(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、特に自動車用の内燃機関のためのポンプ装置（１１）であって、
前記内燃機関の第１の噴射装置（１４）に燃料を供給するための高圧燃料ポンプ（１０）と、
前記高圧燃料ポンプ（１０）に低圧燃料ポンプ（２８）からの燃料を供給可能である少なくとも１つの低圧入口（３１）と、
前記低圧燃料ポンプ（２８）を用いて吐出されかつ前記低圧入口（３１）を介して前記高圧燃料ポンプ（１０）に供給された当該高圧燃料ポンプ（１０）からの燃料を案内するための少なくとも１つの低圧出口（３７）と、
前記低圧燃料ポンプ（２８）を用いて吐出される燃料を、前記第１の噴射装置（１４）に対して付加的に設けられた第２の噴射装置（２０）に案内するための少なくとも１つの低圧ポート（３９）と、を備えているポンプ装置（１１）において、
前記低圧出口（３７）を通流する燃料を、前記高圧燃料ポンプ（１０）の上流側で前記低圧燃料ポンプ（２８）から混合領域（６４）に供給された燃料と混合するための少なくとも１つの混合領域（６４）が設けられており、
前記低圧ポート（３９）は、前記混合領域（６４）に流体連通され、前記低圧入口（３１）は、前記混合領域（６４）からの燃料を供給可能であることを特徴とする、ポンプ装置（１１）。
【請求項２】
前記低圧ポート（３９）は、前記混合領域（６４）からの燃料を供給可能である、請求項１記載のポンプ装置（１１）。
【請求項３】
前記高圧燃料ポンプ（１０）は、燃料を前記第１の噴射装置（１４）に吐出するための吐出要素（４４）と、前記吐出要素の移動によってその容積が可変である圧縮チャンバ（５２）と、前記吐出要素（４４）の前記圧縮チャンバ（５２）とは反対側に配置されかつ前記吐出要素（４４）の移動によってその容積が可変である、前記圧縮チャンバ（５２）からの燃料を収集するための収集チャンバ（６２）と、を有しており、前記低圧入口（３１）を通流する燃料の少なくとも一部は、該低圧入口（３１）から前記圧縮チャンバ（５２）をバイパスして前記収集チャンバ（６２）に流れ、該収集チャンバ（６２）を通流した後で、前記低圧出口（３７）を通って前記混合領域（６４）に流れる、請求項１または２記載のポンプ装置（１１）。
【請求項４】
前記混合領域（６４）は、該混合領域（６４）を前記低圧出口（３７）に流体連通させかつ前記低圧出口（３７）を通流する燃料を供給可能である少なくとも１つの第１の供給開口部（７６）と、前記高圧燃料ポンプ（１０）の上流側で前記混合領域（６４）に前記低圧燃料ポンプ（２８）からの燃料を供給可能である少なくとも１つの第２の供給開口部（７８）と、前記混合領域（６４）からの燃料が前記低圧入口（３１）に供給可能である少なくとも１つの第１の導出開口部（８０）と、前記低圧ポート（３９）を前記混合領域（６４）に流体連通させる少なくとも１つの第２の導出開口部（８２）と、を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のポンプ装置（１１）。
【請求項５】
前記第２の導出開口部（８２）は、該第２の供給開口部（７８）から前記第１の導出開口部（８０）への燃料の流れ方向に関して、前記第１の供給開口部（７６）の上流側に配置されている、請求項４記載のポンプ装置（１１）。
【請求項６】
前記第２の導出開口部（８２）は、該第２の供給開口部（７８）から前記第１の導出開口部（８０）への燃料の流れ方向に関して、前記第１の導出開口部（８０）の上流側、前記第２の供給開口部（７８）の下流側、および前記第１の供給開口部（７６）の下流側に配置されている、請求項４または５記載のポンプ装置（１１）。
【請求項７】
前記第１の供給開口部（７６）は、前記第２の供給開口部（７８）から前記第１の導出開口部（８０）への燃料の流れ方向に関して、前記第２の導出開口部（８２）の上流側および前記第２の供給開口部（７８）の上流側に配置されている、請求項６記載のポンプ装置（１１）。
【請求項８】
前記供給開口部（７６，７８）のうちの少なくとも１つおよび／または前記導出開口部（８０，８２）のうちの少なくとも１つは、弁要素（８６，８８）、特に逆止弁（８６，８８）が配置されかつ燃料が通流可能である管路（３２，４２，６８，７２）内に開口している、請求項４から７までのいずれか１項記載のポンプ装置（１１）。
【請求項９】
前記混合領域（６４）の内周面側は、少なくとも部分的に、特に少なくとも概ね球状に形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のポンプ装置（１１）。
【請求項１０】
前記混合領域（６４）は、平行四辺形または矩形の断面を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のポンプ装置（１１）。
【請求項１１】
前記低圧ポート（３９）は、前記低圧燃料ポンプ（２８）を用いて吐出され前記低圧入口（３１）を介して前記高圧燃料ポンプ（１０）に供給され前記低圧出口（３７）を通流する燃料の少なくとも一部が、前記ポンプ装置（１１）から離れて前記第２の噴射装置（２０）に案内されるように構成されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のポンプ装置（１１）。
【請求項１２】
内燃機関、特に自動車用の内燃機関に燃料を供給するための燃料供給装置（１２）であって、
燃料直接噴射を生じさせるための第１の噴射装置（１４）と、
前記第１の噴射装置（１４）に対して付加的に設けられかつ燃料吸気管噴射を生じさせるための第２の噴射装置（２０）と、
前記第１の噴射装置（１４）に燃料を供給するための高圧燃料ポンプ（１０）を有しているポンプ装置（１１）と、
前記高圧燃料ポンプ（１０）に燃料を吐出するための低圧燃料ポンプ（２８）と、を備え、
前記高圧燃料ポンプ（１０）は、
当該高圧燃料ポンプ（１０）に前記低圧燃料ポンプ（２８）からの燃料を供給可能である少なくとも１つの低圧入口（３１）と、
前記低圧燃料ポンプ（２８）を用いて吐出されかつ前記低圧入口（３１）を介して前記高圧燃料ポンプ（１０）に供給された当該高圧燃料ポンプ（１０）からの燃料を案内するための少なくとも１つの低圧出口（３７）と、
前記低圧燃料ポンプ（２８）を用いて吐出される燃料を前記第２の噴射装置（２０）に案内するための少なくとも１つの低圧ポート（３９）と、を有している、燃料供給装置（１２）において、
前記低圧出口（３７）を通流する燃料を、前記高圧燃料ポンプ（１０）の上流側で前記低圧燃料ポンプ（２８）から混合領域（６４）に供給された燃料と混合するための少なくとも１つの混合領域（６４）が設けられており、
前記低圧ポート（３９）は、前記混合領域（６４）に流体連通され、前記低圧入口（３１）は、前記混合領域（６４）からの燃料を供給可能であることを特徴とする、燃料供給装置（１２）。
【請求項１３】
混合装置（８４）、特に自動車用の混合装置（８４）であって、
少なくとも１つの第１の流体流を、少なくとも１つの第２の流体流と混合するための少なくとも１つの混合領域（６４）と、
前記第１の流体流を、前記混合領域（６４）に供給可能である少なくとも１つの第１の入口（７６）と、
前記第２の流体流を、前記混合領域（６４）に供給可能である少なくとも１つの第２の入口（７８）と、
流体を、前記混合領域（６４）から導出するための少なくとも１つの第１の出口（８０）と、
前記流体を、前記混合領域（６４）から導出するための少なくとも１つの第２の出口（８２）と、を備え、
前記第２の出口（８２）は、該第２の入口（７８）から前記第１の出口（８０）への
前記流体の流れ方向に関して、前記第１の入口（７６）の上流側に配置されている、混合装置（８４）。
【請求項１４】
前記混合領域（６４）は、内周面側の少なくとも部分領域において、矩形、平行四辺形および／または弓形、特に円形の断面を有している、請求項１３記載の混合装置（８４）。
【請求項１５】
請求項１から１１までのいずれか１項記載の少なくとも１つのポンプ装置（１１）および／または請求項１２記載の燃料供給装置（１２）、および／または、請求項１３または１４記載の少なくとも１つの混合装置を備えた車両、特に自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車用の、請求項１の上位概念によるポンプ装置、請求項１２の上位概念による燃料供給装置、ならびに混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなポンプ装置、ならびにそのような内燃機関、特に自動車用の内燃機関のための燃料供給装置は、例えば米国特許出願公開第２０１２／０３１２２７８号明細書から既に公知である。燃料供給装置は、内燃機関に燃料を、特に液体燃料を供給するのに用いられている。燃料供給装置は、燃料直接噴射を生じさせるための第１の噴射装置を備える。このことは、内燃機関が少なくとも１つの燃焼室を有し、この燃焼室内に第１の噴射装置を用いて燃料を直接噴射できることを意味する。
【０００３】
燃料供給装置は、第１の噴射装置に対してさらに付加的に設けられた、燃料吸気管噴射を生じさせるための第２の噴射装置を備える。吸気管噴射とも称される燃料吸気管噴射の枠内では、燃料は、燃焼室の上流側に配置された箇所において内燃機関にもたらされ、特に噴射される。この箇所は、例えば、空気が通流可能である内燃機関の吸気管内に配置され、ここでは内燃機関の吸気バルブの上流側に配置される。
