(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール式噴射システム内に燃料高圧を発生させるためのラジアルピストンポンプであって、偏心的に形成されていてポンプケーシング内で回転可能に支承された駆動軸が設けられており、かつ、この駆動軸が、該軸に関して半径方向でそれぞれ１つのエレメント孔内に配置された複数の、特に３つのピストンと協働しており、これらのピストンが駆動軸の回転によってそれぞれのエレメント孔内で半径方向に往復運動可能であり、かつそれぞれ１つのシリンダ室を制限しており、このシリンダ室が吸込弁（Ｓ１，Ｓ１，Ｓ３）を介して低圧室に連通している形式のものにおいて、
１つの吸込弁（Ｓ２）だけが、駆動軸の回転角に依存して開閉するように制御されていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。
【請求項２】
制御される吸込弁（Ｓ２）が、対応するピストンに支持された閉鎖ばねによって負荷された弁体を有しており、前記閉鎖ばねは対応するピストンの位置ひいては駆動軸の位置に依存して吸込弁の弁体を押圧するようになっている、請求項１記載のラジアルピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール式噴射システム内に燃料高圧を発生させるためのラジアルピストンポンプであって、偏心的に形成されていてポンプケーシング内で回転可能に支承された駆動軸が設けられており、この駆動軸が、該軸に関して半径方向でそれぞれ１つのエレメント孔内に配置された複数の、特に３つのピストンと協働しており、これらのピストンが駆動軸の回転によってそれぞれのエレメント孔内で半径方向に往復運動可能であり、かつそれぞれ１つのシリンダ室を制限しており、このシリンダ室が吸込弁を介して低圧室に連通している形式のものに関する。
【０００２】
コモンレール式噴射システム内では高圧ポンプが予フィードポンプによって助成されて、噴射されるべき燃料を燃料タンクから中央のコモンレールと云われる燃料高圧蓄圧器内へ供給する。コモンレールからは、内燃機関のシリンダに対応して配置された個々のインゼクタへ燃料導管が通じている。インゼクタは、内燃機関の燃焼室内へ燃料を噴射するために内燃機関の運転パラメータに依存して個別的に機関電子装置によって起動制御される。
【０００３】
高圧ポンプとしては、例えば公開されていないドイツ連邦共和国特許第１９８４８０３５号明細書に記載されているようなラジアルピストンポンプを使用することができる。この種のラジアルピストンポンプでは、ピストンがこれに対応するシリンダ室と共にそれぞれ１つのポンプエレメントを形成しており、このポンプエレメントによって、吐出される燃料が高圧で負荷される。ラジアルピストンポンプの吐出量は調量ユニットによって助成されて内燃機関のそのつどの要求に適合させられる。その場合、ラジアルピストンポンプ内では実際に消費される燃料だけが圧縮される。調量ユニットとしてはラジアルピストンポンプの吸込側に設けられた調整可能な絞りを使用することができる。このことは、運転中に吐出量が少ない場合には個々のシリンダ室が完全には充填されない結果を招く。
【０００４】
低圧室に対する個々のシリンダ室のシールのために、閉鎖ばねによって予負荷された吸込弁を使用することができる。実際において、同じ構造の種々の吸込弁は製作に起因して種々のプレロードを有している。その結果、種々の吸込弁の開放圧もやはり種々異なっている。このことの結果、ラジアルピストンポンプの同じ構造の種々の吸込弁が、特に最小吐出量ではそれぞれの閉鎖ばねのプレロードに依存して種々異なって長く開放される。極端な場合には、吸込弁が全く開かないことがある。これにより、対応するシリンダ室は吸込行程中に不十分にしか、または全く充填されない。このことにより、個々のポンプエレメントの吐出が不均一となる。このことがさらに、内燃機関の滑らかでない回転を招き、このことは特に乗用車の分野では不都合である。
【０００５】
