DE2220212B2

DE2220212B2 - IC engine fuel injection pump cylinder by pass port - has cavitation impact-resistant disc with polished conical profile facing outside of port

Info

Publication number: DE2220212B2
Application number: DE19722220212
Authority: DE
Inventors: Ludwig Salzburg-Aigen Brunner (Österreich)
Original assignee: Friedmann and Maier AG
Current assignee: Friedmann and Maier AG
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-04-25
Publication date: 1976-09-23
Also published as: AT306445B; DE2220212A1

Abstract

The pump arrangement comprises a cylinder bush containing a piston with control profile(s), the cylinder wall being provided with a bypass post for each control profile, - which post mag at the same time, serve as an inlet post, and a cavitation resistant impact element being arranged outside the bush so that its hardened surface faces the post. The surface facing the post has an indented profile whose width increases, preferably conically, in the direction towards the post. The surface of the indentation is polished. The surface of the bottom of the conical identation preferably has a smaller diameter than that of the post.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit je Pumpenelement einem in eine Aufnahmebohrung des Pumpengehäuses eingesetzten, einen in seiner Umfangsfläche zumindest eine Steuerkante aufweisenden Pumpenkolben aufnehmenden Pumpenzylinder, in dessen Wand je Steuerkante eine ggf. zugleich als Saugbohrung dienende Überströmbohrung angeordnet ist, der ein rotationssymmetrisch gestalteter und aus kavitationsbcstäiuligem Material bestehender Prallstopfen mit einer der Überströmbohrung zugewandten gehärteten Oberfläche gegenüberliegt.The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines with one per pump element inserted into a receiving bore of the pump housing, at least one in its peripheral surface Control edge having pump piston receiving pump cylinder, in the wall of each control edge an overflow hole, possibly also serving as a suction hole, is arranged, which is a rotationally symmetrical designed and made of kavitationsbcstäiuligem material baffle plug with one of the Overflow hole facing hardened surface is opposite.

Die Anordnung von Prallstopfen bei Kraftstofleinspritzpumpen dient dem Zweck, Kavitationsschäden an den den ggf. zugleich als Saugbohrungen dienenden Überströmbohrungen des Pumpenzylinders gegenüberliegenden Wandstellen des Pumpengehäuses durch den aus diesen Bohrungen mit hoher Strömungsenergie austretenden Kraftstoffstrahl zu verhindern. Es hat sich gezeigt, daß diese Sicherheitsmaßnahmen nicht in allen Fällen, vor allem nicht bei Einspritzpumpen, die mit sehr hohen Drücken betrieben werden, ausreichenden Schutz gegen Kavitationsschäden bieten. Dieser Nachteil dürfte darauf zurückzuführen sein, daß durch den Prallstopfen nur ein relativ geringer Teil der Strömungsenergie vernichtet wird.The arrangement of impact plugs in fuel injection pumps serves the purpose of cavitation damage to the possibly also serving as suction holes Overflow holes of the pump cylinder opposite wall points of the pump housing through the to prevent fuel jet escaping from these bores with high flow energy. It has demonstrated that these safety measures are not in all cases, especially not with injection pumps that use very operated at high pressures, offer adequate protection against cavitation damage. This disadvantage may be due to the fact that only a relatively small part of the flow energy through the impact plug is destroyed.

