DE4306872A1 - Fuel injection pump for internal combustion engines - Google Patents
Fuel injection pump for internal combustion enginesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer solchen aus der DE-OS 40 415 031 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist ein Pumpenkolben in einer Zylinderbohrung einer Zylinderbüchse axial geführt und wird von einem Nockenantrieb hin- und hergehend angetrieben. Der Pumpenkolben begrenzt dabei mit seiner dem Nockenantrieb abgewandten Stirnseite einen Pumpenarbeits raum in der Zylinderbüchse und weist auf seiner Mantelfläche zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Steuerausnehmungen auf, die über eine Querbohrung mit einer in den Pumpenarbeitsraum mündenden Axialbohrung im Pumpenkolben verbunden sind. Die Steuer ausnehmungen sind dabei als Schrägnuten ausgebildet, die mit einem axial verschiebbar auf dem Pumpenkolben angeordneten Ringschieber zum Zweck der Steuerung der Hochdruckförderung im Pumpenarbeitsraum zusammenwirken. Dazu weist der Ringschieber eine radiale Absteuer bohrung auf, die mit den schrägen Steuernuten zusammenwirkt und bei dessen Überfahren im Verlauf des Förderhubs des Pumpenkolbens den Pumpenarbeitsraum zur Beendigung der Hochdruckförderung druckentlastet. Zur Steuerung des Förderbeginns ist die untere, dem Pumpenarbeitsraum abgewandte Stirnkante des Ringschiebers als Steuerkante ausgebildet, die mit den pumpenarbeitsraumabgewandten Enden der Schrägnuten zusammenwirkt. Dabei wird der Beginn der Hoch druckförderung durch den Zeitpunkt des vollständigen Eintauchens des Endes der Schrägnuten in den Ringschieber, d. h. dem vollständigen Überfahren der Schrägnuten über die untere Steuerkante des Ring schiebers eingeleitet.The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion Engines according to the preamble of claim 1. At a such fuel injection pump known from DE-OS 40 415 031 this type is a pump piston in a cylinder bore The cylinder liner is guided axially and is driven by a cam drive driven back and forth. The pump piston also limits a pump work on its end facing away from the cam drive space in the cylinder liner and has two on its outer surface control recesses arranged diametrically opposite one another on that has a cross hole with one in the pump work space opening axial bore in the pump piston are connected. The tax Recesses are designed as oblique grooves with a axially displaceable ring slide arranged on the pump piston for the purpose of controlling the high pressure delivery in the pump work room work together. For this purpose, the ring slide has a radial diverter bore that interacts with the oblique control grooves and at its overrun in the course of the delivery stroke of the pump piston Pump work room to end high-pressure delivery relieved of pressure. To control the start of funding is the bottom, the Pump working space facing end edge of the ring slide as Control edge formed with the pump working space facing away Interacts ends of the oblique grooves. The beginning of the high pressure promotion by the time of the complete immersion of the End of the oblique grooves in the ring slide, d. H. the complete Driving over the oblique grooves over the lower control edge of the ring initiated slide.
Somit ist bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der Förder beginn durch die von einem Betätigungselement eingestellte axiale Lage des Ringschiebers und die durch das Förderende bestimmte Fördermenge durch die Verdrehlage des Pumpenkolbens einstellbar.Thus, the delivery is in the known fuel injection pump begin by the axial set by an actuator Position of the ring slide and the one determined by the end of delivery Flow rate adjustable through the rotational position of the pump piston.