【０００４】
さらに、燃料供給装置は、第１の噴射装置に燃料を供給可能である前述の高圧燃料ポンプを備える。このことは、燃料が高圧燃料ポンプを用いて第１の噴射装置に吐出されることを意味する。さらに、燃料供給装置は、高圧燃料ポンプに燃料を吐出するための低圧燃料ポンプを備える。この低圧燃料ポンプを用いることにより、燃料は、例えば第１の圧力で吐出される。換言すれば、低圧燃料ポンプを用いて吐出される燃料の第１の圧力は、低圧燃料ポンプを用いて生じる。
【０００５】
高圧燃料ポンプを用いることにより、燃料は、例えば第１の圧力よりも高い第２の圧力で吐出される。換言すれば、高圧燃料ポンプを用いて、例えば、第１の圧力よりも高い、燃料の第２の圧力が生じている。これにより例えば、第１の噴射装置に、第１の圧力よりも高い第２の圧力で供給することが可能となり、第２の噴射装置に第１の圧力で供給することが可能である。
【０００６】
高圧燃料ポンプは、当該高圧燃料ポンプに低圧燃料ポンプからの燃料を供給可能である少なくとも１つの低圧入口を備えている。このことは、低圧燃料ポンプを用いて吐出された燃料の少なくとも一部が、低圧入口を介して高圧燃料ポンプに供給されることを意味する。
【０００７】
さらに、高圧燃料ポンプは、低圧燃料ポンプを用いて吐出されかつ低圧入口を介して高圧燃料ポンプに供給された当該高圧燃料ポンプからの燃料を案内するための少なくとも１つの低圧出口を備えている。このことは、低圧入口を介して高圧燃料ポンプに流入する燃料の少なくとも一部が、低圧出口を介して高圧燃料ポンプから流出するか、または高圧燃料ポンプから導出することができることを意味する。この場合例えば、低圧出口を通流する燃料は、低圧燃料ポンプを用いて生じた第１の圧力を有する。これにより、例えば低圧出口を通流する燃料は、高圧燃料ポンプを用いて圧縮されない。
【０００８】
その上さらに、このポンプ装置は、低圧燃料ポンプを用いて吐出される燃料を、第１の噴射装置に対して付加的に設けられた第２の噴射装置に案内するための少なくとも１つの低圧ポートを備えている。このことは、例えば第１の圧力を有する燃料が低圧ポートを用いて第２の噴射装置に案内可能であることを意味する。これにより、第２の噴射装置には、低圧ポートを介して、特に第１の圧力を有する燃料を供給可能である。
【０００９】
さらに、国際公開第２０１２／００４０８４号には、少なくとも１つの低圧噴射装置に対して少なくとも間接的に吐出する低圧吐出装置を備えた内燃機関用の燃料システムが開示されている。さらに、この燃料システムは、駆動領域と吐出領域とを有し、少なくとも１つの高圧噴射装置に対して少なくとも間接的に吐出する、燃料用の高圧吐出装置を備えている。ここでは、まず燃料が、低圧吐出装置から高圧吐出装置の駆動領域に吐出され、そこからさらに低圧噴射装置および／または高圧吐出装置の吐出領域に吐出されることが想定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、特に好ましい流体供給が実現可能である、ポンプ装置、燃料供給装置、ならびに混合装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、請求項１の特徴を有するポンプ装置と請求項１２の特徴を有する燃料供給装置と、請求項１３の特徴を有する混合装置とによって解決される。本発明の合目的な発展形態を有する好ましい実施形態は、残りの請求項に記載されている。
【００１２】
請求項１の上位概念に記載された形式のポンプ装置を、特に好ましい流体供給が、とりわけ流体を表す燃料の内燃機関への特に好ましい供給が実現可能であるようにさらに開発するために、本発明によれば、低圧出口を通流する燃料を、低圧入口の上流側で、ひいては高圧燃料ポンプの上流側で低圧燃料ポンプから混合領域に供給された燃料と混合するための少なくとも１つの混合領域が設けられる。ここでは低圧ポートは、混合領域に流体連通され、低圧入口は、混合領域からの燃料を供給可能である。
【００１３】
したがって、この混合領域は、低圧入口と低圧ポートとに流体連通され、これによって混合領域には、低圧出口を通流する燃料の少なくとも一部が供給され、または供給可能である。この燃料に対して付加的に、この混合領域には、低圧入口の上流側、すなわち高圧燃料ポンプの上流側に配置された箇所にて、低圧燃料ポンプからの燃料が供給される。したがって、この燃料はまだ高圧燃料ポンプを通流しておらず、すなわち低圧入口または低圧出口を通流している。この高圧燃料ポンプの上流側で混合領域に供給され、これによって低圧出口を通流する燃料とは異なる付加的な燃料は、フレッシュ燃料とも称される。なぜならこのフレッシュ燃料は、まだ高圧燃料ポンプを通流していないからである。
【００１４】
したがって、フレッシュ燃料は、高圧燃料ポンプの上流側で混合領域に供給され、または高圧燃料ポンプの上流側で混合領域に供給可能である。この場合、低圧出口を通流する燃料は、低圧出口の下流側で、したがって高圧燃料ポンプの下流側で混合領域に供給可能であり、または供給される。混合領域では、フレッシュ燃料が低圧出口からの燃料と混合され、低圧領域には、混合領域からの燃料が、したがって混合された燃料の一部が供給可能であることが想定されてもよい。フレッシュ燃料とは異なる、低圧出口を通流する燃料が高圧燃料ポンプを通流するため、高圧燃料ポンプはこれによって冷却することができ、その結果、低圧出口を通流する燃料は第１の温度を有する。
【００１５】
低圧出口の上流側で低圧燃料ポンプから混合領域に供給されるフレッシュ燃料は、第１の温度よりも低い第２の温度を有する。なぜならこのフレッシュ燃料は、まだ高圧燃料ポンプを通流していないからである。低圧出口を通流する燃料をフレッシュ燃料と混合することによって、燃料の温度は総じて特に低く維持することができる。その結果、特に好ましい低温を有する燃料を内燃機関に供給することができる。特に、低圧出口を通流する燃料を、フレッシュ燃料と混合すること、ならびに場合によっては混合領域からの燃料を低圧ポートに供給することを想定することにより、特に好ましい温度または熱放出を実現することができ、これによって高圧燃料ポンプを特に良好に冷却することができる。これにより、高圧燃料ポンプの過熱およびその結果生じる破損ならびに故障を回避することができ、その結果、流体を表す燃料の内燃機関への確実でかつひいては好ましい供給を実現することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態では、低圧ポートには混合領域からの燃料を供給可能である。これにより、特に好ましい熱放出を実現することができ、その結果、高圧燃料ポンプを特に効果的に冷却することができる。その結果、燃料の内燃機関への確実でかつ好ましい供給を実現することができる。
【００１７】
高圧燃料ポンプが、燃料を第１の噴射装置に吐出するための吐出要素を有していると特に好ましいことが判明した。例えば、高圧燃料ポンプは、吐出要素が少なくとも部分的に、特に少なくとも概ね収容されているポンプハウジングを備える。この場合、吐出要素はポンプハウジングに対して相対的に移動可能であり、特に並進的に移動可能である。
【００１８】
さらに、高圧燃料ポンプは、吐出要素の移動によってその容積が可変である圧縮チャンバを有する。例えば、この圧縮チャンバは、ポンプハウジング内に配置されている。その他に、高圧燃料ポンプは、吐出要素の圧縮チャンバとは反対側に配置されかつ吐出要素の移動によってその容積が可変である、圧縮チャンバからの燃料を収集するための収集チャンバを有している。好ましくは、この収集チャンバは、ポンプハウジング内に配置される。この場合、低圧入口を通流する燃料の少なくとも一部は、低圧入口から圧縮チャンバをバイパスして収集チャンバに流れる。この燃料は、収集チャンバを通流した後で、低圧出口を通って混合領域に流れる。このバイパスとは、燃料が圧縮チャンバを通って流れず、その結果、吐出要素を用いて圧縮されずに吐出されることを意味するものと理解されたい。これにより、熱を収集チャンバから効果的に放出することができ、その結果、高圧燃料ポンプを効果的に冷却することができる。
【００１９】
さらなる実施形態は、混合領域が、当該混合領域を低圧出口に流体連通させかつ低圧出口を通流する燃料を供給可能である少なくとも１つの第１の供給開口部を有している点で優れている。さらに、混合領域は、低圧入口の上流側で、したがって高圧燃料ポンプの上流側で混合領域に低圧燃料ポンプからの燃料が、すなわちフレッシュ燃料を供給可能である、少なくとも１つの第２の供給開口部を有する。低圧燃料ポンプから到来するまたは吐出されるフレッシュ燃料は、第２の供給開口部を通流し、第２の供給開口部を介して混合領域に流入することができる。これにより、フレッシュ燃料は、まだ低圧入口と低圧出口または高圧燃料ポンプを通流しない。
【００２０】
さらに混合領域は、当該混合領域からの燃料が低圧入口に供給可能である少なくとも１つの第１の導出開口部を有する。このことは、低圧入口を通流する燃料の少なくとも一部が、混合領域から低圧入口に供給され、その際混合領域は、第１の導出開口部を介して低圧入口に流体連通されることを意味している。さらに、混合領域は、低圧ポートを混合領域に流体連通させる少なくとも１つの第２の導出開口部を有しており、これによって、例えば低圧ポートに、第２の導出開口部を介して混合領域からの燃料を供給可能である。
