DE112005003302T5 - Fuel injection pump with cavitation damage preventing construction - Google Patents
Fuel injection pump with cavitation damage preventing construction Download PDFInfo
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Abstract
Kraftstoffeinspritzpumpe
mit einer Kavitationsschäden
verhindernden Struktur, welche bereitgestellt ist in einer Direkteinspritzungsverbrennungskraftmaschine,
wobei die Einspritzpumpe umfasst:
Mittel zum Verhindern der
Ausbreitung von Druckwellen, wobei die Ausbreitungsverhinderungsmittel
bereitgestellt werden an zumindest entweder einer Überlauföffnung und/oder
einem Ablenkstück,
so dass Druckwellen, die erzeugt werden, wenn eine düsenförmige Kavitation,
die, unmittelbar nachdem die Überlauföffnung geöffnet worden
ist, auftritt, auf die Überlauföffnung oder
das Ablenkteil auftreffen, daran gehindert werden, sich zu Kavitäten hin
auszubreiten, die um eine Seitenoberfläche eines Druckstücks verbleiben.A fuel injection pump having a cavitation damage prevention structure provided in a direct injection internal combustion engine, the injection pump comprising:
Means for preventing the propagation of pressure waves, wherein the propagation prevention means are provided on at least one of an overflow port and a baffle, so that pressure waves generated when a nozzle-shaped cavitation occurs immediately after the overflow port has been opened occurs the overflow opening or the baffle member are prevented from spreading to cavities remaining around a side surface of a pressure piece.
Description
Technisches Gebiet:Technical area:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraftstoffeinspritzpumpen, welche Kraftstoff bei hohem Druck verdichten und ihn zu Einspritzern befördern, um so als Verbrennungskraftmaschinen vom Direkteinspritzungstyp zu arbeiten, und insbesondere auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem verbesserten, Kavitationsschäden verhindernden Aufbau, um ein Problem zu lösen, bei welchem Elemente der Pumpe durch Kavitation beschädigt werden; ein Problem, welches sich aufgrund eines Trends zu sich vergrößerndem Kraftstoffeinspritzdruck verschlimmert hat.The The present invention relates generally to fuel injection pumps, which compress fuel at high pressure and convey it to injectors such as direct injection type internal combustion engines work, and in particular on a fuel injection pump with an improved structure preventing cavitation damage to solve a problem in which elements of the pump are damaged by cavitation; a problem that is increasing due to a trend to itself Fuel injection pressure has worsened.
Stand der Technik:State of the art:
Wie den Fachleuten wohl bekannt, ist eine Verbrennungskraftmaschine eine mechanische Maschine, welche thermische Energie, die erzeugt wird durch Mischen und Verbrennen von Kraftstoff und Luft, die in die Maschine eingezogen werden, in mechanische Energie umwandelt. Zur Zeit werden Dieselmaschinen abhängig von der Art der Kraftstoffzuführung eingeteilt in Direkteinspritzungsmaschinen, Maschinen mit einer Vorverbrennungskammer, Maschinen vom Wirbelkammertyp und Maschinen vom Luftkammertyp. Die Direkteinspritzmaschine verwendet ein Verfahren, bei welchem Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird und umfasst eine Kraftstoffpumpe, ein Kraftstoffventil (einen Einspritzer) und ein Verbindungsrohr. Weiterhin gibt es ein Pumpe-Düse-Element, bei welchem eine Kraftstoffeinspritzpumpe und ein Einspritzer miteinander kombiniert sind.As well known to those skilled in the art, is an internal combustion engine a mechanical machine, which generates thermal energy is created by mixing and burning fuel and air in The machine can be fed, converted into mechanical energy. At present, diesel engines are classified depending on the type of fuel supply in direct injection engines, machines with a precombustion chamber, Whirl chamber type machines and air chamber type machines. The Direct injection engine employs a method in which fuel is injected directly into a combustion chamber and includes a fuel pump, a fuel valve (an injector) and a connecting pipe. There is also a pump-nozzle element, in which a fuel injection pump and an injector with each other combined.
