DE1904779A1

DE1904779A1 - Brennstoffpumpe fuer Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern

Info

Publication number: DE1904779A1
Application number: DE19691904779
Authority: DE
Inventors: Mowbray Dorian Farrar; Kemp Kenneth Albert Walters
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1968-02-01
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1969-12-04
Also published as: ES363416A1; DE1904779C3; GB1248039A; FR2001122A1; DE1904779B2; US3578881A

Description

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C.A.V. Limited 28. Januar 1969

Warple Way '""
Acton, London /England

Brennstoffpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern, bei der der Brennstoff jedem Verbrennungsraum jedes Zylinders durch eine besondere Kolbenpumpe zugeführt wird.

Bei bisherigen Brennstoffpumpen dieser Art wurde die pro Einspritsshub geförderte Brennstoffmenge durch Änderung der Winkellage des Kolbens geändert, wobei der Kolben einen schraubenförmigen Überlaufeinschnitt hatte, der mit einer Überlauföffnung in der Zylinderbohrung zur Deckung gebracht wurde» Die Winkeleinstellung des Kolbens erfolgte durch einen Zahnstangenantrieb mit einer Steuerstange. Eine solche Anordnung und der üblicherweise benutzte Regler mit Zentrifugalgewlohten erforderten verhältnismäßig, viel. Raum, und wenn man den Regler um die Antriebewelle der Pumpe herum anordnete, wurde die Längsabmessung der Brennstoffpumpe noch größer.

Die Erfindung bezweckt« die erwähnten Nachteile zu vermeiden.

Die erfindungagemäße Pumpe hat einen übliohen Verteiler und je einen Pumpenkolben für jeden Zylinder der Br«nnkraftmaschin·» Die Steuerung der von jedem Kolben geförderten Brennetoffmenge erfolgt durch ein allen Kolben gemeinsames Drosselventil, das seinerseits durch einen verhältnismäßig kleinen Sentrifugalmechanismus gesteuert wird, der von der Antriebswelle »ntfernt liegen kam und von dieser über einen Riemen «ngetrttibim wlrd„

Die Erfindung 1st dadurch gekennzeichnet, daß eins Ünladltltung in dem Pumpengehäuse und in dem Kolben mit einer Qy#ll« unter Druck stehenden Brennstoffs verbunden, ist. usä mit aiftftm linw«g*

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ventil Verbindung hat; das bei Brennstofförderung »inen Rückfluß duroh dl« Einlaßleitung verhindert, wobei ein Drosselventil in der Einlaßleitung die Brennstoffmenge steuert, und daß eine Überlauf Uf fnung in der Bohrung mit einem mit der Pumpenkammer in Verbindung stehenden Einschnitt derart zusammenarbeitet, daS die Brennstofförderung in einer vorbestimmten Stellung des Kolbens aufhört. -

Die Zeichnung zeigt ein ÄusfUhrungsbeispiel der Erfindung: Flg. 1. zeigt eine erfindungsgemäße Brennstoffpumpe im Schnitt ι Pig. 2 1st ein Schnitt nach Linie A-A der Flg. Ij Fig. J ist ein Schnitt naeh Linie C-G der Fig, Ij Fig. k ist ein Schnitt nach Linl© B-B der Flg. 3$

Flg. 5 zeigt eine Endansicht der Pumpe unter Fortlassung einigem Teile zwecks besserer Klarheit.

Das Pumpengehäuse Io besteht aus einem oberen Teil 11 und einem unteren Teil 12, der eine sich über die ganze Länge des Gehäuses erstreckende Bohrung hat« in der eine Nockenwelle 14 gelagert 1st.

Die Hockenwelle l4 hat drei in gleichem Axialabstand liegende Nocken 15, und jeder Nocken hat drei Vorsprünge l6_ff die mit der Wand der Bohrung die Welle lagern· Ein End« der Bohrung 1st durch einen Teil 17 abgeschlossen, in dem ein verlängertes Ende d©!³ Wellt 14 gelagert 1st, das mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. \ .