Dabei hat die bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe jedoch den Nachteil, daß sich der im Pumpenarbeitsraum aufgebaute Kraftstoffhochdruck über die Schrägnuten so auf den Ringschieber fortsetzt, daß an diesem aufgrund der zwei gegenüberliegenden Krafteinleitungsstellen ein "Ovalverzug" auftritt. Durch diesen, durch die einseitigen im wesentlichen in einer Achse wirkenden Druckfelder verursachten Verzug der Kontur des Ringschiebers, wird das Spiel zwischen dem Pumpenkolben und dem Ringschieber örtlich verringert und führt an diesen Stellen zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Pumpenkolben und dem Ringschieber, was wiederum eine erhöhte Dauerbelastung des den Ringschieber axial verstellenden Betätigungsgliedes und einen erhöhten Verschleiß an dessen Anlenkstellen zur Folge hat.However, the known fuel injection pump has the disadvantage that the high fuel pressure built up in the pump work space continues over the oblique grooves on the ring slide so that this due to the two opposite force application points an "oval distortion" occurs. Through this, through the one-sided im caused essentially pressure fields acting in one axis Delaying the contour of the ring slide, the game between the Pump piston and the ring slide locally reduced and leads these points to increased friction between the pump piston and the ring slide, which in turn increases the permanent load on the the ring slide axially adjusting actuator and one increased wear at its articulation points.
Die erfindungsgeinäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Versatz von mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Förder beginnbohrungen zu den Schrägnuten, vier Krafteinleitungsstellen auf den Ringschieber zur Folge hat, die zueinander etwa den gleichen Abstand aufweisen, so daß die Druckfelder gleichmäßiger auf die gesamte Kontur des Ringschiebers verteilt sind. Diese gleichmäßige Verteilung hat neben einem Vermeiden eines Verzugs der Ringschieber kontur zudem eine sichere Führung des Ringschiebers auf dem Pumpen kolben zur Folge, wobei die Reibung aufgrund des gleichmäßigen Druckaufbaus gegenüber der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe stark verringert ist, was wiederum eine Verringerung der Stellkräfte und somit des Verschleißes an diesen Bauteilen zur Folge hat.Mark the fuel injection pump according to the invention with the features of claim 1 have the advantage over the other that the displacement of the conveyor connected to the pump work space starting holes for the oblique grooves, four force introduction points on the ring slide, which are about the same to each other Have a distance so that the pressure fields on the entire contour of the ring slide are distributed. This even Distribution has besides avoiding a delay of the ring slide contour also safe guidance of the ring slide on the pumps piston result, the friction due to the uniform Pressure buildup compared to the known fuel injection pump strong is reduced, which in turn reduces the actuating forces and hence the wear on these components.
Ein weiterer Vorteil kann durch die erfindungsgemäße Auslegung der die Schrägnut mit der Axialbohrung verbindenden Querbohrung im Pumpenkolben erreicht werden, deren gegenüber der Schrägnut größeres Maß ein rasches Abströmen des unter hohem Druck stehenden Kraft stoffes und somit eine schnelle Druckentlastung des Pumpenarbeits raumes am Förderende ermöglicht. Dabei bleibt durch das Überschnei den der unteren Schrägkante der Schrägnut durch die Querbohrung, die Funktion der oberen als Steuerkante wirkenden schrägen Kante der Schrägnut ohne Einschränkungen erhalten, so daß eine Vergrößerung des Abströmquerschnittes bei vollem Funktionserhalt möglich ist.Another advantage can be achieved by the inventive design of the the oblique groove with the transverse bore connecting the axial bore in Pump pistons can be reached, the larger of which compared to the oblique groove Measure a rapid discharge of the high pressure force material and thus a quick pressure relief of the pump work space at the end of the funding. This remains due to the overlap that of the lower oblique edge of the oblique groove through the transverse bore, the Function of the upper inclined edge of the control edge Obtain oblique groove without restrictions, so that an enlargement of the discharge cross-section is possible with full function maintenance.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Kraft stoffeinspritzpumpe, die Fig. 2 den Pumpenkolben in einer ver größerten Darstellung, die Fig. 3 eine Ansicht des Pumpenkolbens auf seine pumpenarbeitsraumseitige Stirnseite, die die Lage der Querbohrungen zeigt und die Fig. 4 eine Abwicklung des Pumpen kolbens im Bereich der Schrägnuten und der Förderbeginnbohrungen. An embodiment of the object of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail below. There, Figs. 1 injection pump is a sectional view of the inventive force that Fig. 2 shows the pump piston in a ver größerten diagram Fig. 3 is a view of the pump piston to its pump working space-side end face showing the position of the cross bores, and the Fig. 4 unwinding of the pump piston in the area of the oblique grooves and the start of drilling.