【００２１】
これらの供給開口部および導出開口部は、それぞれ相互に離間された開口部であることが想定でき、その結果、この混合領域は、少なくとも４つの開口部を有する。第１の供給開口部は例えば第１の開口部であり、第２の供給開口部は第２の開口部であり、第１の導出開口部は第３の開口部であり、第２の導出開口部は第４の開口部である。この場合、第２の開口部は、第１の開口部に対して付加的に設けられており、第３の開口部は第１の開口部に対して付加的にかつ第２の開口部に対して付加的に設けられている。さらに、第４の開口部は、第１の開口部、第２の開口部および第３の開口部に対して付加的に設けられている。ここではこれらの開口部は燃料が通流可能である。混合領域のこの実施形態により、混合領域には特に好ましくて必要に応じた方法で燃料を供給することができ、ここではその上さらに、燃料の好ましい完全混合を混合領域において実現することができる。その結果、好ましい熱放出を実現することができ、その結果、高圧燃料ポンプを効果的に冷却することができる。それゆえ、燃料の内燃機関への好ましい供給を実現することができる。
【００２２】
別の実施形態は、第２の導出開口部が、第２の供給開口部から第１の導出開口部への燃料の流れ方向に関して、第１の供給開口部の上流側に配置されている点で優れている。これにより、一方では、高圧燃料ポンプの特に好ましい冷却を実現することが可能になる。他方では、燃料を、低圧ポートと共に第２の噴射装置に特に有利に供給することができる。なぜなら例えば低圧ポートを介して第２の噴射装置に供給された燃料の温度を低く維持することができるからである。高圧燃料ポンプの特に好ましい冷却を実現すると共に燃料を内燃機関に特に有利に供給することを実現するために、本発明のさらに別の実施形態では、第２の導出開口部は、第２の供給開口部から第１の導出開口部への燃料の流れ方向に関して、第１の導出開口部の上流側、第２の供給開口部の下流側、および第１の供給開口部の下流側に配置されることが想定される。
【００２３】
この場合、第１の供給開口部が、第２の供給開口部から第１の導出開口部への燃料の流れ方向に関して、第２の導出開口部の上流側、および第２の供給開口部の上流側に配置されると特に好ましいことが判明した。
【００２４】
本発明の特に好ましい実施形態では、供給開口部のうちの少なくとも１つおよび／または導出開口部のうちの少なくとも１つは、燃料が通流可能な管路内に開口している。換言すれば、前述の開口部のうちの少なくとも１つは、燃料が通流可能な管路内に開口している。この場合、弁要素、特に逆止弁が管路内に配置されている。弁要素を用いることにより、管路を通流する燃料の流れに影響を与えたり調整したりすることができ、その結果、例えば弁要素、特に逆止弁を用いて、燃料の望ましくない流れを回避することができる。例えば、導出開口部を介した混合領域内への燃料の望ましくない流れ、ならびに供給開口部を介した混合領域からの燃料の望ましくない流れを防止することができ、その結果、燃料の好ましい完全混合が実現でき、燃料の内燃機関への確実な供給を保証することができる。
【００２５】
混合領域内の燃料を特に有利にかつ効果的に完全混合できるようにするために、本発明の好ましい実施形態では、混合領域の内周面側が少なくとも部分的に、特に少なくとも概ね球状に形成される。代替的にまたは付加的に、混合領域は、少なくとも部分領域において、平行四辺形または矩形の断面を有することも考えられる。
【００２６】
例えば、混合領域からの燃料が低圧ポートに供給可能であるならば、好ましくは、低圧燃料ポンプを用いて吐出され高圧燃料ポンプに供給され低圧出口を通流する燃料の少なくとも一部が、高圧燃料ポンプから離れて第２の噴射装置に案内されるように構成される。これにより、例えば、低圧燃料ポンプを用いて吐出された燃料または低圧燃料ポンプを用いて吐出された燃料の少なくとも一部が、まず混合領域を通流し、それに続いて低圧入口を通流し、それに続いて低圧出口を通流し、それに続いて再び混合領域を通流し、それに続いて低圧ポートを通流し、その後で第２の噴射装置に流れることが可能となる。特に、それに対して、第１の噴射装置によって生じる燃料噴射は中断され、ならびに第２の噴射装置によって生じる燃料噴射は場合によっては実施される。これにより、高圧燃料ポンプは、第２の噴射装置が作動している場合に、すなわち第２の噴射装置を用いて燃料が噴射され、第１の噴射装置が作動停止している、すなわち第１の噴射装置を用いて生じる燃料噴射が中断している場合に、低圧燃料ポンプによって吐出された燃料を用いて冷却することも可能である。これにより、高圧燃料ポンプの過熱およびその結果生じる破損を確実に回避することができる。
【００２７】
さらに、請求項１２の上位概念に記載された形式の燃料供給装置を次のように発展させるために、すなわち特に好ましい流体供給が、とりわけ流体を表す燃料の内燃機関への特に好ましい供給が実現可能になるように発展させるために、本発明によれば、低圧出口を通流する燃料を、高圧燃料ポンプの上流側で低圧燃料ポンプから混合領域に供給された燃料（フレッシュ燃料）と混合するための少なくとも１つの混合領域が設けられ、この場合低圧ポートは、混合領域に流体連結され、低圧入口には、混合領域からの燃料を供給可能である。本発明による高圧燃料ポンプの利点および有利な実施形態は、本発明による燃料供給装置の利点および有利な実施形態と見なされ、逆もまた同様である。
【００２８】
好ましくは、本発明による燃料供給装置のポンプ装置は、本発明によるポンプ装置であることが想定される。
【００２９】
本発明には、特に自動車用の、とりわけ乗用車用の混合装置が含まれる。この混合装置は、少なくとも１つの第１の流体流を、少なくとも１つの第２の流体流と混合するための少なくとも１つの混合領域を有している。各流体流は、例えば少なくとも１つの流体によって形成され、この場合、この流体は気体または好ましくは液体であってもよい。好ましくは、この流体は、自動車を駆動するための内燃機関の作動媒体、特に作動液体であり、ここでのこの流体は、本発明によるポンプ装置および本発明による燃料供給装置に関連した前述の燃料、特に液体燃料であってもよい。
【００３０】
混合領域は、少なくとも１つの第１の入口と、少なくとも１つの第２の入口と、少なくとも１つの第１の出口と、少なくとも１つの第２の出口とを有する。第１の入口は、例えば、前述した第１の供給開口部であり、第２の入口は、例えば前述した第２の供給開口部である。第１の出口は、例えば、前述した第１の導出開口部であり、第２の出口は、例えば、前述した第２の導出開口部である。第１の入口を介することにより、第１の流体流は混合領域に供給可能である。第２の入口を介することにより、第２の流体流は混合領域に供給可能である。第１の出口を介することにより、混合領域からの流体流は導出可能であり、第２の出口を介することによっても、混合領域からの流体流を導出可能である。例えばこれらの流体流は、少なくとも１つの特性において相互に異なる。この特性は、例えば各流体流の温度である。ここではこれらの流体流のうちの一方が他方の流体流よりも温かいことが想定されてもよい。好ましくは、第２の流体流は、第１の流体流よりも冷たいことが想定される。
【００３１】
本発明による混合装置では、第２の出口は、第２の入口から第１の出口への流体の流れ方向に関して、第１の入口の上流側に配置されている。したがって、これらの入口および出口は、特に通流に好適に配置されており、その結果、流体流の好ましい完全混合が実現できる。特に、本発明による混合装置を用いることにより、好ましい熱放出を実現することができ、その結果、例えばコンポーネントを、特に前述した高圧燃料ポンプを、簡単な方法で効果的に冷却することができる。
【００３２】
本発明によるポンプ装置および本発明による燃料供給装置に関して、本発明によるポンプ装置または本発明による燃料供給装置の混合領域の記述された実施形態は、本発明による混合装置の混合領域の好ましい実施形態と見なされ、逆も同様である。
【００３３】
混合領域は、内周面側の少なくとも部分領域において、矩形、平行四辺形および／または弓形、特に円形の断面を有していると特に好ましいことが判明した。
【００３４】
本発明には、本発明による少なくとも１つの高圧燃料ポンプおよび／または本発明による少なくとも１つの燃料供給装置および／または本発明による少なくとも１つの混合装置を備えた車両、特に例えば乗用車のような自動車も含まれる。
【００３５】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、好ましい実施例および図面に基づく以下の説明から明らかになる。本明細書において前述した特徴および特徴の組み合わせならびに以下の図面の説明において述べられかつ／または図中にのみ示される特徴および特徴の組み合わせは、それぞれ示された組み合わせだけでなく、その他の組み合わせにおいてもまたは単独においても、本発明の権利範囲を逸脱することなく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】内燃機関、特に自動車の内燃機関の第１の噴射装置に燃料を供給するための第１の実施形態によるポンプ装置であって、燃料を混合するための少なくとも１つの混合領域を有しているポンプ装置の概略的断面図
