche des Zylinderraums bis zur Dichtfläche des Ventilkörpers bemessen werden. Insbesondere wenn darüber hinaus die Querschnittsfläche des z. B. zylindrisch ausgebildetenAccording to a preferred embodiment, it is provided that the length or the longitudinal extension of the high-pressure channel from the cylinder chamber to the pressure valve is less than three times the pump piston diameter, preferably less than twice the pump piston diameter and in particular less than the pump piston diameter. This results in high pressure side advantageously a short flow path for the fuel. The length of the high-pressure channel can be dimensioned, for example, as an axial length of the lateral surface of the cylinder chamber to the sealing surface of the valve body. In particular, if in addition the cross-sectional area of the z. B. cylindrically shaped
Hochdruckkanals kleiner als die Pumpkolbenfläche (bzw. Querschnittsfläche des Zylinderraumes) vorgesehen ist, so ergibt sich weiterhin vorteilhaft ein geringes Totvolumen, was nachfolgend noch näher erläutert wird.High-pressure channel is smaller than the pump piston surface (or cross-sectional area of the cylinder space) is provided, it also results in a favorable advantageous low dead volume, which will be explained in more detail below.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Druckventil einen federbelasteten Ventilkörper umfasst und die lineare Bewegungsachse dieses Ventilkörpers zur Längserstreckungsrichtung des Hochdruckkanals parallel ist oder mit dieser zusammenfällt. Insbesondere im Fall eines im wesentlichen geraden Hochdruckkanals ergeben sich in vorteilhafter Weise optimale Strömungsbedingungen für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff, da über den Strömungsweg keine wesentliche Umlenkung der Strömungsrichtung erfolgt, ins- besondere auch nicht am Druckventil.According to a preferred embodiment, it is provided that the pressure valve comprises a spring-loaded valve body and the linear axis of movement of this valve body is parallel to the longitudinal direction of the high-pressure channel or coincides with this. Particularly in the case of a substantially straight high-pressure channel, optimum flow conditions for the high-pressure fuel advantageously result, since no substantial deflection of the flow direction takes place via the flow path, in particular also not at the pressure valve.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist ein (günstiges) Verhältnis von Pumpenkolbenhubvolumen zu Totvolumen vorgese- hen, welches größer 1 ist, bevorzugt größer 2 ist und insbesondere größer 3 ist.According to a preferred embodiment, a (favorable) ratio of pump piston stroke volume to dead volume is provided. hen, which is greater than 1, preferably greater than 2 and in particular greater than 3.
Das Pumpenkolbenhubvolumen entspricht dem Hubraum des Pumpen- kolbens, während dieser sich von einem unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt (oder umgekehrt) bewegt.The pump piston stroke volume corresponds to the displacement of the pump piston as it moves from a bottom dead center to top dead center (or vice versa).
Das Totvolumen ist das im Zylinderraum und in angrenzenden Strömungsbereichen bis zu den Ventilen (also z. B. im Hoch- druckkanal) verbleibende Volumen, wenn der Pumpenkolben seinen oberen, d.h. der Stirnseite des Zylinderraums zugewandten Totpunkt erreicht.The dead volume is the volume remaining in the cylinder space and in adjacent flow areas up to the valves (ie eg in the high pressure passage) when the pump piston is at its upper, i.e. reaches the end face of the cylinder chamber facing dead center.
Der in diesem Totvolumen befindliche Kraftstoff wird zwar durch den Pumpenkolben komprimiert, jedoch nicht über das Druckventil ausgefördert bzw. abgeleitet, was Einbußen im Wirkungsgrad der Hochdruckpumpe mit sich bringt.Although the fuel in this dead volume is compressed by the pump piston, but not discharged via the pressure valve or derived, resulting in losses in the efficiency of the high pressure pump with it.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Druckventil als Einsetzteil ausgebildet und in das Zylindergehäuse von außen eingesetzt ist (z. B. in einer seitlichen Einbuchtung des Zylindergehäuses) .According to a preferred development, it is provided that the pressure valve is designed as an insert part and inserted into the cylinder housing from the outside (eg in a lateral indentation of the cylinder housing).