In einem in der Fig. 1 teilweise dargestellten Pumpengehäuse 1 ist eine Zylinderbüchse 2 mit einer Zylinderbohrung 3 eingesetzt, in der ein Pumpenkolben 4 axial verschiebbar geführt ist, der durch einen nicht dargestellten Nockenantrieb hin und hergehend angetrieben wird und der mit seiner dem Nockenantrieb abgewandten Stirnseite 5 einen Pumpenarbeitsraum 6 in der Zylinderbohrung 3 einschließt, der über nicht dargestellte Einspritzleitungen mit einer Einspritzstelle in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine verbunden ist. Der Pumpenkolben 4 weist auf seiner Mantelfläche zwei einander diametral gegenüberliegend angeordneten Steuerausnehmungen in Form von Schrägnuten 8 auf, deren dem Pumpenarbeitsraum 6 zugewandten axialen Begrenzungskanten je eine schräge Steuerkante 7 bilden und die über eine Querbohrung 9 und eine von der Stirnseite 5 ausgehende axiale Sacklochbohrung 10 ständig mit dem Pumpenarbeitsraum 6 ver bunden sind.In a partially shown in FIG. 1, the pump casing 1 is a cylinder liner 2 is inserted with a cylinder bore 3 in which a pump piston 4 is guided axially displaceably, which is reciprocally driven by an unillustrated cam driving back and and the end face remote with its cam drive 5 includes a pump work chamber 6 in the cylinder bore 3 , which is connected to an injection point in the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied via injection lines (not shown). The pump piston 4 has on its outer surface two diametrically opposed control recesses in the form of oblique grooves 8 , the axial boundary edges of which face the pump working space 6 each form an oblique control edge 7 and which have a transverse bore 9 and an axial blind bore 10 extending from the end face 5 are connected to the pump work space 6 .
In der Zylinderbüchse 2 ist eine zylindrische Ausnehmung 12 ange ordnet, die zu einem nicht näher bezeichneten Niederdruckraum seitlich offen ist und so einen innerhalb der Ausnehmung 12 axial auf dem Pumpenkolben 4 verschiebbaren Ringschieber 13 schalenförmig umgibt. Die axiale Betätigung des Ringschiebers 13 erfolgt über eine, in einem quer zur Achse der Zylinderbohrung 3 im Pumpengehäuse 1 befindlichen Querkanal 15, der dabei die Zylinderbohrung 3 unter Bildung einer Durchgangsöffnung 16 schneidet, angeordnete Verstell welle 17, auf der ein Betätigungsglied 18 mit einem radial abstehen den Verstellhebel 19 mit einer Schraube 20 festspannbar ist, wobei der Verstellhebel 19 dabei durch die Durchgangsöffnung 16 in eine Nut 22 des Ringschiebers 13 eingreift. Der Ringschieber 13 weist zudem eine mit den Schrägnuten 8 im Pumpenkolben 4 zusammenwirkende radiale Absteuerbohrung 23 auf und bildet mit seiner unteren, dem Pumpenarbeitsraum 6 abgewandten Stirnkante eine Steuerkante 24.In the cylinder liner 2 , a cylindrical recess 12 is arranged, which is laterally open to an unspecified low pressure chamber and thus surrounds a ring slide 13 axially displaceable within the recess 12 on the pump piston 4 . The axial actuation of the ring slide 13 takes place via an arranged in a transverse to the axis of the cylinder bore 3 in the pump housing 1 transverse channel 15 , which intersects the cylinder bore 3 to form a through opening 16 , arranged adjusting shaft 17 on which an actuator 18 with a radial protrude the adjusting lever 19 can be clamped with a screw 20 , the adjusting lever 19 engaging through the through opening 16 in a groove 22 of the ring slide 13 . The ring slide 13 also has a radial control bore 23 which interacts with the inclined grooves 8 in the pump piston 4 and forms a control edge 24 with its lower end edge which faces away from the pump working chamber 6 .
