DE1576466A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

DlPL-ING. H. FINK PATENTANWALT · ESSLINGEN/N ECKAR · HINDEN8URGSTRASSE 44

Patentanwalt FINK · E6llng*n a. N., HlndtnburgstraS« U '

8. Mai P 5560

Bryce Berger Ltd., Hucclecote, Gloucestershire (Grossbritannien)

"Kraftstoffeinspritzpumpe"

Prioritäten der britischen Patentanmeldungen 20 632/66 v. 10. Mpi 1966 und 18 152/67 ν- 20. April 1967 werden beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine für die Zufuhr von flüssigem Kraftstoff zur Brennkammer einer Brennkraftmaschine über eine Druckleitung zu einer Einspritzdüse dienende Einspritzpumpe mit einem •in einem Zylinder hin- und herverschiebbaren Kolben, mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines konstanten Hubes für den Kolben, wobei der Kolben und die Zylinderbohrung eine Pumpenkammer begrenzen, mit mindestens einem Auslass aus der Pumpenkammer, mit einem Druckventil in diesem Auslass, mit mindestens einer Zulaufbohrung (in der Wand des Zylinders), mit mindestens einer Nut oder einem anderen Abflusskanal, nachstehend im allgemeinen mit "Abflusskanal" bezeichnet, an der Innenfläche des Zylinders und der Umfangsflache des Kolbens und einer Zulaufbohrung in der Wand des Zylinders. Dieser Abflusskanal bildet eine länglich geformte Steuerkante und ist unterhalb der Steuerkante in ständiger Verbindung mit der Pumpenkammer. Die Steuerkante ist im wesentlichen wendelförmig ausgebildet und so angeordnet, dass sie mit der Zulaufbohrung während eines Pumpenhubes zusammenarbeitet, wobei die

909887/0925

- 2 - 8.

P 5560

Lieferung des Brennstoffes von eier Pumpenkamraer durch Druckabfall in der Pumpenwärter beendet wird. Die Geschwindigkeit des Druckabfalls in .ierr. System ist eine Punktion verschiedener •Paktoren, se ζ. B. des kleinsten Durchflussquerschnittes an irgendeiner Stelle na:·?, der ?umpenkar.:r.er _f der Abmessungen und der Schliessgeschwinügkeit des Druckventiles sowie der Abmessungen und der Geschwindigkeit der Steuerkanten ϊε Verhältnis zur Zulaufbchrung und der entsprechenden Abmessungen dieser Bohrung· Der Kolben ist ziz einer Vorrichtung zum Einstellen seiner Drehlage ue seine Längsachse für das Steuern des Zeitpunktes des Druckabfalles versehen, z. 3. bei welcher Orösse des Pucpei_nhubes die Steuerkante mit dar Zulaufbohruug fUr den Beginn des Truckabfalles zusammenwirkt, wodurch die Förderung eines Hubes der Pumpe gesteuert wird.

Üblicherweise sind v/sgen der Einfachheit der Herstelluni· die Zulauf bohrungen kreisförmig ausgebildet. Wo sie für das Auffüller. der Pumpe r.kammer und für dieseitlicVe Einstellung des Druckabfalles benützt v/erden, wird allgemein als vorteilhaft angenorr.:.-«r., -.lie Zulauf bohrungen so gress wie möglich auszubilden. Au; . lerer: Seite ist die Geschwindigkeit; des Druckabfalles um so grosser, je grosser die Zulauftohrung ist und es ist erkannt worden, dass eir. zu rascher Druckabfall nachteilig sein kann. Dies ergibt sich aus den? Auftreten ven Verbrennungsgasrückschlägen im Einspritzventil. Diese Rückschläge v/erden auf Umstände zurückgeführt, unter der.er. 'IiG Geschwindigkeit des Druckabfalles ir. Einspritzsystem grosser ist als der zum Schliessen des Einspritzventiles notwendige Druckabfall. Hierbei wird der Druck des EinspritzsystemH an dear Einspritzyenil geringer als der Druck der Verbrennungsgase während das Einspritzventil noch offen ist.

