DE1108512B - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer mehrzylindrige Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Gegenstand der Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, bei der ein Ring mit innenliegenden Nocken mindestens zwei quer zur Achse der Antriebswelle gegenläufig hin- und herbewegbare Kolben mit gemeinsamem Pumpenarbeitsraum antreibt und die einen Verteiler mit umlaufendem Verteilerglied hat, das abwechselnd eine Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Einlaßkanal bzw. den zu den einzelnen Brennkraftmaschinenzylindem führenden Auslaßkanälen herstellt.
• Bei den bekannten Pumpen dieser Art münden die durch den Verteiler zu steuernden Kanäle in den zylindrischen Mantelflächen der beiden Verteilerglieder. Damit die den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeförderten Kraftstoffmengen möglichst genau übereinstimmen, ist es hierbei notwendig, das Spiel zwischen dem umlaufenden Verteilerglied und seiner feststehenden Führung, also zwischen den beiden zylindrischen Mantelflächen, sehr klein zu halten. Dies birgt aber die Gefahr in sich, daß, besonders bei Verwendung von Kraftstoffen mit geringer Schmierfähigkeit, zu hohe Reibung zwischen den beiden Verteilergliedern entsteht, die zum Anfressen der Gleitflächen führen kann, so daß die Pumpe unbrauchbar wird.
• Bei Verteilerpumpen mit nur einem hin- und hergehenden Kolben ist es bereits bekannt, den Pumpenzylinderkörper als Flachverteiler auszubilden. Eine vom Pumpenarbeitsraum ausgehende Bohrung wird bei dieser Anordnung während des Saughubes mit einem Einlaß- und während des Druckhubes mit einem Auslaßkanal in Verbindung gebracht. Bei dieser Bauform ist jedoch die Abdichtung zwischen den beiden flachen Steuerflächen nicht einwandfrei, da die Antriebswelle und der Zylinderkörper aus einem Stück bestehen und ausreichendes Spiel für den guten Lauf dieser Pumpe vorhanden sein muß.
• Eine andere bekannte Bauart mit einer Zahnradpumpe hat ebenfalls einen Flachverteiler mit rotierendem Verteilerglied, das über eine zentrale Bohrung verschiedene im Kreis angeordnete, zu den einzelnen Zylindern führende Auslaßkanäle mit dem Zuleitungskanal verbindet. Das umlaufende Verteilerglied ist unabhängig von den übrigen Pumpenteilen in einem Gehäuse untergebracht. Es wird durch eine Feder gegen die feststehende Steuerfläche gepreßt. Durch diesen Verteiler fließt Kraftstoff stets nur in einer Richtung. Dieser Fluß wird nur dann unterbrochen, wenn die Auslaßöffnung des rotierenden Verteilergliedes durch die zwischen den Öffnungen der Auslaßkanäle in der feststehenden Steuerfläche liegenden Abschnitte vorübergehend abgedeckt wird.
• Um bei Verteilerpumpen der eingangs beschriebenen Art die Nachteile von kreiszylindrischen Verteilern zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Verteiler in an sich bekannter Weise ebene, durch Federkraft mit Unterstützung durch den Förderdruck der Pumpe gegeneinandergedrückte Steuerflächen aufweist und daß der die Pumpenkolben aufnehmende Zylinderkörper das umlaufende Verteilerglied längsverschieblich, jedoch drehgesichert aufnimmt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. 2 und 3 je eine der beiden zusammenarbeitenden ebenen Steuerflächen in Ansicht.
• Bei dem gezeichneten Beispiel wird Kraftstoff aus einem Behälter 1 mittels einer Förderpumpe 2 über ein Filter 3, an das eine zum. Behälter 1 zurückführende, ein nicht dargestelltes Rückschlagventil enthaltende überströmleitung 4 angeschlossen ist, zur Einspritzpumpe gefördert, deren Teile in einem Gehäuse 6 untergebracht sind, das oben durch einen Deckel 7 abgeschlossen ist. Im Gehäuse 6 ist eine Antriebswelle 8 über ein Kugellager 9 gelagert. Zwischen dem Gehäuse 6 und der Welle sitzt ein Dichtring 10. Die Welle 8 trägt eine Scheibe 12, an der ein Pumpenzylinderkörper 13 befestigt ist. Im Körper 13 sind zwei Kolben 15 radial beweglich geführt, die im Betrieb durch die Fliehkraft sowie durch den unter dem Druck der Förderpumpe 2 einströmenden Kraftstoff nach außen gegen Gleitschuhe 17 gedrückt werden, in denen jeweils eine Rolle 18 liegt. Konzentrisch zum Zylinderkörper 13 ist ein Nockenring 20 angeordnet, der an seinem Innenumfang eine der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von gleichen Nackenerhebungen hat und mit dem Gehäusedeckel 7 fest verbunden ist. Auf den Zylinderkörper 13 ist ein rotierendes Verteilerglied aufgesteckt, das aus einem mit einem Aufsteckzapfen versehenen Mittelstück 22 und einem darauf aufgezogenen Ring 23 besteht und mit dem Körper 13 durch nicht dargestellte Stifte gekuppelt ist. Zwischen dem Zylinderkörper 13 und dem umlaufenden Verteilerglied 22, 23 sind Tellerfedern 25 eingelegt, die das Verteilerglied mit seiner ebenen Steuerfläche gegen eine ebenfalls ebene Steuerfläche 27 am Deckel 7 drücken.