Es ist eine Einspritzpumpe der eingangs genannten Art bekannt (GB-PS 1142 503), bei welcher der Pralistopfen aus einer am Ende eines Gewindebolzens angeordneten gehärteten Stahlscheibe besteht, welche unmittelbar in eine radiale Bohrung des Pumpengehäuses eingesetzt und durch eine Mutter fixiert ist. Der Schraubenbolzen weist am äußeren Ende einen Schlitz zum Ansetzen eines Schraubenziehers auf, um die Stahlscheibe erforderlichenfalls verdrehen und in einer neuen Winkelstellung wieder fixieren zu können. Diese Maßnahme bezweckt eine gleichmäßige Abnützung der Stahlscheibe, wenn diese in bezug auf die Acnse der Überströmbohrung winkelmäßig etwas versetzt angeordnet wird, so daß der aus der Überströmbohrung austretende Kraftstoffstrahl exzentrisch auf die Scheibe auftrifft. Dabei ist zu erwarten, daß es im Wandbereich um den Prallstopfen doch zu Kavitationsschäden kommen wird, da der über die Überströmbohrung im Pumpenzylinder in den zwischen diesem und dem Pumpengehäuse gebildeten Ringraum austretende Kralitstoffstrahl vom Prallstopfen zum Teil nur in tangentiale Richtung umgelenkt werden wird.There is an injection pump of the type mentioned (GB-PS 1142 503), in which the Pralistopper consists of a hardened steel disc arranged at the end of a threaded bolt, which is inserted directly into a radial bore in the pump housing and fixed by a nut. Of the The screw bolt has a slot at the outer end for inserting a screwdriver to the If necessary, turn the steel disk and fix it again in a new angular position. These The aim of the measure is to ensure that the steel disc wears evenly when it is in relation to the acnse of the Overflow hole is arranged slightly offset angularly, so that the from the overflow hole exiting fuel jet strikes the disc eccentrically. It is to be expected that it will be in the wall area around the impact plug will cause cavitation damage, because the overflow hole in the Pump cylinder exiting into the annular space formed between this and the pump housing Kralitstoffstrahl will be deflected from the impact plug in part only in the tangential direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe der eingangs genannten Bauart durch besondere Gestaltung der Prallstopfen noch wirkungsvoller ab bisher gegen Kavitationsschäden abzusichern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Prallstopfen überströmbohrungsseitig eine sich zur Bohrung hin nach außen erweiternde, vorzugsweise kegelstumpfförmig ausgebildete Vertiefung aufweist, deren Oberfläche poliert ist. Es hat sich gezeigt, daß durch diese· Ausbildung des Prallstopfens Kavitationsschaden an den Gehäusewänden selbst bei Einspritzpumpen, die mit extrem hohen Einspritzdrücken arbeiten, praktisch zur Gänze unterbunden werden können. Die Vertiefung des Prallstopfens bildet nämlich gewissermaßen ein nur zur Überströmbohrung hin offenes Gefäß, an dessen sich nach außen erweiternden vorzugsweise schrägen Wandungen sich die Kraft des Randstrahles des auf den Prallstopfen auftreffenden Kraftstoffes bricht. Der Kraftstoffstrahl wird dadurch aufgesplittert und verliert dabei einen Großteil seiner für Kavitationsschäden maßgeblichen kinetischen Energie. Die polierte Oberfläche im Bereich der Vertiefung des Prallstopfens begünstigt diesen Vorgang und führt außerdem zu einer größeren Lebensdauer des Prallstopfen:> .The invention is based on the object of providing an injection pump of the type mentioned at the beginning Special design of the baffle plugs to protect against cavitation damage even more effectively from now on. This object is achieved according to the invention in that the impingement plug becomes one on the overflow bore side has an outwardly widening, preferably frustoconical recess, whose surface is polished. It has been shown that this design of the impact plug causes cavitation damage to the housing walls even with injection pumps, that work with extremely high injection pressures are practically completely prevented can. The depression of the impact plug forms, so to speak, only towards the overflow hole Open vessel, on whose outwardly widening, preferably inclined walls, the force of the The edge jet of the fuel hitting the impact plug breaks. The fuel jet is thereby splintered and loses a large part of its kinetic energy, which is decisive for cavitation damage. The polished surface in the area of the recess of the impact plug promotes this process and guides it also to a longer service life of the impact plug:>.