公開されていないドイツ連邦共和国特許第１９８４８０３５号明細書では、吸込弁のすべての閉鎖ばねを対応するピストンに支持させることによって個々のポンプエレメントの均一吐出を改善することが提案されている。このことにより、吸込弁の開放がピストン位置に依存して制御される。ピストンがこれに対応する吸込弁へ向かって運動すると、閉鎖ばねによって、増大した力が吸込弁の弁体へ作用する。このことにより、対応するピストンがその上死点に位置する際に吸込弁が閉じていることが保証される。ピストンが吸込弁から離反方向に運動すると、閉鎖ばねによって吸込弁の弁体へ作用する力が減少する。このことにより、対応するピストンが下死点に位置する際に吸込弁が開いていることが保証される。しかし、ドイツ連邦共和国特許第１９８４８０３５号明細書に記載されたこの解決手段は、それが比較的多費用かつ高価にしか実現されないという欠点を有している。
【０００６】
本発明の課題は個々のポンプエレメントの均一吐出を保証すると共に、コスト的に有利に製作可能なラジアルピストンポンプを提供することにある。
【０００７】
この課題は、内燃機関の燃料噴射システム、特にコモンレール式噴射システム内に燃料高圧を発生させるためのラジアルピストンポンプであって、偏心的に形成されていてポンプケーシング内で回転可能に支承された駆動軸が設けられており、かつ、この駆動軸が、該軸に関して半径方向でそれぞれ１つのエレメント孔内に配置された複数の、特に３つのピストンと協働しており、これらのピストンが駆動軸の回転によってそれぞれのエレメント孔内で半径方向に往復運動可能であり、かつそれぞれ１つのシリンダ室を制限しており、このシリンダ室が吸込弁を介して低圧室に連通している形式のものにおいて、吸込弁の１つだけが、駆動軸の回転角に依存して開閉するように制御されていることによって解決されている。
【０００８】
発明の利点
制御される吸込弁を１つだけ使用することの利点は、それぞれのポンプエレメントのためにそれぞれ１つの吸込弁を使用する必要がないことにある。このことにより、ラジアルピストンポンプの製作コストと吸込弁の調整費用が著しく軽減される。
【０００９】
本発明の特別な１実施形は、制御される吸込弁が、対応するピストンに支持された閉鎖ばねによって負荷された弁体を有していることを特徴としている。閉鎖ばねは対応するピストンの位置ひいては駆動軸の位置に依存して吸込弁の弁体を押圧する。ピストンがその上死点に位置すると、ピストンと弁体との間隔が最小となる。その結果、閉鎖ばねによって弁体に作用する力が最大となる。
【００１０】
本発明の別の特別な実施形は、例えばマグネットによって制御される吸込弁が、対応するピストンの上死点で開いて駆動軸の所定の回転角の後に再び閉じるように制御可能であることを特徴としている。制御される吸込弁の正確に決定された開放時間によって、本発明によるラジアルピストンポンプの均一吐出が改善される。
【００１１】
本発明のさらに別の特別な実施形は、その他の吸込弁が、駆動軸の回転角に無関係に種々異なる開放圧で開くように設計されていることを特徴としている。制御されていないその他の吸込弁は支配する圧力差に依存して開く。開放圧が種々異なることにより、それぞれの吸込弁は最小吐出でも開くことが保証される。この結果、すべてのポンプエレメントが燃料を吐出する。しかし、個々の吸込弁の開放時間は種々異なっている。それゆえ、それぞれのポンプエレメントは同じ燃料量を吐出しない。それにもかかわらず、実際には本発明によるラジアルピストンポンプによって良好な成果が得られている。
【００１２】
本発明のその他の利点、特徴および詳細が、本発明の図示の実施例を詳細に説明した以下の説明から明らかとなる。その場合、請求項および詳細な説明に記載した特徴はそれぞれ単独でまたは任意の組合せで発明の高度性を有している。
【００１３】
実施例の説明
本発明によるラジアルピストンポンプは、駆動軸の軸線に対する半径方向平面内で互いに角１２０°ずれて配置された３つのポンプエレメントを有している。駆動軸はポンプケーシング内で回転可能に支承されており、かつ偏心的な軸区分を備えている。駆動軸のこの偏心的な軸区分は、駆動軸に対して半径方向でそれぞれのエレメント孔内に配置された３つのピストンと協働している。ピストンはそれぞれシリンダ室を制限している。吸込弁を介して燃料がシリンダ室内へ達して、シリンダ室内でピストンによって高圧に負荷される。高圧によって負荷された燃料は送出弁を介して燃料高圧蓄圧器（コモンレール）内へ達する。
【００１４】