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Einsetzteil in einer gestuften Bohrung im Zylindergehäuse eingesetzt ist, wobei diese gestufte Bohrung bevorzugt von außen nach innen einen Gewindeabschnitt und einen Passabschnitt umfasst und insbesondere die Bohrungsachse mit der Längserstreckungsachse des Hochdruckkanals zusammenfällt. In- folge einer gemeinsamen Achse können die gestufte Bohrung und der Hochdruckkanal auch vereinfacht hergestellt werden.According to a preferred embodiment, it is provided that the insert is inserted in a stepped bore in the cylinder housing, said stepped bore preferably from outside to inside a threaded portion and a fitting portion and in particular the bore axis coincides with the longitudinal axis of the high pressure passage. As a result of a common axis, the stepped bore and the high-pressure passage can also be produced in a simplified manner.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Druckventil von einem in das Zylindergehäuse einge- schraubten Stutzen in seiner Position gehalten ist, bzw. in dieser Position arretiert oder befestigt ist.According to a preferred development, it is provided that the pressure valve is inserted in the cylinder housing. screwed neck is held in position, or locked in this position or attached.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass mittels eines Strömungskanals in dem Stutzen über diesen eine Hochdruck-Strömungsverbindung zu einem Hochdruckspeicher des Kraftstoffeinspritzsystems herstellbar ist. Ein solcher Hochdruckspeicher ist insbesondere das Rail eines Common-Rail- Einspritzsystems . Bevorzugt ist der Stutzen mit einem Ende in die gestufte Bohrung im Zylindergehäuse eingeschraubt. In einer Weiterbildung weist der Stutzen an seinen beiden Enden jeweils einen Gewindeabschnitt zur mechanischen Befestigung (einerseits im Zylindergehäuse und andererseits an einem Hochdruckableitungsbereich) auf.According to a preferred development, it is provided that a high-pressure flow connection to a high-pressure accumulator of the fuel injection system can be produced by means of a flow channel in the stub. Such a high-pressure accumulator is in particular the rail of a common-rail injection system. Preferably, the nozzle is screwed with one end in the stepped bore in the cylinder housing. In a further development, the nozzle has at its two ends in each case a threaded portion for mechanical fastening (on the one hand in the cylinder housing and on the other hand on a high-pressure discharge region).
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest derjenige Teil des Zylindergehäuses einteilig ausgebildet ist, welcher den Zylinderraum und die Aufnahme des Saugventils und/oder des Druckventils umfasst. Be- vorzugt ist das gesamte Zylindergehäuse einteilig ausgebildet.According to a particularly preferred embodiment, it is provided that at least that part of the cylinder housing is integrally formed, which comprises the cylinder chamber and the receptacle of the suction valve and / or the pressure valve. Preferably, the entire cylinder housing is integrally formed.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Hochdruckpumpe ist vorgesehen, dass diese wenigstens zwei Pumpeneinheiten der oben erläuterten Art umfasst, die jeweils in einer Zylinderaussparung eines (ein- oder mehrteilig ausgebildeten) Hochdruckpumpengehäuses eingebaut sind und beispielsweise mittels einer ebenfalls in diesem Gehäuse angeordneten, drehbar gelagerten Antriebswelle (z. B. Nockenwelle) betrieben werden. Die Pumpeneinheiten können hierbei in einer gemeinsamen Radialebene (bezüglich der Antriebswelle) , oder in verschiedenen solchen Radialebenen angeordnet sein. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:In a preferred embodiment of a high-pressure pump is provided that it comprises at least two pump units of the type described above, which are each incorporated in a cylinder recess of a (single or multi-part) high-pressure pump housing and for example by means of a likewise arranged in this housing, rotatably mounted drive shaft ( eg camshaft). The pump units can in this case be arranged in a common radial plane (with respect to the drive shaft), or in different such radial planes. The invention will be further described by means of an embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:
Fig. 1 eine Pumpeneinheit gemäß eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht; und1 shows a pump unit according to an embodiment of the invention in a perspective view. and
Fig. 2 einen Schnitt durch die Pumpeneinheit von Fig. 1.2 shows a section through the pump unit of Fig. 1st
Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Pumpeneinheit ("Pumpenzylinder") zur Verwendung (Einbau) bei einer Hochdruckpumpe. Eine derartige Hochdruckpumpe kann beispielsweise zur Kraftstoffversorgung bei einem Hochdruck- Speichereinspritzsystem, wie z. B. bei einem Common-Rail- Einspritzsystem für Dieselkraftstoffe, vorgesehen sein.Fig. 1 shows a generally designated 10 pump unit ("pump cylinder") for use (installation) in a high-pressure pump. Such a high-pressure pump, for example, for fuel supply in a high-pressure accumulator injection system, such. B. in a common rail injection system for diesel fuels, may be provided.