B>ei einer Einspritzpumpe mit einer kcgclstumpfförmiy ausgebildeten Vertiefung im Prallstopfen ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die Bodenfläche der Vertiefung einer gegenüber dem Durchmesser der Überströmbohrung kleineren Durchmesser aufweist. Diese Formgebung der Vertiefung hai sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, weil hier die Randschiehten des aus der Saug-B> ei an injection pump with a stump shape formed recess in the impact plug, it is particularly advantageous in a further embodiment of the invention, when the bottom surface of the recess is one opposite the diameter of the overflow hole has a smaller diameter. This shape of the recess has proven to be particularly effective proven, because here the edge layers of the suction

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l»zw. Überströmbohrung austretenden KMtstoffstrahles auf die konische Mantelfläche der Vertiefung auftreffen, wodurch sie gegen deren Zentrum abgelenkt werden und dort aufeinanderprallen. Durch die dabei entstehende Turbulenz wird ein beträchtlicher Anteil 5 der Strömungsenergie vernichtet. Durch den öffnungswinkel und die Durchmesserverhältnisse der kegelstumpfförmigen Vertiefung läßt sich die Ablenkung des auf den Prallstopfen auftreffenden Kraftstoffstrahles beliebig variieren und damit den jeweiligen Erfordernissen anpassen.l »betw. Overflow hole exiting fuel jet impinge on the conical surface of the recess, thereby deflecting it towards its center and collide there. Due to the resulting turbulence, a considerable proportion 5 the flow energy destroyed. Due to the opening angle and the diameter ratios of the frustoconical The deflection of the fuel jet hitting the impact plug can be deepened vary as desired and thus adapt to the respective requirements.

Besonders vorteilhaft äst es, wenn die Vertiefung in einer als Prallstopfen dienenden Scheibe ausgebildet ist, die fest oder lösbar in einem abströmseitig an die Überströmbohrung anschließenden und gegenüber dieser erweiterten Bohrungsabschnitt eingesetzt ist, und wenn die Vertiefung über wenigstens uine in der Umfangsfläche der Scheibe mündende nutartige Aussparung mit dem den Pumpenzylinder umgebenden Saug- bzw. Überströmraum der Einspritzpumpe in Verbindung steht. Durch diese Anordnung wird die Pumpengehäusewand noch intensiver gegen den austretenden Kraftstoffstrahl abgeschirmt. Ferner zeichnet sich diese Anordnung durch den geringen Werkstoffaufwand für die aus kavitationsbeständigem Material zu fertigenden Prallstopfen und auch dadurch aus, daß die Anbringung der Prallstopfen am Pumpenzylinder, also in einer in bezug auf die Überströmbohrung feststehenden Lage, jede beliebige Position der Steuerbohrungen, bezogen auf das Pumpengehäuse, zuläßt. Darüberhinaus wird die Größe des Saug- bzw. Überströmraumes von den Prallstopfen überhaupt nicht beeinflußt. Außerdem entfällt auch eine zusätzliche Bearbeitung am Pumpengehäuse. Ferner kann ein Prallstopfen dieser Art auch bei bereits vorhandenen Einspritzpumpen leicht nachträglich eingebaut werden, ohne daß wesentliche Änderungen an der Grundkonstruktion der Einspritzpumpe vorgenommen werden müssen. Schließlich wird hierdurch ein wesentlicher Nachteil der eingangs beschriebenen bekannten Konstruktion vermieden, der darin besteht, daß der Prallstopfen in einer Durchgangsbohrung des Pumpengehäuses angeordnet ist, in dem der Kraftstoff unter Überdruck steht, so daß eine sorgfältige Abdichtung dieser Bohrung erforderlich wird.It is particularly advantageous if the recess in a disc serving as an impact stopper is formed, which is fixed or detachable in an outflow side to the Adjoining overflow and opposite this enlarged bore section is used, and if the recess has at least uine groove-like recess opening into the circumferential surface of the disk with the suction or overflow space of the injection pump surrounding the pump cylinder in Connection. This arrangement makes the pump housing wall even more intense against the exiting Shielded fuel jet. Furthermore, this arrangement is characterized by the low cost of materials for the impact plug to be manufactured from cavitation-resistant material and also from the fact that the Attachment of the baffle plug to the pump cylinder, i.e. in a fixed position with respect to the overflow hole Location, any position of the control bores, based on the pump housing, allows. Furthermore the size of the suction or overflow space is not influenced at all by the impact plug. aside from that There is also no need for additional machining on the pump housing. Furthermore, an impact plug of this type can also can easily be retrofitted to existing injection pumps without essential Changes need to be made to the basic design of the injection pump. Finally will This avoids a major disadvantage of the known construction described above, the consists in that the impact plug is arranged in a through hole of the pump housing in which the fuel is under excess pressure, so that careful sealing of this hole is required will.