Der Abschlußteii 17 ist mit Bolzen 18 m Purapengohäu©® befestigt;

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und hat einen. Flansch 19, Eine Dichtung 2o verhindert einen Austritt des Brennstoffs entlang der Welle Xk,

Das andere Ende der Nockenwelle 'trögt den Rotor einer Flügelspeisepumpe 22» deren Einlaß mit einer Kammer 2j5 in Verbindung steht, in der eine Feder 24 liegt, die den öffnungsblook der Pumpe an deren Rotor andrückt,. Der Brennstoff fließt über einen Einlaß 23 in die Einlaßkammer 23. Der Brennstoffeinlae 25 1st über ein Filter 28 und zwei Einwegventile 26, 27 mit einer Brennstoff zuführleitung 29 verbunden.

Eine Füllpurape 3o hat einen federbelasteten Tell Jl, der von Hand eingedrückt wird und so Brennstoff aus der FUllpumpe bis hinter das Einwegventil 26 verdrängt. Bewegt sich der Teil 31 unter Wirkung der Kraft der Feder, dann uff net sich das Einwegventil 27, so daß Brennstoff für den nächsten Hub in die FUllpumpe einfließen kann.

In dem oberen Teil des Purapengehäuses sind gegenüber den Nocken 15 drei Bohrungen 4o ausgebildet. In Jeder Bohrung läuft ein Kolben Ml, und die unteren Enden, der Kolben legen sich an Lager 42 mit Rollen 4j an, dl· mit den NookenvorSprüngen 16 zusammenarbeiten.

Die Lager 42 sind von den entgegengesetzten Flächen eines Schlitzes in dem Purapengehäuse geführt, und die Rollen können sich nicht axial bewegen.

An den entgegengesetzten Enden der mit dem mittleren Nocken zusammenarbeitenden Rolle liegt ein rechteckiges Lagerteil 45 mit einer gekrümmten Fläche am unteren Ende, die auf einer zylindrischen Fläche 46 der Nockenwelle zwischen zwei benachbarten Nokken abläuft. Oben hat das Lagerteil 45 einen Schlitz 47, in dem ein Vorsprung 48 des benachbarten Lagers 42 liegt, und auf diese Weise werden eine Drehung des Lagerteile 45 um die Achse der Nockenweile und eine Axialbewegung der Rolle verhindert.

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Ähnlich let ein Lagerteil 45 am linken Ende der Nockenwelle 14 vorgesehen, und dieses Lagerteil 45 kann auf einem zylindrischen Teil der Nockenwelle zwischen dem benachbarten Nocken 15 und einer Seilscheibe 5o gleiten.

Am anderen Ende der Nockenwelle ist ein ringförmiges Lagerteil 51 vorgesehen, das eine hervorstehende Zunge mit einem Schlitz 47 hat, der ein Anschlag für die Vorsprung· 48 ist, derart, daß in der untersten Lage der Kolben 4l die Rollen ei oh zwecks Schmierung der aneinanderliegenden Flächen von der Nockenflache abheben. Der Schmierspalt ist so klein, daß er zeichnerisch nioht dargestellt werden kann.

Die offenen Enden der Bohrungen 4o sind durch Ventile 52 abgeschlossen (Fig. 3), und jedes Ventil besteht aus eln®m Gehäuse 53, das an einem Ende in dem oberen Teil 11 des Pumpengehäuses eingeschraubt 1st, während das andere Ventilend· ein Anschluß für eine Leitung ist* Dies· Leitung ist mit ihrem anderen Ende an eine Einspritzdüse angeschlossen, die ein federbelastet«« Steuerventil hat. Der Gehäuseteil 53 hat eine abgestuft« Bohrung 54, und in der Bohrung 4o gleitet «in Stopfen 57, der «in· axiale Leitung hat. Der Stopfen hat einen Umfangsflanech, der sich an dl« Stufe in der Bohrung .54. anlegt und die Bewegung des Stopfens begrenzt« Das Ende der Leitung in d«m Stopfen in dtr Näh· des Gehäuses 53 i»t als ein Sitz für ein Ventil 56 ausgebildet, das durch «in« Sohraubendruokfeder 55 belastet ist. Wenn aus der Bohrung 4o Brennstoff verdrängt wird, bewegen sich der Stopfen 57 mit dem Ventil 56 «ntg«g«n der Kraft der Druckfeder 55, bis der Stopfen sich nicht mehr weiterbewegen kann. Während dieser Zelt fließt Brennstoff in die Leitung, aber bei weiterem Brennstofffluß hebt sich das Ventil 56 von seinem Sitz ab. Wenn der Brennitofffluß aus der Bohrung 4o aufhörte legt eich das Ventil 56 an seinen Sitz an, und der Stopfen mit dem Ventil bewegt eich in die in der Zeichnung gezeigte Lag·, und &war unter Wirkung der ' Schraubttndruckfeder 55. Bei dieser Bewegung fileSt eine vorbe»