Die betreffende Hochdruckpumpe kann eine einzige Pumpeneinheit 10 oder eine Mehrzahl solcher Pumpeneinheiten 10 umfas- sen (z. B. zwei oder drei Pumpeneinheiten, die in einer gemeinsamen Radialebene einer Mehrzylinder-Radialkolbenpumpe angeordnet sind) .The high-pressure pump in question may comprise a single pump unit 10 or a plurality of such pump units 10 (eg two or three pump units arranged in a common radial plane of a multi-cylinder radial piston pump).
Die Pumpeneinheit 10 umfasst ein Gehäuse 11, in dem ein Pum- penkolben 12 in einem Zylinderraum 13 axialbeweglich gelagert ist, wie nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 2 noch näher erläutert. Der Pumpenkolben 12 wird im Pumpenbetrieb über einen am Pumpkolbenfuß (einstückig oder separat) angeordneten Stößel 14 angetrieben, der wiederum beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) "Exzentertriebs" angetrieben sein kann .The pump unit 10 comprises a housing 11, in which a pump piston 12 is axially movably mounted in a cylinder chamber 13, as explained in more detail below in connection with FIG. 2. The pump piston 12 is driven in pump operation via a plunger 14 arranged on the pump piston foot (in one piece or separately), which in turn can be driven, for example, by means of an "eccentric drive" (not shown).
Für einen solchen Exzentertrieb kommen ganz allgemein verschiedene konstruktive Varianten in Betracht, beispielsweise ein Kurbeltrieb, bei welchem ein Exzenterabschnitt einer drehangetriebenen Pumpenantriebswelle gelenkig mit einem Ende einer Pleuelstange verbunden ist, deren anderes Ende gelenkig mit dem Pumpenkolbenfuß verbunden ist. Eine andere Variante sieht vor, dass ein den Exzenterabschnitt umgreifender Hubring den Pumpenkolbenfuß entgegen einer rückstellenden Federvorbelastung in Radialrichtung antreibt. Auch kann ein RoI- lenstösseltrieb vorgesehen sein, bei welchem eine im Bereich des Pumpenkolbenfußes drehbar gelagerte Stösselrolle am Ex- zenterabschnitt ("Nocken") der Antriebswelle abrollt.For such an eccentric drive quite different constructive variants come into consideration, for example a crank mechanism in which an eccentric portion of a rotary driven pump drive shaft is pivotally connected to one end of a connecting rod, the other end of which is pivotally connected to the Pumpenkolbenfuß. Another variant provides that a cam ring encompassing the eccentric section drives the pump piston foot counter to a resetting spring preload in the radial direction. A roller-tappet drive can also be provided, in which a tappet roller rotatably mounted in the region of the pump piston foot rolls on the eccentric section ("cam") of the drive shaft.
Der dargestellte Pumpenkolben 12 kann z. B. von einer (nicht dargestellten) Nockenwelle betätigt sein, von welcher eine oder mehrere Nocken (Exzenterabschnitte) den Pumpenkolbenfuß bzw. Stößel 14 in Pumphubrichtung (in Fig. 2 nach oben) belasten, wobei die Rückstellung des Pumpenkolbens 12 durch eine (nicht dargestellte) auf den Stößel 14 wirkende Rückstellfeder bewerkstelligt sein kann.The illustrated pump piston 12 may, for. Example, be actuated by a (not shown) camshaft from which one or more cams (eccentric) the Pumpenkolbenfuß or plunger 14 in Pumphubrichtung (in Fig. 2 upward) load, the provision of the pump piston 12 by a (not shown ) may be accomplished on the plunger 14 acting return spring.
Weiterhin umfasst die Pumpeneinheit 10 einen Stutzen 26, über den ausgangsseitig eine hochdruckfeste Strömungsverbindung zu einem Hochdruckspeicher herstellbar ist. Die Versorgung der Pumpeneinheit 10 mit Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich (z. B. 1-2 bar) bzw. seitens einer Vorpumpe ist nicht darge- stellt.Furthermore, the pump unit 10 comprises a nozzle 26, via the output side of which a high-pressure-resistant flow connection to a high-pressure accumulator can be produced. The supply of the pump unit 10 with fuel from a low-pressure range (eg 1-2 bar) or from a backing pump is not shown.
Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt durch die Pumpeneinheit 10 der Fig. 1. Im Zylindergehäuse 11 ist ein Zylinderraum 13 ausgebildet, in dem sich der Pumpenkolben 12 axial bewegen kann, d.h. gemäß der Darstellung von oben nach unten und umgekehrt, wobei der Pumpenkolben 12 hierbei alternierend einen oberen Totpunkt und einen unteren Totpunkt erreicht. In der gezeigten Darstellung befindet sich der Pumpenkolben 12 am unteren Totpunkt. Der Pumpenkolben 12 ist mit dem Stößel 14 ausgebildet bzw. versehen, der seinerseits in einem hohlzy- lindrischen Führungsbereich 15 des Zylindergehäuses 11 gleitend aufgenommen ist.In the cylinder housing 11, a cylinder chamber 13 is formed, in which the pump piston 12 can move axially, ie as shown from top to bottom and vice versa, wherein the pump piston 12 in this case alternately reaches a top dead center and bottom dead center. In the illustration shown, the pump piston 12 is at bottom dead center. The pump piston 12 is connected to the plunger 14 formed or provided, which in turn is slidably received in a hollow cylindrical guide portion 15 of the cylinder housing 11.
Der Zylinderraum 13 wird über ein Saugventil 17 mit Kraftstoff gefüllt, während sich der Pumpenkolben 12 im Saughub befindet, d.h. sich gemäß der Darstellung nach unten bewegt.The cylinder space 13 is filled with fuel via a suction valve 17 while the pump piston 12 is in the suction stroke, i. moves down as shown.
Das Saugventil 17 befindet sich an der Stirnseite des Zylin- derraums 13. Das Saugventil 17 ist als Tellerventil bzw.The suction valve 17 is located on the front side of the cylinder chamber 13. The suction valve 17 is designed as a poppet valve or
Sitzventil ausgebildet und umfasst einen axial beweglichen Ventilkörper 18, der als Tellerstößel mit einem Ventilschaft 19 und einem hieran angeordneten Ventilteller 20 ausgebildet ist .Seat valve formed and includes an axially movable valve body 18 which is formed as a plate tappet with a valve stem 19 and a valve disc 20 arranged thereon.
Der Ventilschaft 19 des Saugventils 17 ist unmittelbar im Zylindergehäuse 11 gelagert, wozu das Zylindergehäuse 11 eine korrespondierende Bohrung aufweist, deren Mantelfläche die Lagerfläche für den Ventilschaft 19 ausbildet. Die Bohrung bzw. deren Mantelfläche kann entsprechend hergerichtet sein, und weist insbesondere eine geeignete Rautiefe auf. Alternativ und/oder ergänzend ist es auch möglich, zwischen dem Ventilschaft 19 und der Bohrung im Zylindergehäuse 11 eine Lagerbuchse, wie insbesondere eine Gleitbuchse, einzusetzen.The valve stem 19 of the suction valve 17 is mounted directly in the cylinder housing 11, to which the cylinder housing 11 has a corresponding bore whose lateral surface forms the bearing surface for the valve stem 19. The bore or its lateral surface can be prepared accordingly, and in particular has a suitable surface roughness. Alternatively and / or additionally, it is also possible to use a bearing bush, in particular a sliding bush, between the valve stem 19 and the bore in the cylinder housing 11.