Bei einer Einspritzpumpe mit einer Vertiefung in einem als Scheibe ausgebildeten Prallstopfen kann es dabei weiter vorteilhaft sein, wenn die Scheibe in den an die Überströmbohrung anschließenden erweiterten Bohrungsabschnitt eingepreßt ist. Diese Anordnung zeichnet sich durch besonders geringen Bearbeitungsaufwand aus und kann auch bei verhältnismäßig hohen Einspritzdrücken Anwendung finden.In the case of an injection pump with a recess in an impact plug designed as a disk, it can be further advantageous if the disk is expanded in the area adjoining the overflow hole Bore section is pressed in. This arrangement is characterized by particularly low processing costs and can also be used with relatively high Find injection pressures application.

In manchen Fällen ist es aber erwünscht, die Prallstopfen erforderlichenfalls rasch und mühelos austauschen zu können. Hierfür ist es zweckmäßig, wenn die mit einem Außengewinde versehene Scheibe in den an die Überströmbohrung anschließenden und mit einem entsprechenden Innengewinde versehenen erweiterten Bohrungsabschnitl eingeschraubt ist. Diese Verbindung des Prallstopfens mit dem Pumpenzylinder hält auch den höchsten auftretenden Einspritzdrücken stand.In some cases, however, it is desirable to remove the baffles quickly and easily if necessary to be able to exchange. For this purpose it is useful if the washer provided with an external thread in the one connected to the overflow hole and provided with a corresponding internal thread extended Bohrungsabschnittl is screwed. This connection of the impact plug with the pump cylinder withstands even the highest injection pressures that occur.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines bevorzugten, in der Zeichnung dargestellten Ausl'ührungsbeispieles näher erläutert. Es zeigenThe invention is described below with reference to a preferred exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail. Show it

F i g. 1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Einspritzpumpe nach der Erfindung undF i g. 1 shows a partial vertical section through an injection pump according to the invention and

Fig.2 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie M-Il in Fig. 1.2 shows a horizontal section along the line M-II in Fig. 1.

Das nur teilweise dargestellte Pumpengehäuse 1 der Einspritzpumpe weist je Pumpenelement eine Aufnahmebohrung 2 für den mit einem Flansch 3 versehenen Pumpenzylinder 4 auf. Im Pumpenzylinder 4 ist der Kolben 5 des Pumpenelementes, der in bekannter Weise von einem nicht dargestellten Nockentrieb betätigt wird, gleitbar geführt.The only partially shown pump housing 1 of the injection pump has a receiving bore for each pump element 2 for the pump cylinder 4 provided with a flange 3. In the pump cylinder 4 is the Piston 5 of the pump element, which is actuated in a known manner by a cam drive, not shown is slidably guided.

In einem erweiterten Abschnitt der axialen Bohrung des Pumpenzylinders 4 oberhalb des Kolbens 5 befindet sich das Druckventil 6, welches von der Druckverschraubung 7, von der die nicht dargestellte Einspritzleitung des Pumpenelementes ausgeht, gegen einen im Pumpenzylinder 4 eingelegten Dichtring 8 gepreßt wird.Located in an enlarged section of the axial bore of the pump cylinder 4 above the piston 5 the pressure valve 6, which is from the pressure screw connection 7, from which the injection line, not shown of the pump element goes out, is pressed against a sealing ring 8 inserted in the pump cylinder 4.