• Im Deckel 7 ist gleichachsig zur Antriebswelle 8 ein Ausweichkolben 28 in einem Nippel 29 geführt, in dessen Längsbohrung ein Kanal 30 einmündet. Durch eine Schraubenfeder 31, die zum Teil in einer im Nippel 29 eingeschraubten Einstellschraube 32 steckt, wird der Ausweichkolben 28 gegen den Deckel 7 gedrückt. Das äußere Ende der Einstellschraube 32, die auch zur Hubbegrenzung für den Ausweichkolben 28 dient, ist durch eine Hutmutter 33 abgedeckt, deren Rand auf einen Dichtungsring 34 drückt.
• Entsprechend der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine sind im Kreis um den Ausweichkolben 28 herum eine Reihe von Auslaßventilen im Deckel 7 angeordnet, im vorliegenden Beispiel acht Ventile. Jedes dieser Ventile hat ein bewegliches Ventilglied 36, das in einem Ventilkörper 37 sitzt, der durch einen Nippel 38 gegen eine Schulter 39 im Deckel 7 gedrückt wird. Eine Ventilfeder 40 stützt sich einerseits an dem beweglichen Ventilglied 36 und andererseits an einer Schulter in der Längsbohrung des zugehörigen Nippels 38 ab. Zu jedem Auslaßventil führt ein Auslaßkanal 41.
• Der von der Förderpumpe 2 geförderte Kraftstoff gelangt über einen Einlaßkanal 43 zum rotierenden Verteilerglied 22. Den Einlaßkanal durchquert ein Drosselschieber 44, dessen Ringnut 45 die Drosselstelle bildet und den ein nicht gezeichneter Drehzahlregler axial zu verschieben vermag.
• In die ebene Steuerfläche 27 am Deckel 7 sind drei konzentrisch zum Kanal 30 verlaufende Ringrillen 46 eingestochen, die durch je acht radiale Nuten 47 und 48 untereinander verbunden sind. Die ebene Steuerfläche des umlaufenden Verteilergliedes 22, 23 enthält ebenfalls drei Ringrillen 49, die sich mit den Rillen 46 decken. Die äußere der Ringrillen 49 ist über vier Radialnuten 50 mit der mittleren Ringrille 49 verbunden. Der Einlaßkanal 43 mündet in die äußeren Ringrillen ein.
• Das Mittelstück 22 des umlaufenden Verteilergliedes enthält eine Querbohrung 51 sowie eine diese Querbohrung schneidende, nach dem Deckel 7 hin enger werdende Längsbohrung 52. Diese Bohrungen stehen mit dem Arbeitsraum 53 der beiden Kolben 15 in Verbindung. Zwei Längsbohrungen 54 verbinden die Querbohrung 51 mit der zwischen dem äußeren und dem mittleren Rillenpaar liegenden, durch die Radialnuten 48 unterteilten Ringzone der Steuerfläche 27. Das umlaufende Verteilerglied 22,23 enthält auch noch eine ebenfalls von der Querbohrung 51 ausgehende Auslaßbohrung 55, die in die zwischen dem mittleren und dem inneren Ringrillenpaar liegende, durch die Radialnuten 47 unterteilte Ringzone der Steuerflächen ausmündet. Von jedem der Sektorenabschnitte, die zwischen den Radialnuten 47 verbleiben, führt eine von der Steuerfläche 27 ausgehende Auslaßbohrung 56 zu einem der Auslaßkanäle 41. Die Enden der Querbohrung 51 sind durch den auf das Mittelstück 22 aufgezogenen Ring 23 verschlossen. Bei anderer Zylinderzahl der Brennkraftmaschine wird nur die Zahl der Radialnuten 47 und 48 in der feststehenden Steuerfläche 27 entsprechend geändert.
• Die Einspritzpumpe arbeitet wie folgt: Beim auswärts gehenden Saughub der Kolben 15 strömt Kraftstoff an der Drosselstelle 45 vorbei durch den Einlaßkanal 43 zu dem umlaufenden Verteilerglied 22, 23 und von dort über die Bohrung 51 zu dem Pumpenarbeitsraum 53. Sobald die beiden Kolben durch zwei einander diametral gegenüberstehende Erhebungen des Nackenringes 20 einwärts gedrückt werden, verdrängen sie Kraftstoff über den Kanal 30 unter den Ausweichkolben 28 und über die Auslaßbohrung 55 zu dem durch diese Bohrung aufgesteuerten Auslaßkanal.