Der Ventilteller 20 des Ventilkörpers 18 dichtet gegen eine unmittelbar im Zylindergehäuse 11 ausgebildete Dichtfläche ab. Diese Dichtfläche kann, ebenso wie die Lagefläche für den Ventilschaft 19, hergerichtet sein, und weist z. B. eine ge- eignete, d.h. insbesondere geringe Rauhtiefe auf. Weiterhin kann diese Dichtfläche gesondert gehärtet sein, um deren Verschleißanfälligkeit zu reduzieren. Alternativ kann die Dichtfläche beispielsweise auch als ringförmiges separates Einsetzteil ausgebildet sein, das im Zylindergehäuse 11 angeord- net ist. Die Rückstellung des Ventilkörpers 18 zum Ende desThe valve disk 20 of the valve body 18 seals against a sealing surface formed directly in the cylinder housing 11. This sealing surface can, as well as the location surface for the valve stem 19, be prepared, and has z. B. a suitable, ie in particular low surface roughness. Furthermore, this sealing surface can be hardened separately to reduce their susceptibility to wear. Alternatively, the sealing surface can for example also be designed as an annular, separate insert part, which is arranged in the cylinder housing 11. is net. The provision of the valve body 18 to the end of the
Saughubs des Pumpenkolbens 12 erfolgt durch eine Ventilfeder 20.Suction of the pump piston 12 is effected by a valve spring 20th
Im Stand der Technik ist ein Saugventil als separate Baueinheit ausgebildet. Infolge der hier gezeigten und beschriebenen integrierten Ausführung des Saugventils 17 sind jedoch aufwändige Dichtmaßnahmen und Befestigungsmaßnahmen für das Saugventil nicht mehr erforderlich. Zudem ergibt sich im Ge- samten ein kompakter und robuster Aufbau der Pumpeneinheit 10.In the prior art, a suction valve is designed as a separate unit. Due to the integrated design of the suction valve 17 shown and described here, however, complex sealing measures and fastening measures for the suction valve are no longer necessary. In addition, the overall result is a compact and robust construction of the pump unit 10.
Die Pumpeneinheit 10 umfasst weiterhin ein Druckventil 22, welches als Einsetzteil ausgebildet ist. Alternativ kann das Druckventil 22 auch in vergleichbarer Weise zum Saugventil 17 ausgebildet sein, wie oben erläutert. Auch kann nur das Druckventil 22 in vergleichbarer Weise zum oben erläuterten Saugventil 17 ausgebildet sein. Über das Druckventil 22 wird der Kraftstoff mit Hochdruck (z. B. mehr als 2000 bar) aus dem Zylinderraum 13 ausgeleitet bzw. abgeleitet, während sich der Pumpenkolben 22 im Arbeitshub befindet, d.h. gemäß der Darstellung von unten nach oben bewegt wird.The pump unit 10 further comprises a pressure valve 22, which is designed as an insert part. Alternatively, the pressure valve 22 may be formed in a similar manner to the suction valve 17, as explained above. Also, only the pressure valve 22 may be formed in a similar manner to the above-explained suction valve 17. The high-pressure fuel (eg, more than 2000 bar) is discharged from the cylinder space 13 via the pressure valve 22 while the pump piston 22 is in the working stroke, i. is moved from the bottom up as shown.
Das Druckventil 22 befindet sich am Strömungsende eines Hoch- druckkanals 23, der im dargestellten Ausführungsbeispiel orthogonal geradlinig vom Zylinderraum 13 abgeht. Der Hochdruckkanal 23 weist in seiner axialen Richtung eine relativ geringe Längserstreckung auf, womit der Abstand zwischen der Mantelwand des Zylinderraums 13 und dem Druckventil 22 ge- meint ist. Hieraus ergeben sich günstige Strömungsverhältnisse für den unter Hochdruck stehenden Kraftstoff.The pressure valve 22 is located at the flow end of a high-pressure channel 23, which in the illustrated embodiment is orthogonal straight from the cylinder chamber 13. The high-pressure passage 23 has a relatively small longitudinal extension in its axial direction, which means the distance between the jacket wall of the cylinder chamber 13 and the pressure valve 22. This results in favorable flow conditions for the fuel under high pressure.
Weiterhin resultiert hieraus ein geringes Totvolumen, welches im Hochdruckkanal 23 verbleibt, obwohl der Pumpenkolben 12 bereits seinen oberen Totpunkt erreicht hat. Dadurch kann derFurthermore, this results in a small dead volume, which remains in the high pressure passage 23, although the pump piston 12th has already reached its top dead center. This allows the
Wirkungsgrad der Pumpeneinheit 10 bzw. der Hochdruckpumpe signifikant verbessert werden. Dem Totvolumen kann im übrigen auch das verbleibende Volumen im Zylinderraum 13 zugerechnet werden, wenn sich der Pumpenkolben 12 am oberen Totpunkt befindet .Efficiency of the pump unit 10 and the high-pressure pump can be significantly improved. The dead volume can be attributed, moreover, the remaining volume in the cylinder chamber 13 when the pump piston 12 is at top dead center.