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stimmt· Brennstoffmenge aus der Leitung.

Jede Bohrung 4o hat einen Umfangseinsohnitt 58, und diese Einschnitte 58 stehen miteinander und mit einer Leitung 59 in Verbindung· Die Leitung 59 wird von einem handbetätigten Ventil 60 gesteuert. Weiterhin hat jede Bohrung 4o einen zweiten ringförmigen Einschnitt 6l, und auch dies· Einschnitte stehen miteinander in Verbindung, sowie mit einer Leitung 62 (Flg. 2),Diese Leitung 62 endet in einer öffnung 63 in der Wandung 6*4. Die Achse der Bohrung 64 liegt parallel zur Drehachse der Nookenwel-Ie, und in der Bohrung liegt ein Drosselventil 65 mit einem Umf&ngeeinschnltt 66» Der Einschnitt 66 steht mit einer Leitung in verbindung, die Ihrerseits mit dem Auslas der Speisepumpe 22 verbunden ist. Zur Steuerung des Auslaßdruokes der Speisepump· dient ein federbelasteter Ventil 68, das in Fl-g, 4 dargestellt Igt«, Das Drosselventil wird duroh eine Reglerfeder 69 in eine Richtung gedrückt* und dadurch vergrößert sich der wirksame Durchlas der öffnung 63* In entgegengesetzter Richtung wird das Drosselventil durch einen Zentrifugalmeohanismui bewegt, der über einen Riemen 71 von des» Seilscheibe 5o angetrieben wird. DIs Reglerfeder Besteht aus einer ersten starken Feder 72 und aus einer zweiten verhältnismäßig sahwachen Feder 72* Zwischen beiden Federn liegt ein tassenfertiger Anschlag 74, der auf dem inneren Umfang eines tassenförmigen Teils 75 gleitet, der seinerseits in einem breiteren Teil der Bohrung 64 gleitet* Die Lag· des tass@nfb*rmig$B Teils 75 wird von einem handbetätigten Glied 76 von außen her gesteuert»

Jedsr Kolben 41 hat ein« abgestufte Blindbohrung 80 (Fig♦ 3), deren breiteres Ende sioh von dem Kolben au* erstickt, der von dar Nookenwölle entfernt liegt« Das engere Bude der Bohrung steht mit einem Umfangseinsohnitt 31 lh Verbindung« der auf dem Umfang d®B Kolbens ausgebildet Isto Die Stufe sswi«öh«n 4«m breiteren und dem engeren T®il der Bohrung 80 bildet 4*n Sits für ein Ku-32, vmä die Bewegung, des Kugelventile v«ma*i»«a Sit a

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weg wird duroh einen Bolzen 83 gesteuert. Der breitere Teil der Bohrung 80 steht mit einem Umfangselnsohnitt 84 des Kolbens in Verbindung.