要するに、本発明によるラジアルピストンポンプは３つの吸込弁と３つの送出弁とを有している。本発明による第１実施例では、ばねにより予負荷された従来の２つの吸込弁が回転角制御される１つの吸込弁と一緒に使用されており、それらの閉鎖ばねは対応するピストンに支持されている。回転角制御されるという概念は、吸込弁が駆動軸の回転角に依存して制御されることを意味している。吸込弁の制御は、対応するピストンの位置に依存して多かれ少なかれ大きな力を吸込弁に作用するこれらの閉鎖ばねによって行われる。この種の吸込弁は例えば公開されていないドイツ連邦共和国特許第１９８４８０３５号明細書に記載されている。
【００１５】
図１には３つのポンプエレメント１，２および３のピストン行程Ｈが、対応する吸込弁Ｓ１，Ｓ２およびＳ３の位置に依存した時間に関してプロットされている。吸込弁Ｓ２は回転角制御されている。ポンプエレメント２に対応したピストン２が下死点ＵＴの近傍に位置する際に吸込弁Ｓ２が開く。ピストン２の上昇運動時に、このピストンに支持されている閉鎖ばねが圧縮され、このことにより、吸込弁Ｓ２が閉じる。従来のラジアルピストンポンプでは環状通路によって形成されている（図示されていない）低圧室内に依然として流入圧が支配している。この流入圧は制御されない吸込弁Ｓ３を開放するのに役立つ。そのことのためには、吸込弁Ｓ３の開放圧は吸込弁Ｓ１よりも高く設定されてはならない。吸込弁Ｓ３はポンプエレメント３が充填され、その結果、吸込弁Ｓ１の比較的高い開放圧が到達されるまで開いたままである。次いで吸込弁Ｓ１は、制御される吸込弁Ｓ２が再度開くまで開いたままである。
【００１６】
制御される１つの吸込弁と制御されない２つの吸込弁との本発明によるこの組合せにより、ラジアルピストンポンプの運転において最小吐出時でもそれぞれの吸込弁が開き、かつこれによって都合３つのポンプエレメントが燃料を吐出することが保証される。しかし、本発明による原理ではすべてのポンプエレメントが同じ燃料量を吐出するわけではない。それというのは、これらの吸込弁の開放時間が図１に示したように種々異なる長さを有しているからである。
【００１７】
さらに良好な均一吐出は、例えばマグネット制御される特別な吸込弁によって実現されることができる。図２には２つの従来形の吸込弁Ｓ１，Ｓ３と、制御される別の１つの吸込弁Ｓ２とを備えた本発明による別の１実施形が示されている。吸込弁Ｓ２はポンプエレメント２の上死点ＯＴで開いて、駆動軸の１２０°のわずかな吐出量で再び閉じるように制御されている。次いで、流入圧の印加時に、吸込弁Ｓ３よりも低い開放圧に設定されている吸込弁Ｓ１が開く。このことにより充填されたポンプエレメント１内で、ピストンがその行程運動によって燃料をＳ１ へ向けて押圧し、このことにより、吸込弁Ｓ１が閉じる。次いで、低圧室内に支配している圧力によって吸込弁Ｓ３が開き、しかもポンプエレメント１内のピストンが上死点を再度離れてしまうまで開き続け、このことにより吸込弁Ｓ１はその開放圧が比較的低いことにより再び開く。吸込弁Ｓ１は制御される吸込弁Ｓ２が再度開くまで開いたままである。
【００１８】
制御されるただ１つの吸込弁Ｓ２と制御されない吸込弁Ｓ１，Ｓ３との本発明によるこの組合せによって都合３つのポンプエレメント１から３までが確実に燃料によって充填されることが保証される。吸込弁Ｓ２の回転角１２０°の開放時間によって図１に示された実施形よりも改善された均一吐出が期待される。特別な吸込弁Ｓ２のための制御装置はラジアルピストンポンプ内に組み込まれている。
【００１９】
本発明は一般的に、制御されない吸込弁の開放圧を低めることができるという利点を提供する。このことにより、付加的にコモンレール噴射システム内の予フィードポンプのための始動条件を緩和することができる。その上、３つの制御される吸込弁を備えたラジアルピストンポンプに対比して効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形による吸込弁の位置に依存した時間に関するピストン行程をプロットした図である。
【図２】  本発明の第２実施形による吸込弁の位置に依存した時間に関するピストン行程をプロットした図である。
【図１】
0004787444.tif 000002
【図２】
0004787444.tif 000003