【図２】第２の実施形態によるポンプ装置の概略的断面図
【図３】第３の実施形態によるポンプ装置の概略的断面図
【図４】第４の実施形態によるポンプ装置の概略的断面図
【図５】ａ〜ｐは混合領域の異なる実施形態の各概略的断面図
【図６】ａ，ｂは混合領域のさらなる実施形態の各概略的断面図
【図７】ポンプ装置を含んだ内燃機関用の燃料供給装置の概略図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
これらの図面において、同一または機能的に同一の要素には同じ参照符号が付されている。
【００３８】
図１は、全体として符号１１の付された第１の実施形態によるポンプ装置の概略的断面図を示す。このポンプ装置１１は、高圧燃料ポンプ１０を有している。図７に関連して、ポンプ装置１１および高圧燃料ポンプ１０は、内燃機関に燃料、特に液体燃料が供給可能であるまたは供給される、全体として符号１２の付された燃料供給装置１２の構成部品であることが認識できる。この燃料は、例えばディーゼル燃料またはガソリンであってもよい。内燃機関は、例えば自動車、特に乗用車を駆動するのに使用され、内燃機関は往復動内燃機関として構成されていてもよい。
【００３９】
内燃機関は、シリンダ形状の複数の燃焼室を有し、これらの燃焼室に燃料が供給される。さらに、これらの燃焼室には空気が供給され、これによって各燃焼室では空気と燃料とから燃料空気混合気が生じる。この燃料空気混合気が燃焼され、その結果として内燃機関の排気ガスが生じる。
【００４０】
各燃焼室には少なくとも１つの排気管路が対応付けられており、排気管路を介して排気ガスを燃焼室から導出することができる。排気管路には、排気バルブの形態の少なくとも１つのガス交換バルブが対応付けられており、排気バルブは、閉鎖位置と少なくとも１つの開放位置との間で移動可能である。閉鎖位置では、排気管路は、排気バルブを用いて流体遮断され、これによって排気ガスは、燃焼室から排気管路に通流することができなくなる。開放位置では、排気バルブが排気管路を開放し、これによって排気ガスを燃焼室から排気通路に通流させることができる。
【００４１】
さらに、各燃焼室には、少なくとも１つの吸気管路が対応付けられており、吸気管路を介して空気を燃焼室に供給することができる。吸気管路には、吸気バルブの形態の少なくとも１つのガス交換バルブが対応付けられており、吸気バルブは、閉鎖位置と少なくとも１つの開放位置との間で調節可能である。閉鎖位置では、吸気管路は、吸気バルブを用いて流体遮断され、これによって空気は、吸気管路から燃焼室に通流することができなくなる。開放位置では、吸気バルブが吸気管路を開放し、これによって空気が吸気管路を貫流して、吸気管路から燃焼室内に通流することができる。
【００４２】
燃料供給装置１２は第１の噴射装置１４を備えており、第１の噴射装置１４は、例えば高圧噴射装置として構成されている。各燃焼室には、第１の噴射装置１４の噴射弁１６が対応付けられている。第１の噴射装置１４は、燃料直接噴射を生じさせるように構成されている。燃料直接噴射は直接噴射とも称される。この直接噴射の枠内では、燃料が各噴射弁１６を用いて各燃焼室に、特にシリンダ内に直接噴射される。第１の噴射装置１４は、噴射弁１６に共通の燃料分配要素１８を備えており、噴射弁１６は、燃料分配要素１８を介して燃料を供給可能である。燃料分配要素１８はレールとも称され、燃料分配要素１８は、第１の噴射装置１４が高圧噴射部として構成されている場合、高圧レールと称される。第１の噴射装置１４を用いて、燃料は、例えば第１の圧力で燃焼室に噴射され、例えばこの第１の圧力を有する燃料が燃料分配要素１８に収容可能であり、第１の圧力で噴射弁１６に供給可能である。
【００４３】
燃料供給装置１２は、第１の噴射装置１４に対してさらに付加的に設けられた第２の噴射装置２０を備えており、第２の噴射装置２０は、例えば低圧噴射装置として構成されている。第２の噴射装置２０はここでは燃料吸気管噴射を生じさせるように構成されている。燃料吸気管噴射は、吸気管噴射とも称される。ここでは、各燃焼室に、第２の噴射装置２０の少なくとも１つの噴射弁２２が対応付けられている。
【００４４】
燃焼室には空気が例えば内燃機関の吸気系を介して供給され、これによって吸気系は空気が通流可能である。吸気系は、例えば吸気管を備えており、吸気管は、吸気モジュールまたは空気分配器とも称される。さらに吸気系は、吸気管路を備えることができる。
【００４５】
吸気管噴射では、燃料が各噴射弁２２を用いて各燃焼室の上流側に配置された箇所において、内燃機関に、特に吸気系にもたらされ、特に噴射される。換言すれば、燃料が各噴射弁２２を用いて噴射される箇所は、燃焼室の上流側に、特に吸気系に配置される。この箇所は、例えば吸気管または吸気管路に配置されてもよい。特に、燃料が各噴射弁２２を用いて噴射可能である各箇所は、各吸気バルブの上流側に配置される。
【００４６】
第２の噴射装置２０も、噴射弁２２に共通の燃料分配要素２４を備えており、燃料分配要素２４を介して噴射弁２２には燃料を供給可能である。ここでは、燃料分配要素２４もレールと称される。第２の噴射装置２０は、例えば低圧噴射装置として構成されているので、燃料分配要素２４は低圧レールとも称される。第２の噴射装置２０を用いて、燃料は、例えば第１の圧力よりも低い第２の圧力で噴射可能である。ここでは、第２の圧力を有する燃料を、例えば燃料分配要素２４に収容または蓄積可能であり、第２の圧力で噴射弁２２に供給可能である。さらに、燃料供給装置１２は、内部に特に液体燃料が収容可能であるタンク２６を備えている。
【００４７】
図７からは、第１の噴射装置１４に燃料を供給するのに高圧燃料ポンプ１０が使用されることが認識できる。換言すれば、第１の噴射装置１４は、高圧燃料ポンプ１０を用いて燃料を供給する。この燃料は、例えば高圧燃料ポンプ１０を用いて圧縮されまたは圧力をかけられ、その結果、例えば高圧燃料ポンプ１０を用いて前述した燃料の第１の圧力が生じ得るまたは生じる。換言すれば、燃料は高圧燃料ポンプ１０を用いて第１の圧力で第１の噴射装置１４に吐出される。
【００４８】
さらに、燃料供給装置１２は、高圧燃料ポンプ１０に対して付加的に設けられた、タンク２６から高圧燃料ポンプ１０に燃料を吐出するための低圧燃料ポンプ２８を備えている。このことは、燃料が低圧燃料ポンプ２８を用いてタンク２６から高圧燃料ポンプ１０に吐出される。ことを意味する。例えば燃料は、低圧燃料ポンプ２８を用いて第３の圧力で吐出される。すなわち、例えば低圧燃料ポンプ２８を用いて燃料の第３の圧力が生じる。この場合、燃料は、低圧燃料ポンプ２８を用いて第３の圧力で高圧燃料ポンプ１０に吐出される。ここでは、この第３の圧力は、第２の圧力に相応し得る。そのため、例えば燃料の第２の圧力は、低圧燃料ポンプ２８を用いて生じ得る。換言すれば、低圧燃料ポンプ２８は、例えば燃料を、第３の圧力に相応し得る第２の圧力で吐出することができる。
【００４９】
図１および図７からは、高圧燃料ポンプ１０が、第１の低圧ポート３０を有し、この第１の低圧ポート３０は、燃料が通流可能である第１の管路３２を有していることが認識できる。さらに、高圧燃料ポンプ１０は、第１の低圧ポート３０によって形成される低圧入口３１を有し、低圧入口３１は、本明細書では入口開口部または流入開口部として構成されている。低圧入口３１または第１の低圧ポート３０を介して高圧燃料ポンプ１０は、低圧燃料ポンプ２８に流体連通され、その結果、高圧燃料ポンプ１０には、第１の低圧ポート３０または低圧入口３１を介して、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出される燃料の少なくとも一部が、特に第２または第３の圧力で低圧燃料ポンプ２８から供給可能であるかまたは供給される。この供給は、図１において方向矢印３４によって示されている。したがって、この方向矢印３４は、第２または第３の圧力を有する燃料が、それに沿って管路３２および低圧入口３１を通流し、その結果高圧燃料ポンプ１０内に流入する流れ方向を示している。
【００５０】
燃料は、第１の低圧ポート３０を介して、およびここでは第１の管路３２および低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給され、特に高圧燃料ポンプ１０内に導入されるので、第１の低圧ポート３０は流入部とも称される。図１からは、高圧燃料ポンプ１０が、全体として符号１１の付されたポンプ装置の構成部品であることが認識でき、その特徴および機能は、以下でさらにより詳細に説明する。
【００５１】
高圧燃料ポンプ１０と共にポンプ装置１１は、さらに、燃料が通流可能な管路３８を有する少なくとも１つの第２の低圧ポート３６を有している。この第２の低圧ポート３６により、高圧燃料ポンプ１０の低圧出口３７が形成されており、この低圧出口３７は、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されかつ低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給された燃料を、当該高圧燃料ポンプ１０から案内するために形成されている。このことは、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に流入した燃料の少なくとも一部が、低圧出口３７を介して高圧燃料ポンプ１０から導出できること、または高圧燃料ポンプ１０から流出または導出できることを意味する。