Im folgenden wird die Kolbenbewegung aus der in Flg. 3 gezeigten Lage beschrieben. Wenn aloh die Nockenwelle 14 dreht, bewegen sloh die Kolben 41, wenn die Rolle 43 auf d«n Nockenvorsprung 16 aufläuft· Bei Beginn der Kolbenbewegung wird Brennstoff aus der Pumpenkammer zwischen dem Kolben und dem Stopfen durch die

* Leitung 59 verdrängt, wenn das Ventil 60 offen ist. Wenn das Ende des Kolbens den Einschnitt 58 abdeckt, fließt Brennstoff durch die axiale Leitung in dem Streifen 57, und dann wird Brennstoff in den Zylinder eingespritzt· Diese Brennstoffeinspritzung dauert an, big der Einschnitt 84 sich mit dem Einschnitt 58 deckt, und an diesem Punkt entweicht der in dem Pumpenraum zurückbleibende Brennstoff über die Leitung 59, wenn das handbatätIgte Ventil 60 offen 1st. Während dar Bewegung des Kolbens nach Innen bzw· nach oben liegt das Kugelventil 82 auf seinem Sitz* Während der ganzen Btwegung des Kolbens deoktn sich 41s Einsahnltt® 61 und Bl, und am Ende der Einwärtsbewegung des Kolbens,und wenn die Rolle 43 sich von einem Nockenvorsprung 16 abhebt, fließt Brennstoff von dem Auslaß der Speisepumpe unter Drunk In dia Boh-

) rung 80 hinter dem Kugelventil 82, und zwar über die Einschnitt® 8l und 61, die Leitung 62, die Öffnung 63 und den Blnschnitfc 66»

Dl* Brennstoff menge hängt ab von der wirksamen Gi'Sßa der Öffnung: 63» Durch diesen Brennst off f IuS bewegt sich der Kolben in dl® in Flg. 3 gezeigte Lag», und wann die öffnung 63 ganz offen ist,- hat der Kolben die In Fig* J gezeigte Lage* Wenn die öffnung 63 ©ingesngt ist, kann der Kolben niöht die dargestellt« L*ge «rraiahen. In Pig* 3 1st der Kolben in der Lage dargestellt, in der dis nor·* male HAximalamig* Brennstoff zur BrennkraftmasohiBe gefordert wird, aber wenn das handbetätigte Ventil 60 geschlossen der Brennstoff nicht duroh die Leitung 59 entweichen, und sowohl bei Beginn als auch am Ende des Kolbenhubes» Infolg© dessen

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wird überschüssiger Brennstoff nur für Start zwecke der Brennkraftmaschine zugeführt· Wenn die Brennkraftmaschine angelassen, ist« wird das von Hand betätigte Ventil 60 automatisch In seine Offenstellung bewegt«

Das Offnen der Öffnung 63 wird wahlweise durch den Zentrifugalmeohanismus 70 und teilweise durch das von Hand eingestellte Teil 76 gesteuert, Der Zentrifugalmechanismus 70 wirkt zusammen mit den Reglerfedern 72 und 73 als auf Drehzahl ansprechender Regler in bekannter Weise. Wenn die Drehzahl sich vergrößert, werden Federn 72 und 73 bei einer bestimmten Einstellung des Teils 76 zusammengedrückt, und dadurch verringert sich der wirksame Bereich der Öffnung 63, Bei sich verringernder Drehzahl wird der wirksame Bereich der Öffnung 63 größer und damit auoh die Brennstoffmenge, die der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Das Ventil 68 bewirkt, daß der Brennstoff aus der Leitung 67 zu den verschiedenen Pumpenkammern gelangt. Insbesondere ist es möglich, daß Brennstoff in die Bohrung gelangt, in der die Nockenwelle liegt. Der Brennstoff wirkt als Schmiermittel und Kühlmittel für die verschiedenen Arbeitsflächen und kühlt außerdem den Treibriemen 61. Überschüssiger Brennetoff fließt über tin federbelastetes Ventil 9o zum BrennstoffSInIsJ 25 zurück. Das Ventil 9o liegt in dem Gehäuse 21, in den sieh die Brennstofförderleitungen befinden und von dem auoh die Füllpump· und das Filter getragen werden. Der Hohlraun des Clehttuses 21 hat außerdem einen Abfluß 91, durch den eine bestimmt· Meng· Brennstoff zu eint« Abflul fließt, der üblicherweise d«r BfrMidatofftaAk ist. Duroh diesen Abfluß kann Luft oder Dampf austreten, d«r «loh in dem oberen Teil des Gehäuses ansammeln kann« .