Die vorliegende Erfindung geht νcn der vergenannten Erkenntnis aus und hat die Schaffung neuer Mittel zur Steuerung der Geschwindigkeit und des Zeitpunktes des Druckabfalles zum Ziel, ohne dass die gleicher Steuerbegrenzungen wie zur Zeit in bezug auf die i'orm und die Grosse der Zulaufbohrungen und die damit zusammenwirkende Hut oder einen

909887/0925

- 3_T ORlSINAL '

8. Mai 196?Th P 556C

anderen "Abflusskar.al" bestehen.

Der "weck der vorliegenden Erfindung tosteht darin, verbesserte Mittel zur Änderung der Geschwindigkeit des Druckabfalles zu schaffen.

Entsprechend der Erfindung ist eine Einspritzpumpe der vergenannten Art dadurch rekennzeichnet, dass der Querschnitt der !Tut cder eines anderen Abflusskanales se ausgebildet ist, dass ihre radiale Tiefe unmittelbar t.eben der Eteuerkante geringer ist als an einer anderen vcn dieser £ teuerkante v/eiter entfernten Stelle.

Γ/ie vorgenannte lumpe kann weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, dass eine erste und eine zweite Steuerkante arr. Kolben durch eine Hut ur.ci eine Erg^:?nsungsnut gebildet sind cder weiterhin dadurch, dass die beider; C*euerkanten parallel zueinander verlaufen oder weiterhin dadurch, dass die radiale 2iefe der ErgHnzur.gsnut neben der ersten Steuer/.ar.tt in Richtung zu cder weg von dieser Steuerkante fortlaufend zunimmt cder dadurch, dass die erste und die zweite Steuerkante is Viinkel zueinander verlaufen.

In der Zeichrur.g ist ein !Teil einer Einspritzpumpe als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematise!! dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Ltr.fsschnitt
Fig.2a, 2b, ?c und 2c Teilquerschr.itte entsprechend der Linie A-A

Fig. '* und 4 Seitenansichten vcn oberen Enden unterschiedlich

ausgebildeter Krlben
Fig. 5 einen !Teill^H-ngsschnitt eines Z\liniers und eines Kolbens anderer Ausbildung, wcbei ein hydraulischer Druckausgleich des Kclber.s vorgesehen ist.

Figur * zeigt einen xur.penr.ylinder 1C rr.it diametral zueinan.ier angeordneten Zulaufbci:rungen 17, einen in: Zylinder 10 verschiebbar gelagerten rurrenkclben H, ein Druckventil 12 und eine Druckleitung Ifc. An dem Kolben 1* (1*1 euift Steat^kCLvitö "!3 angebracht, die durch

BAD ORIGINAL

909887/0925

- 4 - 8. Mai

P 5560

eine Schraubenlinien- euer wendelförmig verlaufende Nut H gebildet ist, welche über eine LHngsnut 15 in ständiger Verbindung mit den, Haum oberhalb des Kolbens 11 steht. Die Steuerkante ist in einer der Erfindung entsprechenden Form dargestellt und verläuft parallel zur'Wendelnut 15· Der Pumpenkolben ist an seinem äuseeren Ende in üblicher Weise Kit einem Kopf versehen, der mit einen; nicht dargestellten Nocken zusammenarbeitet, sowie mit einer mit Zähnen versehenen Eegelhülse verbunden, die mit einer Zähne aufweisenden, nicht dargestellten- Eegelstange karr.sr.t. An dem Kolben greift eine übliche, nicht dargestellte KolbenrückfUhrfeder an.