• Der bei jedem der Kolbendruckhübe erzeugte Förderdruck greift an der Stirnfläche des Einsteckzapfens des umlaufenden Verteilergliedes 22, 23 an und preßt dessen ebene Steuerfläche zusätzlich zum Druck der Tellerfedern 25 gegen die Steuerfläche 27. Die Radialnuten 50 dienen zur Begrenzung der vom Flüssigkeitsdruck auf die Steuerflächen des beweglichen Verteilergliedes ausgeübten Gegenkraft, die von der Größe der die Mündungen der Auslaßbohrung 56 und der Längsbohrungen 54 umgebenden Sektorenabschnitte der Steuerflächen abhängt. Fällt bei Beginn des Saughubes der Druck im Pumpenarbeitsraum ab, so wird das umlaufende Verteilerglied 22, 23 durch den im Auslaßkanal 41, 56 noch vorhandenen hohen Restdruck, der auf die der Mündung der Auslaßbohrung 56 gegenüberstehende Ringzone drückt und dessen wirksame Druckfläche durch den durch die Nuten 47 begrenzten Sektorenabschnitt an dieser Auslaßbohrung 56 bestimmt ist, von seiner Gegenfläche 27 entgegen der Kraft der entsprechend bemessenen Federn 25 kurzzeitig abgehoben. Durch diesen Vorgang werden die Berührungsflächen immer wieder mit Kraftstoff benetzt. Außerdem wird dadurch die Reibung zwischen den steuernden Ver-. teilerflächen und damit auch deren Abnützung vermindert. Dieses intermittierende Abheben des umlaufenden Verteilergliedes von seiner Gegensteuerfläche ist besonders dann vorteilhaft, wenn im Auslaßkanal kein Druckventil vorhanden ist, weil sich dadurch eine wirksame Entlastung jeder Druckleitung nach jedem Einspritzvorgang ergibt.
• Während der Saughübe der Kolben 15 befinden sich einerseits die Längsbohrungen 54 des umlaufenden Verteilerglieds 22, 23 jeweils im Bereich einer de= Radialnuten 48 und andererseits die Auslaßbohrung 55 in dem Bereich einer der Radialnuten 47. Über die Dauer der Druckhübe sind die Mündungen der beiden Längsbohrungen 54 durch einen der zwischen den Radialnuten 48 liegenden Sektorenabschnitte der Steuerfläche 27 abgedeckt. Die Auslaßbohrungen 55 56 der beiden Steuerflächen stehen dabei miteinander in Verbindung. Die unter hohem Druck stehende Kraftstoffleitung wird anschließend entlastet, indem die Auslaßbohrung 55 in den Bereich einer der Radialnuten 47 gelangt, worauf dann wieder Kraftstoff über die Längsbohrungen 54 angesaugt wird.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen, bei der ein Ring mit innenliegenden Nocken mindestens zwei quer zur Achse der Antriebswelle gegenläufig hin- und herbewegbare Kolben mit gemeinsamem Pumpenarbeitsraum antreibt und die einen Verteiler mit umlaufendem Verteilerglied hat, das abwechselnd eine Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Einlaßkanal bzw. den zu den einzelnen Brennkraftmaschinenzylindern führenden Auslaßkanälen herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler in an sich bekannter Weise ebene, durch Federkraft mit Unterstützung durch den Förderdruck der Pumpe gegeneinander gedrückte Steuerflächen aufweist und daß der die Pumpenkolben (15) aufnehmende Zylinderkörper (13) das umlaufende Verteilerglied (22, 23) längsverschieblich, jedoch drehgesichert aufnimmt.
2. 2. Kraftstoffeinspritzpumpe mit umlaufendem Pumpenzylinderkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federglied (25) zwischen dem Zylinderkörper (13) und dem Verteilerglied (22, 23) angeordnet ist.
3. 3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerglied (22, 23) mit einem Zapfen in dem Zylinderkörper (13) längsverschieblich geführt ist und der Förderdruck der Pumpenkolben auf die Stirnfläche des Zapfens wirksam ist.
4. 4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,- daß die zwischen dem Zylinderkörper (13) und dem Verteilerglied (22, 23) wirkende Federkraft (25) ein Abheben des Verteilergliedes von seiner Gegenfläche durch den in der Druckleitung verbleibenden Restdruck am Ende jedes Einspritzvorganges zuläßt.
5. 5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Pumpenarbeitsraum (53) Kanäle mit in der Steuerfläche des umlaufenden Verteilergliedes (22, 23) liegenden Mündungen 54, 55) ausgehen, von denen die Mündung oder Mündungen (54) für den Einlaß einen anderen radialen Abstand haben als die Mündung (55) für den Auslaß.
6. 6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einlaß zwei diametral einander gegenüberliegende Mündungen (54) vorgesehen sind und der jede dieser Mündungen umgebende Abschnitt der ebenen Steuerfläche sowohl in radialer Richtung durch Ringnuten (49) als auch in der Umlaufrichtung der Mündungen (54) durch radiale Nuten (50) begrenzt ist und diese Nuten ständig unter dem Druck des Kraftstoffzuflusses stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 551317, 671687, 676147, 821442, 912 768; britische Patentschriften Nr. 511287, 688 436; USA.-Patentschrift Nr. 2 641238.