【００５２】
上述したように、管路３２と共に低圧入口３１を通流する燃料は、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されるため、第２または第３の圧力を有している。また、低圧出口３７と共に管路３８を通流する燃料は、少なくとも実質的に第２または第３の圧力を有している。なぜなら低圧出口３７と共に管路３８を通流する燃料は、高圧燃料ポンプ１０によって圧搾または圧縮されない、すなわち圧力をかけられないからである。このことは、低圧出口３７を通流する燃料の高圧燃料ポンプ１０によって生じる圧縮または加圧が中断されることを意味する。そのため、低圧出口３７を通流する燃料は、低圧入口３１から低圧出口３７に流れ、低圧出口３７を通流し、その際には高圧燃料ポンプ１０を用いて圧縮または圧搾されない。以下でさらにより詳細に説明するように、第２または第３の圧力を有しかつ低圧出口３７を通流する燃料の少なくとも一部は、低圧出口３７を介して第２の噴射装置２０に、特に燃料分配要素２４に案内されることも考えられる。その結果、この第２または第３の圧力を有する燃料を燃料分配要素２４に収容または蓄積することができる。
【００５３】
さらに、ポンプ装置１１は、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出され、特に第２または第３の圧力を有する燃料を、第２の噴射装置２０に案内するための第３の低圧ポート３９を有している。この低圧ポート３９は、燃料が通流可能な管路４１を有しており、この管路４１は低圧燃料ポンプ２８に流体連通されている。これにより、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されかつ第２または第３の圧力を有する燃料の少なくとも一部を、低圧ポート３９または管路４１を介して第２の噴射装置２０に、特に燃料分配要素２４に案内することができ、燃料分配要素２４内に特に第２または第３の圧力で蓄積することができる。
【００５４】
したがって、第２または第３の圧力を有する燃料は、低圧ポート３９または管路４１を通流する。総じて燃料は、低圧入口３１においても、低圧出口３７においても、ならびに管路４１においても、第２の圧力を有することが認識できる。換言すれば、低圧入口３１、低圧出口３７および管路４１を通流する燃料は、低圧燃料ポンプ２８を用いて生じる第２または第３の圧力を有しており、高圧燃料ポンプ１０によって生じる、低圧入口３１、低圧出口３７および管路４１を通流する燃料の、第２または第３の圧力よりも高い圧力への圧縮は、中断される。
【００５５】
高圧燃料ポンプ１０は、低圧チャンバ４０を有しており、この低圧チャンバ４０には、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給された燃料の少なくとも一部が通流可能である。さらに、この高圧燃料ポンプ１０は、ポンプハウジング４２の形態の第１の構成要素を有している。その他にこの高圧燃料ポンプ１０は、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給された燃料の少なくとも一部を吐出するための吐出要素を有しており、この吐出要素は、本明細書ではピストン４４として構成されている。このピストン４４は、吐出ピストンとも称される。このピストン４４は、第１の長さ領域４６と、それに続く第２の長さ領域４８とを有している。長さ領域４６は、第１の外周面を有しており、長さ領域４８は、第１の外周面よりも小さい第２の外周面を有する。これらの長さ領域は、異なる外周面を有しているので、ピストン４４は段差を有する。したがって、ピストン４４は段差ボルトとして構成される。
【００５６】
それに対して代替的に、これらの長さ領域４６および４８が同じ外周面を有し、そのためピストン４４は段差を有さないことも考えられる。
【００５７】
ピストン４４は、少なくとも部分的にポンプハウジング４２内に配置され、ポンプハウジング４２に対して相対的に移動可能である。ピストン４４は、本明細書ではポンプハウジング４２に対して並進移動可能である。ポンプハウジング４２に対して相対的なピストン４４の並進移動性は、図１中に双方向矢印５０によって示されている。ピストン４４の第１の側には、図１中にとりわけ概略的に示された高圧燃料ポンプ１０の圧縮チャンバ５２が配置されており、この圧縮チャンバ５２は、例えばポンプハウジング４２内に配置されている。ポンプハウジング４２に対して相対的でかつひいては圧縮チャンバ５２に対して相対的なピストン４４の並進移動により、圧縮チャンバ５２の容積を変更することができる。さらに、高圧燃料ポンプ１０は、例えばカバー５４の形態の第２の構成要素を備え、このカバー５４は、ポンプハウジング４２とは別個に構成されかつポンプハウジング４２と接続され、またはポンプハウジング４２に保持される。
【００５８】
さらに、図１にとりわけ概略的に示されているカム５６の形態の駆動要素が設けられており、この駆動要素５６を用いてピストン４４はポンプハウジング４２に対して相対的に、本明細書ではカバー５４の方向に移動可能である。ここでは高圧燃料ポンプ１０は、図１には示されていない少なくとも１つのばね要素を有しており、このばね要素は、カバー５４方向へのピストン４４の移動によって負荷をかけられる。このばね要素を用いて、ピストン４４は、カバー５４からカム５６の方向に戻されるように移動し、特にばね要素の弛緩によってカム５６による支持位置に保持される。
【００５９】
カバー５４方向へのピストン４４の移動によって、圧縮チャンバ５２の容積が減少し、これによって圧縮チャンバ５２内に収容された燃料が圧縮または圧搾され、すなわち圧力をかけられる。
【００６０】
ピストン４４がカバー５４から離れる移動により、圧縮チャンバ５２の容積が増大し、これによって燃料が圧縮チャンバ５２内に吸入される。ここでは特に、圧縮チャンバ５２が低圧チャンバ４０と流体連通可能かまたは流体連通されることが想定され、その結果、ピストン４４を用いて燃料が低圧チャンバ４０から圧縮チャンバ５２内に吸入可能であるかまたは吸入される。
【００６１】
低圧チャンバ４０から圧縮チャンバ５２へ吸入され、したがって、流れる燃料は、高圧燃料ポンプ１０の低圧入口３１（流入部）を介して供給されたまたは高圧燃料ポンプ１０内に導入された燃料の少なくとも一部である。なぜなら、流入部（低圧入口３１）を介して高圧燃料ポンプ１０内に導入された燃料の少なくとも一部は、低圧チャンバ４０内に流入するからであり、そこからピストン４４を用いて圧縮チャンバ５２内に吸入することができ、または吸入される。
【００６２】
ピストン４４を用いた燃料の圧搾または圧縮により、高圧燃料ポンプ１０を用いて燃料の第４の圧力を生じさせること、もしく設定することができる。この第４の圧力は、第２および第３の圧力よりも高い。例えば、第４の圧力は第１の圧力に相応し、そのため第１の噴射装置１４、特に燃料分配要素１８は、高圧燃料ポンプ１０を用いて第１の圧力または第４の圧力で供給することができる。
【００６３】
図７からは、高圧燃料ポンプ１０が、図１には示されていない高圧ポート５８を含み、高圧ポート５８を介してピストン４４を用いて圧縮された、または圧力をかけられた燃料が、圧縮チャンバ５２から、第１の噴射装置１４に、特に燃料分配要素１８に供給可能であることが認識できる。このことは、第１の噴射装置１４、特に燃料分配要素１８が、高圧ポート５８を介して高圧燃料ポンプ１０に流体連通していることを意味する。ここでは燃料は、第４の圧力または第１の圧力で高圧ポート５８を通流する。換言すれば、高圧ポート５８内の燃料または高圧ポート５８を通流する燃料は、第１の圧力に相応し得る、第２および第３の圧力よりも実質的に高い第４の圧力を有している。
【００６４】
図１には、点線が示されており、これに基づいて、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に導入され高圧燃料ポンプ１０を貫流する燃料の少なくとも一部の流れが示されている。この点線に基づけば、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に導入された燃料の少なくとも一部が高圧燃料ポンプ１０を通流し、その際低圧入口３１から低圧出口３７に流れ、低圧出口３７を通流することが認識できる。この第２または第３の圧力を有している燃料の一部は、低圧出口を介して高圧燃料ポンプ１０から流出することができる。これにより、例えば、第１の噴射装置１４によって生じる燃料噴射が中断され、それに対して例えば燃料がピストン４４によって圧縮チャンバ５２内に吸入され、この圧縮チャンバ５２から押し出される場合にも、高圧燃料ポンプ１０を効果的に冷却することができる。
【００６５】
さらに、図１には、方向矢印６０が示されており、これにより、管路４１を通ると共に低圧ポート３９を通り、この低圧ポート３９から第２の噴射装置２０、特に燃料分配要素２４への燃料の流れが示されている。さらに、方向矢印６１は、低圧出口３７を通流する燃料の流れを示しており、この流れは、以下でさらにより詳細に説明する。
【００６６】