Diese Steuerkante 24 wirkt zum Zweck der Förderbeginnsteuerung mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Austrittsöffnungen zweier zwischen den unteren, pumpenarbeitsraumabgewandten Enden der Schräg nuten 8 angeordneten Förderbeginnbohrungen 25 zusammen, deren gemeinsame Achse rechtwinklig zur Pumpenkolbenachse verläuft und die dabei die Axialbohrung 10 im Pumpenkolben 4 schneiden. Die Aus trittsöffnungen der Förderbeginnbohrungen 25 sind dabei von dem dem Pumpenarbeitsraum 6 abgewandten Ende der Schrägnuten 8 aus gesehen, diesem in Richtung Steuerkante 24 des Ringschiebers 13 geringfügig vorgelagert um die Funktion als Förderbeginnbohrung zu erfüllen.This control edge 24 interacts for the purpose of delivery start control with two diametrically opposite outlet openings of two delivery start bores 25 arranged between the lower ends of the inclined grooves 8 facing away from the pump working space, the common axis of which runs at right angles to the pump piston axis and which thereby intersect the axial bore 10 in the pump piston 4 . From the openings of the production start bores 25 are seen from the pump working space 6 facing away from the oblique grooves 8 , this slightly upstream in the direction of the control edge 24 of the ring slide 13 to fulfill the function as a delivery start bore.
Die Fig. 2 zeigt den Verlauf der Förderbeginnbohrungen 25 in einer vergrößerten Darstellung des Pumpenkolbens 4. Dabei sind die Förder beginnbohrungen 25 so angeordnet, daß ihre Austrittsöffnungen umfangsseitig, vorzugsweise mittig, zwischen den unteren, pumpen arbeitsraumabgewandten Enden der Schrägnuten 8 liegen, so daß vier in etwa gleichmäßig über den Umfang des Pumpenkolbens 4 verteilte vom unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagte untere Austrittsöffnungen entstehen, die eine gleichmäßige Krafteinleitung auf den Ringschieber 13 gewährleisten. Fig. 2 shows the course of the beginning of delivery holes 25 in an enlarged view of the pump piston 4. The delivery start bores 25 are arranged so that their outlet openings on the circumferential side, preferably in the center, are between the lower, pump-working-end ends of the oblique grooves 8 , so that four approximately evenly distributed over the circumference of the pump piston 4 acted upon by high pressure fuel lower Outlet openings arise which ensure a uniform application of force to the ring slide 13 .
Es ist für eine gleichmäßige Krafteinleitung und Druckverteilung am Ringschieber 13 jedoch auch möglich, die Schrägnuten 8 als V-Nuten auszuführen, die so auf der Mantelfläche des Pumpenkolbens 4 ange ordnet sind, daß ihre offene Seite in Richtung Steuerkante 24 ge richtet ist und die dem Pumpenarbeitsraum 6 abgewandten Enden der Schenkel der V-Nut über den Umfang des Pumpenkolbens 4 in etwa den gleichen Abstand zueinander aufweisen. It is, however, also possible for a uniform introduction of force and pressure distribution on the ring slide 13 to execute the oblique grooves 8 as V-grooves, which are arranged on the outer surface of the pump piston 4 such that their open side is directed towards the control edge 24 and which Pump working space 6 facing ends of the legs of the V-groove about the circumference of the pump piston 4 have approximately the same distance from each other.