Die Kraftstoffeinspritzpumpe ist eine Vorrichtung, welche Kraftstoff bei hohem Druck verdichtet und ihn einem Einspritzer zuführt. Neuerdings sind, um die Verbrennungsleistung zu erhöhen und Abgase zu vermindern, die Kraftstoffeinspritzdrücke erhöht worden. Somit haben sich Probleme hinsichtlich der Kavitationserosionsbeschädigung an der Einlassöffnung des Zylinders und des Druckstücks, welche die Kraftstoffeinspritzpumpe bilden, erhöht. Selbst dann, wenn Kraftstoff bei relativ niedrigem Druck eingespritzt wird, wird Kavitation verursacht. Da die Intensität der Kavitation gering ist, gilt in diesem Falle, dass das Ausmaß des Schadens nicht ernst ist und nur geringfügiger Schaden verursacht wird. Deshalb kann dieses Problem leicht gelöst werden durch Verbessern des Aufbaus oder Austauschen des Materials der Elemente, basierend auf Erfahrungen mit verschiedenen Arten von Schädigungen. Im Laufe der Vergrößerung des Einspritzdruckes hat sich jedoch die Intensität der Kavitation vergrößert, so dass komplexe Schäden an der Einlassöffnung des Zylinders und dem Druckstück verursacht worden sind. Somit ist das Ausmaß der Schädigungen ernsthaft geworden. Jedoch sind Anstrengungen unternommen worden zum Verhindern des Schadens an den Elementen aufgrund der Kavitation und zwar nur aufgrund der Verwendung von Verfahren wie z. B. einer Überprüfung des Designs oder eines Materialwechsels, abhängig von Erfahrungswerten, ohne den genauen Grund der Beschädigung zu untersuchen.The Fuel injection pump is a device that uses fuel compressed at high pressure and feeds it to an injector. recently are to increase the combustion performance and reduce exhaust gases, the fuel injection pressures elevated Service. Thus, there are problems with cavitation erosion damage the inlet opening the cylinder and the pressure piece, which form the fuel injection pump increases. Even then, if fuel is injected at a relatively low pressure, cavitation is caused. Because the intensity Cavitation is low, in this case, the extent of the damage not serious and only minor Damage is caused. Therefore, this problem can be easily solved by improving the construction or replacing the material of the Elements based on experience with different types of Damage. In the course of enlargement of the Injection pressure, however, has increased the intensity of cavitation, so that complex damage at the inlet opening of the cylinder and the pressure piece have been caused. Thus, the extent of the damage has become serious. However, efforts have been made to prevent the Damage to the elements due to cavitation and only because of Use of methods such. B. a review of the design or a Material change, depending from experience, without the exact reason of the damage investigate.
Als ein Beispiel wird eine Kraftstoffeinspritzpumpe bereitgestellt, bei dem ein Öffnungselement versehen ist mit jeweils herausgeschnittenen Löchern, die ausgebildet sind in einer Seitenwand eines Zylinders, so dass relativ hoher Druck angewandt wird auf einen Raum, der definiert ist zwischen den Öffnungselementen und dem Druckstück, um Kavitationsbildung an einem an ein oberes Ende des Druckstücks angrenzenden Bereich zu verhindern, was in der koreanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2001-0020139 vorgeschlagen worden ist. Weiterhin wurde in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Heisei, 7-269 442, basierend auf der Annahme, dass Beschädigung an einem Druckstück in Abhängigkeit von der Beziehung zwischen einem Strömungsfluss und der Form eines Kraftstoffauslassloches verursacht wird, ein Kavitationsunterbindungsmechanismus für Kraftstoffeinspritzpumpen vorgeschlagen, bei welchem ein an ein Kraftstoffauslassloch eines Zylinders angrenzendes, kavitationsbrechendes Loch ausgebildet ist, um so zu verhindern, dass das Druckstück beschädigt wird. Weiterhin wurde ein Überlaufablenkblech für Verbrennungskraftmaschinen in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Heisei, 7-54735 vorgeschlagen. In diesem Stand der Technik wurde davon ausgegangen, dass Kavitäten gebildet werden, just bevor eine Überlauföffnung in einem Verfahrensablauf zum Einlassen von Kraftstoff geschlossen wird, und dass danach Druckwellen, die erzeugt werden, wenn Kraftstoff durch die Einlassöffnung hindurch auf ein Ablenkblech trifft, die verbleibenden Kavitäten verursacht, so dass ein Schaden aufgrund von Kavitation verursacht wird. Somit wird eine Aufnahmeöffnung, die in Abhängigkeit vom Druck des freigesetzten Kraftstoffes geöffnet oder geschlossen wird in einem Ende eines Ablenkteils ausgebildet, so dass Kraftstoff, welcher durch die Aufnahmeöffnung fließt, außerhalb des Zylinders verteilt wird. Zusätzlich wurde eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Heisei, 5-340 322 vorgeschlagen. Bei diesem Stand der Technik wurde der Grund für die Beschädigung aufgrund von Kavitation nicht aufgeklärt; aber auf Grundlage der Annahme, dass eine Beschädigung durch Kavitäten verursacht wird, die um eine Zylinderöffnung herum verbleiben, wird ein Schutzelement, bei dem eine Kraftstoffzuführöffnung eine bestimmte Form aufweist, bereitgestellt, so dass Kavitäten nicht um den Zylindereinlass herum verbleiben können, so dass übergelaufener Kraftstoff mit der inneren Oberfläche der Kraftstoffzuführöffnung des Schutzelements unter einem schrägen Winkel in Kontakt tritt.As an example, there is provided a fuel injection pump in which an opening member is provided with respective cut-out holes formed in a side wall of a cylinder so that relatively high pressure is applied to a space defined between the opening members and the pressure