Der Hochdruckkanal 23 geht in unmittelbarer Nähe zur Stirnseite des Zylinderraums 13 bzw. in unmittelbarer Nähe zum Saugventil 17 seitlich von der Mantelfläche des Zylinderraums 13 ab. Hierbei kann durchaus der Fall eintreten, dass der Ventilteller 20 des Ventilkörpers 18 während der Öffnungsbewegung des Saugventils 17 die Eintrittsöffnung zum Hochdruckkanal 23 zumindest teilweise überfährt bzw. überdeckt.The high pressure passage 23 is in the immediate vicinity of the end face of the cylinder chamber 13 and in the immediate vicinity of the suction valve 17 laterally from the lateral surface of the cylinder chamber 13 from. This may well be the case that the valve disc 20 of the valve body 18 during the opening movement of the suction valve 17, the inlet opening to the high pressure passage 23 at least partially passes over or covered.
Das Druckventil 22 öffnet selbstständig, wenn der Druck im Zylinderraum 13 infolge der Hubbewegung des Pumpenkolbens 13 ein definiertes Druckniveau übersteigt. Im dargestellten Beispiel umfasst das Druckventil 22 einen bewegbaren Ventilkör- per 24, der über eine Ventilfeder 25 vorgespannt ist und das Ventil durch seine Bewegung entgegen der Federkraft öffnen kann. Der Ventilkörper 24 ist derart angeordnet, dass sich im Hochdruckkanal 23 und im Druckventil 22 nahezu optimale Strömungsverhältnisse für den unter Hochdruck stehenden Kraft- Stoff ausbilden können. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass Umlenkungen im Strömungspfad weitgehend vermieden sind. Auch hierdurch wird der Wirkungsgrad der Pumpeneinheit 10 bzw. der damit ausgestatteten Hochdruckpumpe deutlich verbessert .The pressure valve 22 opens automatically when the pressure in the cylinder chamber 13 due to the lifting movement of the pump piston 13 exceeds a defined pressure level. In the illustrated example, the pressure valve 22 comprises a movable valve body 24, which is biased by a valve spring 25 and can open the valve by its movement against the spring force. The valve body 24 is arranged such that in the high-pressure passage 23 and in the pressure valve 22 almost optimal flow conditions can be formed for the fuel under high pressure. This is achieved in particular by deflections in the flow path being largely avoided. This also significantly improves the efficiency of the pump unit 10 or the high-pressure pump equipped therewith.
Das Druckventil 22 ist als Baueinheit in eine seitliche Einbuchtung des Zylindergehäuses 11 eingesetzt. Hierzu weist das Zylindergehäuse 11 eine gestufte Bohrung auf, die von außen nach innen einen Gewindeabschnitt und einen Passabschnitt um- fasst, wobei das Druckventil 22 im Passabschnitt dieser Bohrung positioniert ist. Die Bohrungsachse der gestuften Bohrung fällt mit der Längserstreckungsachse des Hochdruckkanals 23 zusammen.The pressure valve 22 is used as a structural unit in a lateral recess of the cylinder housing 11. For this purpose, the cylinder housing 11 has a stepped bore which, from the outside to the inside, has a threaded section and a fitting section. sums, wherein the pressure valve 22 is positioned in the fitting portion of this bore. The bore axis of the stepped bore coincides with the longitudinal axis of the high pressure passage 23.