Die verbesserte Ausführungsfcrir. kann entsprechend dem Querschnitt nach Pig. 2a mit einer eine konstante Tiefe aufweisenden Ergänzungsnut versehen sein, welche im wesentlichen zwei ausgeprägte Kanten oder eine erste und eine zweite Steuerkante, bildet oder nach Fig^b rr.it einer schiefer. Srgänzungsnut, deren grb'eate Tiefe der ersten Steuerkante 21 benachbart iet oder nach Fig. 2c frit eioar* schiefen Ergänzur.gsrut, deren 5-runö neben der ersten Steuerkante beginnt, cder nach Fig. 2c mit einer Ergärzungsnut von fortschreitend sich ändernder Tiefe, deren geringste Tiefe neben der ersten Steuerkante liegt. Figur 3 zeigt einen entsprechend der Erfindung auegebildeten Kolben, der in: Bereich der ersten Steuerkante eine Ergänzungsnut nach einer der Fig. 2 und r.it sich ständig vergrößernder Tiefe in Längsrichtung des Kolbens hat, wobei die grcsste Breite am Ende der ersten Steuerkante liegt, welche den grcssten Förderhub der Pumpe bestimmt. Figur 4 zeigt einen ähnlichen Pumpenkolben entsprechend der E_rfincur.g ur.:i mit einer Ergänzungsnut von fortschreitend sich verringernder Ereite, deren geringste Breite an dem Ende der Steuerkante liegt, welche den grcssten I-Srderhub der Pumpe bestimmt.

Aus Gründen des hydraulischen Druckausgleich^ des Kolbens können zv/ei oder mehr Abflusskanäle am Umfang des Kolbens vorgesehen sein, von denen jeder eine Steuerkante aufweist, welche Steuerkante zu- ' gleich mit getrennten Zulaufbohrungen im Zylinder zusammenwirken. Die vorstehend beschriebenen Ausbildungen können an irgendeiner oder an allen Steuerkanten vorgesehen sein und in eier Annahme, daea mindestens zwei Abflusskanüle vorgesehen sind, kann einer von

908887/0925 ,-1-5-

- 5 - 8. Mai 1 P 5560

diesen .Abflusskanälen eine Übliche radiale Tiefe aufweisen, während der andere Abflusskanal nut anderer radialer Tiefe und n.it einer Lage entsprechend der Erfindung ausgebildet ist und nicht zugleich reit dem anderen Abflusskanal zusammenwirken braucht, wobei ihre damit zusammenarbeitende Z_ulaufbohrungen aber noch einen _# brauchbaren Grad eines hydraulischen Ausgleiches ergeben. Ein Ausführungsbeispiel ist in Pig. 5 dargestellt. Der Zylinder 50 hat zwei diametral angeordnete Zulaufbohrungen 52 und der Kolben 51 hat eine Steuerkante 53» die durch'eine Abflussnut üblicher radialer liefe und Lage gebildet ist. Die andere Steuerkante 54 ist durch eine zweite Abflussnut gebildet, die eine radiale Tiefe und Lage entsprechend der Erfindung hat.

Die Erfindung ist nicht auf die vorgenannten.Ausbildungen beschränkt. Z. B. kann die vorerwähnte Längsnut durch eine Ausnehmung oder einen Überströmkanal oder ein gebohrtes Loch gebildet sein, während die umgekehrte Bauform ebenfalls eingeschlossen ist, z. B. die Steuerkante oder Steuerkanten können im Zylinder und die damit zusammenwirkende(n) Zulaufbohrung oder Zulaufbohrungen im Kolben vorgesehen sein. Auch kann die Steuerung durch Drehen des Zylinders anstelle von oder zusätzlich zu der Drehbewegung des Kolbens erfolgen und in diesem · Falle können die beiden Einstellungen als eine Punktion unterschiedlicher Paktoren ausgebildet werden.

Bei einem besonderen'Ausfuhrungsbeispiel arbeitet eine Pumpe entsprechend Pig. 1 mit 214 Hüben in der Minute und hat einen Kolben- ; hub von 22. mm, einen Kolbendurchmesser von 24 UiE, ein Druckventil von 2?0 Kubikmillimeter Entlastungsvolumen und fördert 37-50 mm eines flüssigen Brennstoffes bei einem Spitzendruck von etwa 650 kp/cm . Die Pumpe hat im Zylinder zwei Zulaufb'ohrungen mit je 6 mm Durchmesser, die mit zwei üblichen Wendelnuten auf .dem Kolbenumfang zusammenarbeiten, von denen jede 2,5 mm tief und 6 , rom breit in einer Ebene senkrecht der von jeder Hut gebildeten-Steuerkante ist. Eine Steuerkante ist, wie in Pig. 2a dargestellt, entsprechend der Erfindung ausgebildet, wobei die Ergänzungsnut 0,25 rcro tief und 2,22 mm breit in einer Ebene senkrecht zur ersten hierdurch