piece To prevent cavitation at an area adjacent to an upper end of the pad, which has been proposed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-0020139. Further, in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Heisei, No. 7-269442, based on the assumption that damage is caused to a pressure piece depending on the relationship between a flow flow and the shape of a fuel outlet hole, a cavitation prohibiting mechanism for fuel injection pumps has been proposed formed on a fuel outlet hole of a cylinder adjacent cavitation-breaking hole, so as to prevent the pressure piece is damaged. Further, an overflow baffle for internal combustion engines has been proposed in Japanese Patent Publication No. Heisei, 7-54735. In this prior art, it has been assumed that cavities are formed just before an overflow port is closed in a fuel injection routine, and thereafter pressure waves generated when fuel strikes a baffle through the inlet port are the remaining ones Cavities caused, causing damage due to cavitation. Thus, a receiving port, which is opened or closed depending on the pressure of the released fuel, is formed in an end of a diverter such that fuel flowing through the receiving port is dispersed outside the cylinder. In addition, a fuel injection device for internal combustion engines has been proposed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Heisei, 5-340322. In this prior art, the cause of damage due to cavitation has not been elucidated; but based on the assumption that damage is caused by cavities remaining around a cylinder opening, a protective member in which a fuel supply opening has a certain shape is provided so that cavities can not remain around the cylinder inlet, so that overflowed Fuel with the in neren surface of the fuel supply port of the protective element at an oblique angle comes into contact.
Somit wurden verschiedene Verfahren zur Verbesserung des Aufbaus vorgeschlagen, um die komplexen Probleme der Kavitationsbeschädigung der Überlauföffnung des Zylinders und des Druckstücks aufgrund eines hohen Kraftstoffeinspritzdruckes zu lösen. Da diese Verfahren lediglich von der Vorerfahrung mit verschiedenen Arten von Beschädigungen abhängen, gilt jedoch, dass der Grund der Beschädigung nicht gelöst ist, so dass es ein Problem gibt, dass keine bestimmten Maßnahmen bekannt sind.Consequently Various methods have been proposed to improve the structure, around the complex problems of cavitation damage of the overflow opening of the cylinder and the pressure piece due to a high fuel injection pressure to solve. There these procedures merely from prior experience with different ones Types of damage depend, however, the cause of the damage is not solved, so there is a problem that no specific action are known.
Offenbarung der Erfindung:Disclosure of the invention:
Technisches ProblemTechnical problem
Dem entsprechend ist die vorliegende Erfindung in Anbetracht der oben erläuterten Probleme im Stand der Technik gemacht worden. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe bereitzustellen mit einem Kavitationsschäden verhindernden Aufbau, in welchem der Aufbau und die Form eines Ablenkteils und einer Einlassöffnung verbessert sind, basierend auf einem korrekten Verständnis der Ursache eines Kavitationsschadens der Kraftstoffeinspritzpumpe, wodurch Schäden an der Überlauföffnung und dem Druckstück vermieden werden.the Accordingly, the present invention is in view of the above explained Problems have been made in the prior art. A goal of the present The invention is to provide a fuel injection pump with cavitation damage preventing Structure in which the structure and shape of a deflection and an inlet opening improved based on a correct understanding of the cause of cavitation damage the fuel injection pump, whereby damage to the overflow opening and the pressure piece can be avoided.
Technische LösungTechnical solution
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Kavitationsschäden verhinderndem Aufbau bereit, der in einer Verbrennungskraftmaschine vom Direkteinspritztyp bereitgestellt wird. Die Kraftstoffeinspritzpumpe umfasst Mittel zum Unterbinden einer Ausbreitung, die entweder an einer Überlauföffnung oder einem Ablenkblech bereitgestellt sind, so dass Druckwellen, die erzeugt werden, wenn eine düsenartige Kavitation auftritt, unmittelbar nachdem die Überlauföffnung geöffnet worden ist, auf die Überlauföffnung oder das Ablenkblech treffen, und daran gehindert werden, sich zu Kavitäten auszubreiten, die um eine Seitenoberfläche eines Druckstücks herum verbleiben.Around To achieve the above object is the present invention a fuel injection pump with cavitation damage preventing Assembly ready in a direct injection type internal combustion engine provided. The fuel injection pump comprises means to prevent propagation, either at an overflow opening or a baffle are provided so that pressure waves, the be generated when a nozzle-like Cavitation occurs immediately after the overflow opening has been opened on the overflow opening or hit the baffle and be prevented from spreading to cavities around a side surface a pressure piece remain around.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Eine ausführliche Erläuterung der wohl bekannten Funktionen und Aufbauten wird weggelassen, damit die vorliegende Erfindung klarer beschrieben werden kann.in the The following are preferred embodiments the present invention in detail Reference to the attached Figures described. A detailed explanation well-known functions and structures are omitted so that the present invention can be described more clearly.