Im Gewindeabschnitt der gestuften Bohrung ist ein Stutzen bzw. Hochdruckstutzen 26 eingeschraubt. Der Stutzen 26 arretiert und hält das Druckventil 22 in dessen Position. Gleichfalls ist über einen im Stutzen 26 ausgebildeten Strömungska- nal 27 eine Hochdruck-Strömungsverbindung zu einem nicht gezeigten Hochdruckspeicher (Rail) hergestellt bzw. herstellbar. Hierzu weist der Stutzen 26 auch an seinem vom Zylindergehäuse 11 abgewandten axialen Ende einen Gewindeabschnitt auf, der in einen korrespondierenden Anschluss des Hochdruck- Speichers bzw. einer dorthin führenden Leitungsverbindung einschraubbar ist. In the threaded portion of the stepped bore a nozzle or high-pressure pipe 26 is screwed. The nozzle 26 is locked and holds the pressure valve 22 in its position. Likewise, a high-pressure flow connection to a high-pressure accumulator (rail), not shown, is produced or producible via a flow channel 27 formed in the connecting piece 26. For this purpose, the nozzle 26 also at its axial end remote from the cylinder housing 11 has a threaded portion which can be screwed into a corresponding connection of the high-pressure accumulator or a line connection leading thereto.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Pumpeneinheit10 pump unit
11 Zylindergehäuse 12 Pumpenkolben11 cylinder housing 12 pump piston
13 Zylinderraum13 cylinder space
14 Stößel14 pestles
15 Führungsbereich 17 Saugventil 18 Ventilkörper15 Guide area 17 Suction valve 18 Valve body
19 Ventilschaft19 valve stem
20 Ventilteller20 valve plates
21 Ventilfeder21 valve spring
22 Druckventil 23 Hochdruckkanal22 pressure valve 23 high-pressure channel
24 Ventilkörper24 valve body
25 Ventilfeder25 valve spring
26 Stutzen26 nozzles
27 Strömungskanal 27 flow channel

Claims

Patentansprüche claims
1. Pumpeneinheit (10) für eine Hochdruckpumpe zur Kraft- stoffhochdruckerzeugung für ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Common- Rail-Einspritzsystem, umfassend:1. Pump unit (10) for a high-pressure pump for high-pressure fuel production for a fuel injection system of an internal combustion engine, in particular for a common rail injection system, comprising:
ein Zylindergehäuse (11) mit einem Zylinderraum (13), in dem ein Pumpenkolben (12) axialbeweglich gelagert ist,a cylinder housing (11) with a cylinder chamber (13) in which a pump piston (12) is mounted axially movable,
wenigstens ein Saugventil (17), über das dem Zylinderraum (13) Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich zugeführt wird, undat least one suction valve (17) via which the cylinder chamber (13) fuel is supplied from a low pressure region, and
wenigstens ein Druckventil (22), über das der komprimierte Kraftstoff aus dem Zylinderraum (13) in einen Hochdruckbereich abgeleitet wird,at least one pressure valve (22), via which the compressed fuel is discharged from the cylinder chamber (13) into a high-pressure region,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
das Saugventil (17) und/oder das Druckventil (22) weitgehend integriert mit dem Zylindergehäuse (11) ausgebildet ist, wozu wenigstens ein Ventilkörper (18, 24) des Saugventils (17) und/oder des Druckventils (22) im Zylinder- gehäuse (11) der Pumpeneinheit (10) gelagert ist.the suction valve (17) and / or the pressure valve (22) is formed largely integrated with the cylinder housing (11), including at least one valve body (18, 24) of the suction valve (17) and / or the pressure valve (22) in the cylinder housing (11) of the pump unit (10) is mounted.
2. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18, 24) des Saugventils (17) und/oder des Druckventils (22) gegen eine im Zylinderge- häuse (11) ausgebildete Dichtfläche abdichtet.Second pump unit (10) according to claim 1, characterized in that the valve body (18, 24) of the suction valve (17) and / or the pressure valve (22) seals against a housing in the cylinder (11) formed sealing surface.
3. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche des Saugventils (17) an der Stirnseite des Zylinderraums (13) angeordnet ist. 3. pump unit (10) according to claim 2, characterized in that the sealing surface of the suction valve (17) on the end face of the cylinder chamber (13) is arranged.
4. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugventil (17) als Tellerventil ausgebildet ist und dessen Ventilkörper (18) mittels eines Ventilschafts (19) unmittelbar oder mittelbar im Zy- lindergehäuse (11) gelagert und/oder geführt ist.4. Pump unit (10) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the suction valve (17) is designed as a poppet valve and the valve body (18) by means of a valve stem (19) directly or indirectly in the cylinder housing (11) stored and / or is guided.
5. Pumpeneinheit (10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (17) am Ende eines Hochdruckkanals (23) angeordnet ist, der vom Zylinderraum (13) abgeht und sich in einer Richtung quer und vorzugsweise orthogonal zur Bewegungsachse des Pumpenkolbens (12) durch das Zylindergehäuse (11) erstreckt.5. Pump unit (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure valve (17) is arranged at the end of a high-pressure channel (23) which extends from the cylinder chamber (13) and in a direction transversely and preferably orthogonal to the axis of movement of the Pump piston (12) through the cylinder housing (11) extends.
6. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, dass der Hochdruckkanal (23) im wesentlichen eine gerade Längserstreckung und bevorzugt eine kreisförmige Querschnittsfläche aufweist.6. Pump unit (10) according to claim 5, characterized marked, that the high-pressure channel (23) has a substantially straight longitudinal extent and preferably a circular cross-sectional area.
7. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Hochdruckkanal (23) nahe der7. Pump unit (10) according to claim 5 or 6, character- ized in that the high pressure passage (23) near the
Stirnseite des Zylinderraums (13) von diesem abgeht.Front side of the cylinder chamber (13) from this.
8. Pumpeneinheit (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Hochdruckkanals (23) vom Zylinderraum (13) bis zum Druckventil (22) weniger als das dreifache des Pumpenkolbendurchmessers beträgt, bevorzugt weniger als das zweifache des Pumpenkolbendurchmessers beträgt und insbesondere weniger als der Pumpenkolbendurchmesser beträgt.8. Pump unit (10) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the length of the high-pressure channel (23) from the cylinder chamber (13) to the pressure valve (22) is less than three times the Pumpenkolbendurchmessers, preferably less than twice the Pump piston diameter is and in particular is less than the pump piston diameter.
9. Pumpeneinheit (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (22) einen federbelasteten Ventilkörper (24) umfasst und die lineare Bewegungsachse dieses Ventilkörpers (24) zur Längserstre- ckungsrichtung des Hochdruckkanals (23) parallel ist oder mit dieser zusammenfällt.9. Pump unit (10) according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the pressure valve (22) comprises a spring-loaded valve body (24) and the linear axis of movement of this valve body (24) for Längserstre- ckungsrichtung of the high-pressure channel (23) is parallel or coincident with this.
10. Pumpeneinheit (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ge- kennzeichnet durch ein Verhältnis von Pumpenkolbenhubvo- lumen zu Totvolumen, welches größer 1 ist, bevorzugt größer 2 ist und insbesondere größer 3 ist.10. Pump unit (10) according to one of claims 5 to 9, characterized by a ratio of Pumpenkolbenhubvo- lumen to dead volume, which is greater than 1, preferably greater than 2 and in particular greater than 3.
11. Pumpeneinheit (10) nach einem der vorausgehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (22) als Einsetzteil ausgebildet und in das Zylindergehäuse (11) von außen eingesetzt ist.11. Pump unit (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure valve (22) is designed as an insert part and inserted into the cylinder housing (11) from the outside.
12. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- net, dass das Einsetzteil in einer gestuften Bohrung im12. Pump unit (10) according to claim 11, characterized marked, that the insert part in a stepped bore in
Zylindergehäuse (11) eingesetzt ist, wobei diese gestufte Bohrung bevorzugt von außen nach innen einen Gewindeabschnitt und einen Passabschnitt umfasst und insbesondere die Bohrungsachse mit der Längserstreckungsachse des Hochdruckkanals (23) zusammenfällt.Cylinder housing (11) is inserted, said stepped bore preferably from outside to inside a threaded portion and a fitting portion and in particular the bore axis coincides with the longitudinal axis of the high pressure passage (23) coincides.
13. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (22) von einem in das Zylindergehäuse (11) eingeschraubten Stutzen (26) in sei- ner Position gehalten ist.13. Pump unit (10) according to claim 11 or 12, characterized in that the pressure valve (22) by a in the cylinder housing (11) screwed connecting piece (26) is held in its position.
14. Pumpeneinheit (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Strömungskanals (27) in dem Stutzen (26) über diesen eine Hochdruck-Strömungsverbindung zu einem Hochdruckspeicher des Kraftstoffeinspritzsystems herstellbar ist.14. Pump unit (10) according to claim 13, characterized in that by means of a flow channel (27) in the nozzle (26) via this a high-pressure flow connection to a high-pressure accumulator of the fuel injection system can be produced.
15. Hochdruckpumpe, umfassend wenigstens eine Pumpeneinheit15. High-pressure pump, comprising at least one pump unit
(10) nach einem der vorausgehenden Ansprüche. (10) according to any one of the preceding claims.
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