各燃焼室には第２の噴射装置２０の噴射弁２２が対応付けられているので、燃焼室の上流側に配置される複数の箇所が設けられ、それらの箇所に燃料が第２の噴射装置２０を用いて噴射される。吸気管噴射のこの形式は、マルチ・ポート・インジェクション（ＭＰＩ）とも称され、そのため低圧ポート３９はＭＰＩポートとも称される。
【００６７】
ここでは例えば、噴射装置１４および２０のうちの少なくとも１つ、特に第１の噴射装置１４を、必要に応じて作動および作動停止させることが可能である。噴射装置１４の作動状態では、燃料は噴射装置１４を用いて燃焼室に直接噴射される。噴射装置１４の作動停止状態では、噴射装置１４によって生じる燃焼室内への燃料の直接噴射は中断される。高圧燃料ポンプ１０は、噴射装置１４の作動停止状態においても、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出され、特に第２または第３の圧力を有する燃料が低圧入口３１を介して供給される。したがって、この燃料は、第４または第１の圧力よりも低い第３または第２の圧力を有している。
【００６８】
低圧入口３１を通流する燃料は、高圧燃料ポンプ１０を用いて圧縮されないか、または高圧燃料ポンプ１０を用いてまだ圧縮されていないので、流入部（低圧入口３１）を通流する燃料は低い温度を有している。そのため高圧燃料ポンプ１０は、低圧入口３１とそれに続く低圧出口３７を通流する燃料によって冷却され、例えば、噴射装置１４が作動停止している場合にも、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給され低圧出口３７を通流する燃料を用いて冷却される。この目的のために、低圧入口３１を通流する燃料の少なくとも一部は、低圧出口３７を通流すると共に圧縮チャンバ５２は通流しない。そのため高圧燃料ポンプ１０は冷却される。このことは、低圧出口３７を通流する燃料が圧縮チャンバ５２をバイパスすること、すなわち、圧縮チャンバ５２を通って流れないか、またはピストン４４を用いて圧縮チャンバ５２内に吸入されないことを意味する。
【００６９】
ピストン４４の圧縮チャンバ５２とは反対の側には、例えば収集チャンバとして機能するチャンバ６２が設けられている。ピストン４４は、例えば図１中では認識できないガイドを用いて案内される。漏れに基づき、圧縮チャンバ５２からの燃料は、ピストンとガイドとの間を通って通流する可能性がある。この燃料は漏れ燃料とも称される。この漏れ燃料は、チャンバ６２内に流入すると共にこのチャンバ６２を用いて収集される。好ましくは、チャンバ６２が、少なくとも１つの接続管路を介して低圧チャンバ４０と流体連通することが想定される。チャンバ６２は、ポンプハウジング４２に対する相対的なピストン４４の移動によって可変である容積を有している。ピストン４４が、特にばね要素を用いてカバー５４から離れて移動すると、圧縮チャンバ５２の容積は増加し、これによってチャンバ６２の容積は減少する。これにより、例えば、チャンバ６２内に収容された燃料は、チャンバ６２から吐出され、特に、前述した流体連通部を介して低圧チャンバ４０内に吐出される。
【００７０】
ピストン４４が、特にカム５６を用いてカバー５４の方向に移動すると、これにより圧縮チャンバ５２の容積が減少すると共にチャンバ６２の容積は増加する。これにより、例えば、前述の流体連通部を介して燃料が、低圧チャンバ４０からチャンバ６２内に吸入される。既に前述したように、低圧入口３１を介して高圧燃料ポンプ１０に供給された燃料の少なくとも一部は、低圧チャンバ４０内に流れることが可能である。なぜなら、流入部、特に管路３２は、低圧チャンバ４０に流体連通されているからである。
【００７１】
したがって、燃料は、チャンバ６２と低圧チャンバ４０との間のピストン４４の移動により、往復するように吐出される。さらに、低圧チャンバ４０は、例えば低圧出口３７に流体連通され、その結果、低圧入口３１を通流する燃料は、低圧チャンバ４０を介して、またはこれを貫流して低圧出口３７に流れることができる。これにより、特に好ましくは、高圧燃料ポンプ１０からの、特にピストン４４からの熱を放出することができるようになり、これによって高圧燃料ポンプ１０の過熱およびその結果生じる破損を回避することができる。
【００７２】
圧縮チャンバ５２および／またはチャンバ６２内への燃料の吸入によって、ならびに圧縮チャンバ５２および／またはチャンバ６２からの燃料の吐出によって、燃料の脈動が生じ得る。ここでは、カバー５４内に、少なくとも部分的に、前述の燃料の脈動を減衰させることができる減衰装置を配置することが考えられる。そのため、カバー５４は、例えばダンパーカバーとも称される。
【００７３】
ここでは特に好ましい流体供給を、内燃機関への特に好ましい燃料供給の形態で実現するために、ポンプ装置１１は、低圧出口３７を通流する燃料を、高圧燃料ポンプ１０の上流側で低圧燃料ポンプ２８から混合領域に供給された、第２または第３の圧力を有する燃料と混合するための少なくとも１つの混合領域６４を有している。低圧ポート３９は、混合領域６４に流体連通され、低圧入口３１は、混合領域６４からの燃料を供給可能である。
【００７４】
換言すれば、混合領域６４は、低圧入口３１に流体連通され、低圧出口３７に流体連通されている。混合領域６４には、燃料が通流可能な管路６８を有する低圧ポート６６が対応付けられている。さらに、この混合領域６４には、燃料が通流可能な管路７２を有する低圧ポート７０が対応付けられている。これらの管路３２，４１，６８および７２は、混合領域６４に流体連通され、管路６８および７２は、混合領域６４内に開口しており、管路３２および４１は混合領域６４から分岐している。これにより、例えば、燃料は、混合領域６４から管路４１に流れることができ、燃料は、混合領域６４から管路３２内に流入することができる。さらに、管路６８を通流する燃料は、混合領域６４内に流入することができ、管路７２を通流する燃料も混合領域６４内に流入することができる。ここでは管路７２は、混合領域６４の上流側に配置されており、管路６８も混合領域６４の上流側に配置されている。
【００７５】
図１からは方向矢印６１に基づき、低圧ポート６６が低圧ポート３６に流体連通され、その結果、管路３８および６８が相互に流体連通していることが認識できる。これにより、第２または第３の圧力を有しかつ低圧出口３７および管路３８を通流する燃料も、管路６８を通流することができ、そのため管路６８を通流する燃料は、第２または第３の圧力を有する。したがって、方向矢印６１は、燃料がそれに沿って管路３８または管路６８を通って流れる流れ方向を示している。
【００７６】
混合領域６４は、低圧ポート７０を介して、特に管路７２を介して低圧燃料ポンプ２８に流体連通され、そのため低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されると共に第２または第３の圧力を有する燃料が、管路７２または低圧ポート７０を介して混合領域６４に供給可能である。したがって、管路７２を通流する燃料は、低圧燃料ポンプ２８を用いて生じる第２または第３の圧力を有する。さらに、管路４１を通流する燃料は、第２または第３の圧力を有している。なぜなら高圧燃料ポンプ１０によって生じる、管路４１を通流する燃料の圧縮が中断しているからである。したがって、第２の噴射装置２０は、ＭＰＩポートを介して、第２または第３の圧力を有する燃料を供給することができる。
【００７７】
管路７２は高圧燃料ポンプ１０の上流側に配置されているので、管路７２を通流する燃料は、高圧燃料ポンプ１０を用いて圧縮されない。そのため、管路７２を通流する燃料は低い温度を有している。管路７２を通流する燃料は、フレッシュ燃料とも称される。このフレッシュ燃料とは対照的に、低圧出口３７と共に管路３８を通流する燃料は、管路７２を通流する燃料よりも高い温度を有している。なぜなら管路３８を通流する燃料は、高圧燃料ポンプ１０を通って流れると共にこれを冷却するからである。そのため高圧燃料ポンプ１０から、管路３８を通流する燃料への熱伝達が起こる。したがって、管路３８を通流する燃料は、フラッシング媒体または冷却媒体とも称される高温媒体である。フレッシュ燃料も、フラッシング媒体も、混合領域６４に供給されるので、燃料の過剰な温度を回避することができるように、フレッシュ燃料は、洗浄媒体と混合することができる。さらに、特に好ましい熱放出を実現することができる。そのため、高圧燃料ポンプ１０を効果的に冷却することが可能である。その結果、内燃機関への確実な燃料供給を実現することができる。
【００７８】
点線に基づけば、低圧入口３１から低圧出口３７に流れ、この低圧出口３７を通流する燃料は、チャンバ６２を通流し、その際に圧縮チャンバ５２はバイパスすること、すなわち通流しないことが認識できる。これにより、チャンバ６２の領域から特に効果的に熱を放出させることができる。この領域は、例えば、高い熱発生が生じ得る駆動領域である。この駆動領域を燃料が通流するので、大きな熱量をこの駆動領域から放出することができ、その結果、高圧燃料ポンプ１０を冷却することができる。
【００７９】
したがって、ＭＰＩポートは、低圧出口３７から燃料を直接供給されるのではなく、低圧出口３７とＭＰＩポートとの間に混合領域６４が接続されており、この場合ＭＰＩポートは、混合領域６４から燃料を供給可能であるか、または燃料が供給される。