—y
QfUGlNAL

S09887/0925

- ε - O. Mai igo7?h

P 55βΟ

gebildeter. Steuerkante ist. Solche Abmessungen haben, sich bei de'r Verhinderung ec.er der v/es entliehen Verminderung eines Ruckschlarens von VercrerinuneSiraser. bei einem Einspritzventil als wirksam erv/iesen, v/eleLes eine· theoretische Ventilschliesszeit \-cn 0,57 Millisekunden hat.

"~ — 7 " — ■ 909887/0925

Claims (6)

1. E 5560

   A r. s τ) r ü c h e

   { 1 ./Kraf tstcfXeiiisprit£pu!r.pe rr.it eineir. Zylinder-und einem darin .tiin-« ti;*5 her verschiebbaren Kolben, der an seinem enden Ence .eir.e T-v^r.er.Y.aizz.sr hegTensx, ir.it einerVerrichtung r.un Kin- ufc.i ΐΐ-eroevegen des Kolhene "bei konstantem Hub, reit mindestens ."einen; Auslass aus der 'Pumpe, rika-arser und einen Druckventil in dieser. Auslass, n:it mindestens einer Zulaufbchrung und einer dacit Zusar^enarbei tender, und eine ständige Verbindung r.it der ru:r.r.enksr.rier auirechtc-rhaltenden ITut oder einer, anderen Abflueskanal an der Innenseite des Zylinders und der Aussen-Seite des Eelcer.s zxt einer von der Uut gebildeten und ias Vfesentliorjen wendelferir,it-er: S^euerkante und in it einer V er- . richtung'S^;:?. Sins teller, von PusKp-etileclfcen und Zylinder in gegen- . seitijf untersc'iledliclier Drehlage gum Einstellen des seitlichen' * £usa&n*,er.v,ririiör:s liei der Hin- und Herbev/egung des . Kclt-ens zur: ZweckeA ei* St uertmg der Puirpenf order «ng bei jedem Hut, da- . durch f- e 1; e η η s e i g b η e t , dass die Hut 04} cäer ein an.ierer Abflusskanal ±~x Querschnitt gesehen, so ausge- . bildet ist-, 5ass ihre radiale Siefe; .unsittaltar neben der^^ Steuerkante """(*3)^ jrerin.~«r ist als an einer von der Steuerkante .Weiter·.. entfernten -Stelle, . .. ■ '"'.'.
2. 2. -.Eins'prit-rp-uiipe nach. Anspruch ', dadurch -g' e k e η ns ei e h-_: η e t:■"-,"" esse an· Äclban eine !Tut (1-4)/und eine Erränaungsnut vörhen-Se:; £i:;··, v;5l-che eine erste und eine zweite Steuerkante bilden. .--.'.-" ^:;
3. p» Einsprit.Ep.urps nach Anspruch 2, dadurch- g e k en η sei c hn et, dass Sie radiale Tiefe der Ergänsungsnut vcn der ersten Steuerkante rar - sv.'eiten Steuerkante fortlaufend.
4. 4. ■ Einspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch g e.k e η η s e i.e. hn e t , dass die radiale ie-'ife der Ergänsungsnut von der ersten Steuerkante zur irv/eiten Steuerkante fortlaufend., zunimmt*

   ' 909887/0925 "8-

   - 8 - 8. Kai- T

   P 5560
5. 5· Einspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet , dass die erste und die zweite Steuerkante parallel zueinander verlaufen.
6. 6. Einspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis. 4, dadurch g e 1: e η η ζ e i ch net,' dass die erste und die zweite Steuerkante im Winkel zueinander verlaufen.

   909887/0925