Um für eine schnelle Druckentlastung im Pumpenarbeitsraum 6 am Ende der Hochdruckförderung einen größeren Absteuerquerschnitt zu errei chen, ist die Achse der in die Schrägnut 8 mündenden Querbohrung 9 in der der schrägen Steuerkante 7 abgewandten Richtung verschoben, so daß die Querbohrung nun ein größeres Maß als das Spaltmaß der Schrägnut 8 aufweisen kann, ohne die Funktion der schrägen Steuer kante 7 zu beeinträchtigen. Um dieses Überschneiden der unteren schrägen Kante der Schrägnut 8 bei diametraler Anordnung der zwei Schrägnuten 8 zueinander zu ermöglichen, ist die Achse der Quer bohrung 9 zudem in Richtung pumpenarbeitsraumseitiger Stirnseite 5 verschoben. In der in der Fig. 3 dargestellten stirnseitigen Ansicht des Pumpenkolbens 4 ist die Lage der Querbohrung 7 und der Förderbeginnbohrung 25 zueinander gezeigt, wobei der Abstand der Austrittsöffnungen der Förderbeginnbohrungen 25 zum unteren, dem Austritt der Querbohrung 7 abgewandten Ende der Schrägnut 8 jeweils etwa gleich ist. Um diesen Versatz zwischen den Austrittsöffnungen der Förderbeginnbohrung 25 und den unteren Enden der Schrägnuten 8 zu verdeutlichen, ist in der Fig. 4 eine Abwicklung des Pumpen kolbens 4 in seinem relevanten Bereich dargestellt, der die erfindungsgemäße Lage der Austritte der Förderbeginnbohrung 25 im Bezug auf die Schrägnuten 8 zeigt.In order to achieve a larger discharge cross-section for rapid pressure relief in the pump work chamber 6 at the end of the high-pressure delivery, the axis of the transverse bore 9 opening into the oblique groove 8 is displaced in the direction facing away from the oblique control edge 7 , so that the transverse bore is now larger than that Gap of the oblique groove 8 can have without affecting the function of the oblique control edge 7 . In order to enable this overlap of the lower oblique edge of the oblique groove 8 with a diametrical arrangement of the two oblique grooves 8 to one another, the axis of the transverse bore 9 is also displaced in the direction of the pump side end 5 . In the front view of the pump piston 4 shown in FIG. 3, the position of the transverse bore 7 and the delivery start bore 25 is shown with respect to one another, the distance between the outlet openings of the delivery start bore 25 to the lower end of the oblique groove 8 facing away from the exit of the cross bore 7 being approximately the same is. In order to illustrate this offset between the outlet openings of the production start bore 25 and the lower ends of the oblique grooves 8 , FIG. 4 shows a development of the pump piston 4 in its relevant area, which shows the position according to the invention of the outputs of the production start bore 25 in relation to the Inclined grooves 8 shows.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in folgender Weise. In der in Fig. 1 dargestellten Lage des Pumpenkolbens 4 und des Ringschiebers 13 wird der Pumpenarbeitsraum 6 über die zur kraft stoffgefüllten Ausnehmung 12 offenen Förderbeginnbohrungen 25, die Schrägnuten 8, die Querbohrung 9 und die Axialbohrung 10 mit Kraft stoff gefüllt. Beim anschließenden Förderhubs des Pumpenkolbens 4 in Richtung oberer Totpunkt wird zunächst über den gleichen Weg Kraft stoff aus dem Pumpenarbeitsraum 6 verdrängt, bis die untere Steuer kante 24 des Ringschiebers 13 die Austritte der Förderbeginnbohrung 25 vollständig überfahren hat und der Ringschieber 13 die Förderbeginnbohrung 25 verschließt. Ab dieser Förderhubstellung des Pumpenkolbens 4 kann sich im Pumpenarbeitsraum 6 ein Kraftstoffhoch druck aufbauen, der nach Erreichen eines bestimmten Einspritzdruckes zur Einspritzung an der Einspritzstelle gelangt.The fuel injection pump according to the invention works in the following way. In the embodiment shown in Fig. 1 position of the pump piston 4 and the annular slide 13 of the pump chamber 6 is filled via the fuel-filled recess 12 open start of delivery holes 25, the oblique grooves 8, the transverse hole 9 and the axial bore 10 with fuel. During the subsequent delivery stroke of the pump piston 4 in the direction of top dead center, fuel is first displaced from the pump work chamber 6 in the same way until the lower control edge 24 of the ring slide 13 has completely run over the outlets of the delivery start bore 25 and the ring slide 13 closes the delivery start bore 25 . From this delivery stroke position of the pump piston 4 , a high fuel pressure can build up in the pump work chamber 6 , which, after reaching a certain injection pressure, reaches the injection point at the injection point.