【００８０】
図１からは、低圧ポート３９，６６および７０によって三重ポートが形成され、その中の燃料が第２または第３の圧力を有している低圧ポート３０，３９，６６および７０は、本明細書では構成要素の１つに、すなわち本明細書ではカバー５４に配置されていることが特に良好に認識できる。代替的に、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０が、ポンプハウジング４２に配置されていることも考えられる。その場合はこれらの低圧ポート３０，３９，６６および７０が相互に一体的に形成されることが考えられる。さらに、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０は、相互に別個に形成され相互接続された構成要素によって形成されることも考えられる。さらに、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０のうちの少なくとも１つが、低圧ポート３０，３９，６６，７０が保持されている１つの構成要素、特にカバー５４と一体的に形成されることも可能である。さらに、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０のうちの少なくとも１つが、一方の構成要素とは別個に形成され、一方の構成要素に保持された部品として形成されることも可能である。さらに、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０の少なくとも１つまたはすべての低圧ポート３０，３９，６６および７０が、ポンプハウジング４２に配置されていることが考えられ、その場合は前述のカバー５４に関連して説明した低圧ポート３０，３９，６６および７０の実施形態は、容易にポンプハウジング４２に移すこともでき、逆もまた同様である。特に、これらの低圧ポート３０，３９，６６および７０は交換することが可能であり、そのため例えば、流入部、ＭＰＩポートおよび冷却媒体の順序を入れ替えること、または異なって構成することができる。さらに、図１からは、本明細書において、低圧ポート３６がポンプハウジング４２に配置されていることが認識できる。これについては代替的に、低圧ポート３６をカバー５４に配置することも考えられる。換言すれば、低圧ポート３６は、構成要素の一方に配置される。低圧ポート３６は、一方の構成要素と一体的に形成されてもよい。また代替的に、低圧ポート３６は、一方の構成要素とは別個に形成され、一方の構成要素に保持された部品として形成されることが考えられる。低圧ポート３６の実施形態は、容易に他の低圧ポート３０，３９，６６および７０に移すこともでき、その逆も可能である。
【００８１】
図１には、方向矢印７４が示されている。この方向矢印７４により、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されかつ第２または第３の圧力を有する燃料の管路７２への供給が示されている。換言すれば、方向矢印７４は、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出された燃料がそれに沿って管路７２内に流入し、管路７２を通流する流れ方向を示している。したがって、方向矢印３４，６０，６１および７４は、それぞれ管路３２，４１，６８および７２を通る燃料の流れ方向を示す。管路３２および７２を通る燃料の流れ方向は、少なくとも実質的に相互に平行に延び、本明細書では重なり、管路４１および６８を通る燃料の流れ方向も、少なくとも実質的に相互に平行に延び、本明細書では重なる。管路３２および７２を通る燃料の流れ方向は、管路４１および６８を通る燃料の流れ方向に対して少なくとも実質的に垂直に延びている。
【００８２】
特に、低圧ポート３９には、混合領域６４からの燃料を供給可能であることが想定される。この場合、低圧ポート３９は、低圧燃料ポンプ２８を用いて吐出されかつ高圧燃料ポンプ１０に供給されかつ低圧出口３７を通流する燃料の少なくとも一部が、高圧燃料ポンプ１０、特にポンプ装置１１から離れて第２の噴射装置２０に供給されるように構成されることが考えられる。その結果、例えば、管路４１を通流する燃料の少なくとも一部は、低圧出口３７を通流する燃料の少なくとも一部である。さらに、第１の実施形態では、管路３２，４１，６８および７２が、少なくとも実質的に十字形状に配置されることが想定される。
【００８３】
混合領域６４は、第１の供給開口部７６を有しており、これを介して混合領域６４は、低圧出口３７に流体連通され、したがって低圧出口３７を通流する燃料を供給可能である。したがって、管路６８または低圧ポート６６は、高圧燃料ポンプ１０からの還流路である。さらに、混合領域６４は、第２の供給開口部７８を有しており、これを介して混合領域６４には、高圧燃料ポンプ１０の上流側で管路７２から、およびひいては低圧燃料ポンプ２８またはタンク２６から、燃料を供給可能である。このことは、前述したフレッシュ燃料が、第２の供給開口部７８を介して混合領域６４に流入できることを意味しており、この場合低圧出口３７を通流する燃料は、第１の供給開口部７６を介して混合領域６４に流入できる。
【００８４】
混合領域６４は、さらに第１の導出開口部８０を有しており、これを介して燃料が混合領域６４から低圧入口３１に供給可能である。このことは、混合領域６４が、第１の導出開口部８０を介して低圧入口３１に流体連通されることを意味する。最後に、混合領域６４は、第２の導出開口部８２を有しており、これを介して低圧ポート３９、特に管路４１が混合領域６４に流体連通される。そのため、例えば燃料は、混合領域６４から第２の導出開口部８２を介して低圧ポート３９に、特に管路４１に供給可能である。本明細書では、供給開口部７８および導出開口部８０は、少なくとも実質的に相互に平行に延びるそれぞれ第１の平面内に配置される。さらに、供給開口部７６および導出開口部８２は、少なくとも実質的に相互に平行に延びかつ第１の平面に対して少なくとも実質的に垂直に延びるそれぞれ第２の平面内に配置される。
【００８５】
図２は、ポンプ装置１１の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、低圧ポート３９，６６および７０が相互に順次連続して配置されており、第２の導出開口部８２は、第２の供給開口部７８から第１の導出開口部８０への燃料の流れ方向に関して第１の導出開口部８０の上流側、第２の供給開口部７８の下流側、および第１の供給開口部７６の下流側に配置されている。さらに第１の供給開口部７６は、第２の供給開口部７８から第１の導出開口部８０への燃料の流れ方向に関して第２の導出開口部８２の上流側、第２の供給開口部７８の上流側、および第１の導出開口部８０の上流側に配置されている。本明細書では、方向矢印６０，６１および７４によって示された管路４１，７２および６８を通る燃料の流れ方向は、少なくとも実質的に相互に平行に延びており、これらの流れ方向は、相互に斜めにまたは垂直に延びることも可能である。さらに、この第２の実施形態でも三重ポートが形成されており、これは本明細書では構成要素の一方に、すなわち本明細書ではカバー５４に配置されている。これについては代替的に、この三重ポートがポンプハウジング４２に配置されることが考えられる。
【００８６】
図３は、ポンプ装置１１の第３の実施形態を示す。この第３の実施形態は、特に、方向矢印６０および６１によって示される、低圧ポート３９および６６または管路４１および６８を通る燃料の流れ方向が、少なくとも実質的に平行ではあるが、重なるのではなく相互に離間している点で第１の実施形態とは異なっている。この場合、供給開口７６は第１の部分領域を有し、導出開口部８２は少なくとも１つの第２の部分領域を有している。これらの部分領域は、相互に重ならずに配置されていてもよい。
【００８７】
第３の実施形態では、第２の導出開口部８２が、第２の供給開口部７８から第１の導出開口部８０への燃料の流れ方向に関して第１の供給開口部７６の上流側に配置されることが想定されている。この場合、冷却媒体は、第１の供給開口部７６を介して混合領域内に導入され、フレッシュ燃料は、第２の供給開口部７８を介して混合領域６４内に導入され、その際混合領域６４からの燃料は、導出開口部８０を介して低圧入口３１に供給され、さらに導出開口部８２を介して管路４１または燃料分配要素２４に供給される。このことは、ＭＰＩポート（低圧ポート３９）が、混合領域６４内への高温の冷却媒体の流入部を表す供給開口部７６の直前で分岐していることを意味し、そのため管路６８および混合領域６４を介して流入する高温燃料の形態の高温媒体は、ＭＰＩポートまたは燃料分配器２４に直接導入されることはない。
【００８８】
図４は、ポンプ装置１１の第４の実施形態を示す。図４からは、混合領域６４が、例えばポンプ装置１１の混合装置８４によって形成されることが特に良好に認識できる。この混合装置８４は、構成要素（カバー５４およびポンプハウジング４２）の一方と一体的に形成されてもよい。代替的に、混合装置８４は、構成要素とは別個に形成され、構成要素の一方に配置されるかまたは保持される部品として構成されることが考えられる。混合領域６４は、例えば、別個の容器によって形成されてもよい。
【００８９】