Zum Anhalten der Brennkraftmaschin· dient «in Absperrventil 86, <äas von außen betätigbar ist uad die Verbindung iwlseh«n dem Auslaß der Speisepumpe und der öffnung 63 steuert» Die«es Absperrventil liegt aber hinter dem Entlastungsventil, so dafi bei geschlossenem Ventil vor Anlassen der Brennkraftmaschine keine überschüssigen Drücke am Auslaß der Speisepumpe auftreten. Ein

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besonderer Vorteil der erf indungsgeinäflen Brennstoffpumpe liegt darin, daß keine Federn notwendig sind für die RÜokbewegung der Pumpenkolben. Dadurch wird auch das Problem der Korrosion der Federn gelost, deren Lebensdauer durch Korrosion sehr viel kiel· ner werden kann.

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Claims

Pat ent ansprüche

1. Brennstoffpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern „--'mit einem in einer Bohrung gleitenden Kolben, der mittels eines Nockens su einem Bohrungsende bewegt wird und den Brennstoff durch einen Auslaß verdrängt» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlaßleitung (29) in dem Pumpengehäuse (lo) und in dem Kolben (41) mit einer Quelle unter Druck stehenden Brennstoffs verbunden ist und mit einem Einwegventil (26) Verbindung hat, das bei Brennstofförderung einen Rückfluß durch dl· Einlaßleitung verhindert, wobei ein Drosselventil (65) in der Einlaßleitung die Brennstoffmenge steuert, und daß eine Überlauföffnung (63) in der Bohrung mit einem mit der Pumpenkammer in Verbindung stehenden Einschnitt (61) derart zusammenarbeitet, daß die Brennstofförderung in einer vorbestimmten Stellung des Kolbens aufhört,

2. Brennstoffpumpe naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (60) so betätigbar 1st, daß kein Brennstoff duroh die Überlaufleitung (63) fließen kann, so dftß überschüssiger Brennstoff für Startzwecke gefördert wird,

3. Brennstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (41) am Ende seiner Bewegung und bei Einstellung des Drosselventils (65) für normale Brennstoffmenge dl· Überlauf leitung (63) freigibt, so daS am Anfang d«r Kolbenbewegung Brennstoff durch die Überlaufleitung fließt*

4. Brennstoffpumpe nach Anspruch 2 oder 3» dadurchgekennajeichnet, daß der BrennstofffluQ duroh die SinlnßleItung (25# 29) duroh ein einziges Drosselventil (26) gesteuert wird.

5« Brennstoffpumpe nach «inem der Anspruch« 1-4, dadurch g«k«nnzelQhnet, daß die Nocken (15) d«r Nocktnwell* (14) mehrere Nooksnvorsprünge (16) haben, die auf ü»v Hookenwelle befestigt ■ oder ein Teil der Nockenwelle sind» und d&S &t· sprünge Lagerteile der Nockenwelle sind.

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6. Brennstoffpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dad die Enden der Kolben (41) an Rollen (43) anliegen, die zwecks Schmierung bei Drehung der Welle· (14) von den Nocken abgehoben werden können.

7. Brennstoffpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet?, daß die Nocken von Nockensohuhen (42).. getragen werden, die mit Teilen über die Enden der Nocken hinausragen und die von den Flächen (44) von Schlitzen des Gehäuses geführt werden, wobei diese Schlitz· dl* Bewegung der Rollen begrenzen.

8. Brennstoffpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Drosselventils (65) durch einen von der Pumpenwell· über Riemen angetriebenen Zentrifugalmechanismus (7o) erfolgt.

9. Brennstoffpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Kräften des Zentrifugalmechanlsmue (70) eine Reglerfeder (69) !■ Sinne eines vergrößerten Brennstioffflusses entgegenwirkt , und daß die Kraft der Reglerfeder von Hand einsteilbar 1st.

Iq »Brennet off pumpe nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dftö die Nockenwelle (14) den Rotor einer Flügelapeisepump« (22) trägt, währendder Stat or der Flügelpumpe (22) vom Pumpengehäuse (lo) getragen wird.

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