Die
Jedoch
tritt im Falle einer springbrunnenförmigen Kavitation
Erste AusführungsformFirst embodiment
In
der Zwischenzeit ist bei der vorliegenden Erfindung die Richtung,
in welcher die düsenförmige Kavitation
Insbesondere
muss die Installierungsposition (L1) des verbreiterten Teils
Weiterhin
gilt, da der Kraftstoffeinspritzdruck der Kraftstoffeinspritzpumpe
den Maximalwert erreicht gerade unmittelbar nachdem die Überlauföffnung
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Weiterhin
gilt bei dieser Ausführungsform, dass
die Richtung, in welcher die düsenförmige Kavitation
fließt,
sich abhängig
von der Tiefe (X) und der Länge
(Y) eines abgestuften Teils eines Überflussvorsprungs
Insbesondere
muss der Bildungsort (L2) des vergrößerten Teils
Weiterhin
gilt, da der Kraftstoffeinspritzdruck der Kraftstoffeinspritzpumpe
den Maximalwert gerade unmittelbar danach erreicht, wenn die Überlauföffnung
Dritte AusführungsformThird embodiment
Weiterhin
wird bei dieser Ausführungsform die
Richtung, in welche die düsenartige
Kavitation fließt,
abhängig
von der Tiefe (X) und der Länge
(Y) eines abgestuften Teils eines Ausflussvorsprungs
Insbesondere
wird der Kegelwinkel (α)
des ersten kegelstumpfförmigen
Teils
Weiterhin
gilt, da der Kraftstoffeinspritzdruck der Pumpe den Maximalwert
unmittelbar nachdem die Überlauföffnung
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu Veranschaulichungszwecken offenbart worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese bevorzugte Ausführungsform beschränkt. Weiterhin werden die Fachleute auf diesem technischen Gebiet einsehen, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen oder Substitutionen möglich sind, ohne vom Gehalt und Geist der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, und diese Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen fallen in den Bereich der vorliegenden Erfindung.Even though the preferred embodiment of the present invention for illustrative purposes has been, the present invention is not preferred to these Embodiment limited. Farther the experts in this technical field will understand that various modifications, additions or substitutions possible without departing from the spirit and content of the invention, as they are in the attached claims and these modifications, additions and substitutions are made within the scope of the present invention.
Vorteilhafte Wirkungenadvantageous effects
Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffeinspritzpumpe bereit für Direkteinspritzungsverbrennungskraftmaschinen, bei welchen die Struktur und die Form des Ablenkstücks und einer Überlauföffnung der Kraftstoffeinspritzpumpe verbessert werden, basierend auf einem richtigen Verständnis der Ursache des Kavitationsschadens der Kraftstoffeinspritzpumpe, wodurch verhindert wird, dass die Überlauföffnung eines Zylinders und ein Druckstück in der Kraftstoffeinspritzpumpe aufgrund von Kavitationsphänomen beschädigt werden.As As described above, the present invention provides a fuel injection pump ready for Direct injection internal combustion engines in which the structure and the shape of the baffle and an overflow opening of Fuel injection pump can be improved based on a correct understanding the cause of the cavitation damage of the fuel injection pump, thereby preventing the overflow opening of a cylinder and a Pressure piece be damaged in the fuel injection pump due to cavitation phenomenon.
Kurze FigurenbeschreibungShort description of the figures
ZusammenfassungSummary
Offenbart
wird eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Kavitationsschäden verhindernden
Aufbau, bei welcher der Aufbau und die Form eines Ablenkteils (
- 100100
- Zylindercylinder
- 110110
- Ablenkstückdeflector
- 111111
- verbreiterter Teilwidened part
- 112112
- reflektierende Oberflächereflective surface
- 120120
- ÜberlauföffnungOverflow opening
- 130130
- DruckstückPressure piece
- 200200
- Zylindercylinder
- 210210
- ÜberlauföffnungOverflow opening
- 211211
- vergrößertes Teilenlarged part
- 220220
- DruckstückPressure piece
- 300300
- Zylindercylinder
- 310310
- Ablenkstückdeflector
- 311311
- erstes kegelstumpfförmiges Teilfirst frustoconical part
- 320320
- ÜberlauföffnungOverflow opening
- 321321
- zweites kegelstumpfförmigen Teilsecond frustoconical part
- 330330
- DruckstückPressure piece
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