第１、第２および第３の実施形態では、混合領域６４は、少なくとも実質的に矩形の内周面を有している。第４の実施形態では、混合領域は内周面側が少なくとも部分的に、特に少なくとも概ね球状にまたは球状のセグメント形状に形成されることが想定され、その場合混合領域６４は大きな容積を有する。特に、混合領域６４では、管路３２，４１，６８および７２に対して、容積増加が想定される。管路６８および７２を介して混合領域６４内に流入する燃料は、特に、それらの各流れに基づいて、ならびに混合領域６４の形状または内周面側の形状に基づいて混合される。
【００９０】
燃料は、流体、特に液状流体であり、管路６８を通流する燃料は、例えば第１の流れ、特に第１の流体流を表し、管路７２を通流する燃料は、例えば第２の流れ、特に第２の流体流を表す。これらの流体流は、供給開口部７６および７８を介して混合領域６４内に導入され、または混合領域６４内に供給される。そのため供給開口部７６および７８は、混合領域６４の入口を表す。混合領域６４では、それらの流体流が混合可能である。
【００９１】
導出開口部８０および８２を介して、流体を、すなわち混合された燃料を、混合領域６４から放出することが可能であり、そのため導出開口部８０および８２は、混合領域６４の出口を表す。図４に示されている、内周面側が球状の混合領域６４の実施形態に対して代替的に、円筒形状の実施形態が可能であり、その結果、混合領域６４は、内周面側が例えば少なくとも実質的に直線状の円筒の形状を有する。燃料の混合に関する混合領域６４の原理は、媒体または流体の混合のために、他の媒体または流体に移すこともあるいは他の媒体のために使用することもできる。さらに、ポートの数を、すなわち入口と出口の数を、より多くまたはより少なく使用することも考えられる。
【００９２】
図５ａは、混合装置８４の第１の実施形態を示し、ここでのこの混合装置８４の第１の実施形態は、例えば、ポンプ装置の第４の実施形態に使用される。図５ｂは、混合装置８４の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態では、混合領域６４は内周面側が直方体状に形成されるか、または少なくとも部分的に少なくとも実質的に矩形の断面を有する。図５ｃは、混合装置８４の第３の実施形態を示し、ここでのこの第３の実施形態は、例えば、ポンプ装置１１の第３の実施形態に使用される。図５ｄは、混合装置８４の第４の実施形態を示す。混合装置８４の第４の実施形態は、基本的に混合装置８４の第２の実施形態に相応するが、混合領域６４の内周面側は少なくとも部分的に平行四辺形または台形に形成されている。そのため、混合領域６４は、内周面側が例えば傾斜したプリズムの形状を有している。
【００９３】
図５ｅは、混合装置８４の第５の実施形態を示す。ここでは、供給開口部７６（第１の入口）が管路６８内に開口しているか、またはその逆も同様であることが認識できる。さらに、第２の供給開口部７８は、管路７２内に開口し、またはその逆も同様である。導出開口部８０は、管路３２内に開口し、またはその逆も同様であり、その場合導出開口部８２は、管路４１内に開口し、またはその逆も同様である。第５の実施形態において、ここでは管路６８内に、逆止弁８６の形態の弁要素が配置され、この弁要素は、燃料の流れ方向に関して混合領域６４に向かう方向で開かれ、それに伴い混合領域６４方向への燃料の流れは可能となり、逆方向への燃料の流れは回避される。そのため、管路６８から混合領域６４内に燃料を流入させることはできるが、混合領域６４から管路６８内に燃料を流入させることはできない。さらに、管路４１内には、逆止弁８８の形態の弁要素が配置されており、この逆止弁８８は、混合領域６４への方向では遮断され、逆方向では開かれる。これにより、混合領域６４から管路４１内に流体または燃料を流入させることはできるが、管路４１から混合領域６４内に燃料を逆流させることはできない。
【００９４】
図５ｆは、混合装置８４の第６の実施形態を示し、ここでのこの第６の実施形態は、基本的に第２の実施形態と第５の実施形態との組み合わせを表す。この第６の実施形態では、混合領域６４は内周面側が少なくとも実質的に直方体状に形成され、管路６８および４１内に逆止弁８６および８８が配置されている。
【００９５】
図５ｇは、第７の実施形態を示し、これは基本的に第３の実施形態と第５の実施形態との組み合わせを表す。さらに、図５ｈは、混合装置８４の第８の実施形態を示し、ここでのこの混合装置８４の第８の実施形態は、基本的に第４の実施形態と第５の実施形態との組み合わせを表す。
【００９６】
図５ｉは、混合装置８４の第９の実施形態を示す。この第９の実施形態は、基本的に第１の実施形態に基づく。ここでの管路４１内には、第５の実施形態のように逆止弁８８が設けられている。しかしながら、第５の実施形態とは異なって、管路６８内には逆止弁は配置されない。この第９の実施形態では、管路４１内にのみ逆止弁８８が配置される。
【００９７】
図５ｊは、混合装置８４の第１０の実施形態を示し、ここでのこの第１０の実施形態は、基本的に第２の実施形態と第９の実施形態との組み合わせを表す。図５ｋは、混合装置８４の第１１の実施形態を示し、ここでのこの第１１の実施形態は、基本的に混合装置８４の第３の実施形態と第９の実施形態との組み合わせを表す。その他に、図５ｌは、混合装置８４の第１２の実施形態を示し、ここでのこの第１２の実施形態は、基本的に混合装置８４の第４の実施形態と第９の実施形態との組み合わせを表す。
【００９８】
図５ｍは、混合装置８４の第１３の実施形態を示す。この第１３の実施形態は、基本的に第１の実施形態に相応し、ここでの管路６８内には逆止弁８６が配置されている。第５の実施形態とは異なり、管路４１内には逆止弁は配置されておらず、そのため管路６８内にのみ逆止弁８６が配置されている。
【００９９】
図５ｎは、混合装置８４の第１４の実施形態を示し、ここでのこの第１４の実施形態は、基本的に第２の実施形態と第１３の実施形態との組み合わせを表す。図５ｏは、混合装置８４の第１５の実施形態を示し、ここでのこの第１５の実施形態は、基本的に第３の実施形態と第１３の実施形態との組み合わせを表す。最後に、図５ｐは、混合装置８４の第１６の実施形態を示し、ここでのこの第１６の実施形態は、基本的に第４の実施形態と第１３の実施形態との組み合わせを表す。
【０１００】
図６ａは、混合装置８４の第１７の実施形態を示す。この第１７の実施形態では、混合領域６４は、内周面側が少なくとも実質的に球状に形成されている。本明細書では、正確に２つの流入部９０および９２が設けられており、それらを介して流体流を混合領域６４に供給することができる。さらに、この混合領域６４は、第１７の実施形態では、正確に１つの出口９４を有しており、これを介して流体流を混合領域６４から導出することができる。最後に、図６ｂは、混合装置８４の第１８の実施形態を示す。この第１８の実施形態では、正確に３つの入口９０，９２および９６が設けられており、それらを介して本明細書では少なくとも実質的に球状に形成されている混合領域６４に、各流体流が供給可能である。本明細書では少なくとも３つの流体流を混合領域６４において混合することができる。第１８の実施形態における混合領域は、正確に２つの出口９４および９８を有しており、それらを介して流体流を混合領域６４から導出することができる。図６ａおよび図６ｂは、混合領域６４の原理または機能を示しており、その機能は特に、混合領域６４に供給される流体流を混合することである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
0006522240.tif 000006
【図５ｂ】
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【図５ｃ】
0006522240.tif 000008
【図５ｄ】
0006522240.tif 000009
【図５ｅ】
0006522240.tif 000010
【図５ｆ】
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【図５ｇ】
0006522240.tif 000012
【図５ｈ】
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【図５ｉ】
0006522240.tif 000014
【図５ｊ】
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【図５ｋ】
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【図５ｌ】
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【図５ｍ】
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【図５ｎ】
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【図５ｏ】
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【図５ｐ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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