Während dieser Hochdruckförderphase setzt sich der Kraftstoffhoch druck über die Schrägnuten 8 und die Förderbeginnbohrungen 25 auf die Innenwandfläche des Ringschiebers 13 fort, wobei die in Umfangs richtung des Pumpenkolbens 4 etwa gleichmäßig angeordneten Aus trittsstellen eine gleichmäßigere Druckfeldverteilung am Ring schieber 13 gewährleisten, als in dem Fall in dem nur 2 Schrägnuten am Pumpenkolben vorgesehen sind. Dies vermeidet sowohl eine Ver formung des Ringschiebers 13 als auch ein Verkanten gegenüber der Wand des Pumpenkolbens 4, so daß die Reibung zwischen Pumpenkolben 4 und Ringschieber 13 auf ein Minimum reduziert bleibt.During this high-pressure feed phase, the high fuel puts pressure on the inclined grooves 8 and the start of delivery holes 25 on the inner wall surface of the annular slide 13 continues, the in circumferential direction of the pump piston 4 is approximately equally spaced from enters provide a more uniform pressure field distribution at the annular slide 13 ensure, as in the case in which only 2 oblique grooves are provided on the pump piston. This avoids both a deformation of the ring slide 13 and tilting against the wall of the pump piston 4 , so that the friction between the pump piston 4 and the ring slide 13 remains reduced to a minimum.
Die Hochdruckförderung bzw. Kraftstoffeinspritzung wird beendet, wenn die schrägen Steuerkanten 7 die Absteuerbohrung 23 im Ring schieber 13 überfahren und die Schrägnuten 8 mit der Absteuerbohrung 23 in Überdeckung gelangen, wobei der unter hohem Druck stehende Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 6 über die Axialbohrung 10, die Querbohrung 9 und die Schrägnuten 8 in den Kraftstoffniederdruckraum 12 abströmt.The high-pressure delivery or fuel injection is ended when the oblique control edges 7 slide over the control bore 23 in the ring slide 13 and the oblique grooves 8 overlap with the control bore 23 , the fuel under high pressure from the pump work chamber 6 via the axial bore 10 Cross bore 9 and the oblique grooves 8 flows out into the low-pressure fuel chamber 12 .
Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe ist es somit möglich, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine einseitige Kraft einleitung auf den Ringschieber 13 und damit Verformungen und ein Verkanten des Ringschiebers 13 gegenüber dem Pumpenkolben 4 zu vermeiden, was durch die Verringerung der Reibung zwischen Pumpen kolben 4 und Ringschieber 13 eine Reduzierung der Stellkräfte und somit eine Erhöhung der Lebensdauer der Bauteile zur Folge hat.With the fuel injection pump according to the invention it is thus possible, with simple design means, to introduce a one-sided force onto the ring slide 13 and thus to avoid deformation and tilting of the ring slide 13 relative to the pump piston 4 , which is due to the reduction in the friction between the pump piston 4 and the ring slide 13 a reduction in the actuating forces and thus an increase in the life of the components.
Claims (3)
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