Der Pumpenzylinder 4, der sich unter Beilage von Vorhubeinstellplättchen 9 an der oberen Begrenzungsfläche des Pumpengehäuses 1 abstützt, ist mittels in das Gehäuse eingeschraubter Stiftschrauben 10, welche den Flansch 3 durchsetzen und auf die Muttern 11 unter Beilage von Unterlegscheiben 12 aufgeschraubt sind, mit dem Pumpengehäuse 1 starr verbunden.The pump cylinder 4, which is supported on the upper boundary surface of the pump housing 1 with the addition of pre-stroke adjustment plates 9, is connected to the pump housing by means of studs 10 screwed into the housing, which pass through the flange 3 and are screwed onto the nuts 11 with washers 12 1 rigidly connected.

Die Aufnahmebohrung 2 des Gehäuses 1 ist zu einem den Zylinder 4 umgebenden Saug- bzw. Überströmraum 13 erweitert, der nach oben und unten durch je einen O-Ring 14 bzw. 15 abgedichtet ist. Der Pumpenzylinder 4 weist in diesem Bereich die im vorliegenden Beispiel zugleich als Saug- bzw. Überströmbohrungen dienenden Bohrungen 16 auf, welche bei Pumpen konventioneller Bauart unmittelbar in den Raum 13 münden. Im vorliegenden Beispiel ist in einen an jede Bohrung 16 anschließenden erweiterten Bohrungsabschnitt 21 ein scheibenförmiger Prallstopfen 17 aus kavitationsbeständigem Material eingesetzt, der an seiner inneren Stirnseite eine kegelstumpfförmige Vertiefung 18 mit einer Bodenfläche 18a aufweist. Jeder Prallstopfen 17 besitzt wenigstens eine von der Vertiefung 18 bis zur Umfangsfläche durchgehende nutartige Aussparung 19, über welche die betreffende Saug- bzw. Überströmbohrung 16 mit dem Saug- bzw. Überströmraum 13 des Pumpengehäuses 1 in Verbindung steht.The receiving bore 2 of the housing 1 is to a suction or overflow space surrounding the cylinder 4 13 expanded, the top and bottom by one each O-ring 14 or 15 is sealed. The pump cylinder 4 has in this area the in the present example at the same time serving as suction or overflow bores 16, which are conventional in pumps Design open directly into room 13. In the present example there is one in each bore 16 subsequent enlarged bore section 21 a disc-shaped impact plug 17 made of cavitation-resistant Material used, which has a frustoconical recess 18 on its inner end face having a bottom surface 18a. Each impact plug 17 has at least one of the recess 18 to Continuous groove-like recess 19 on the circumferential surface, via which the relevant suction or overflow bore 16 is in connection with the suction or overflow space 13 of the pump housing 1.

Der beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens 3 mit hoher Strömungsenergie aus den Bohrungen 16 austretende Kraftstoffstrahl prallt auf den ihm unmittelbar gegenüberliegenden Prallstopfen 17 auf und wird von den Wandungen der kegelstumpfförmigen Vertiefung 18 mehrfach abgelenkt. Dadurch wird ein großer Teil der Strömungsenergie vernichtet und der Kraftstoffstrahl entspannt über die nutartige Aussparung 19 in den Saug- bzw. Überströmraum 13 abgeleitet.During the upward stroke of the pump piston 3 with high flow energy from the bores 16 exiting fuel jet impinges on the impingement plug 17 directly opposite it and becomes deflected several times by the walls of the frustoconical recess 18. This will make a great one Part of the flow energy is destroyed and the fuel jet relaxes via the groove-like recess 19 Derived into the suction or overflow space 13.

Bei der dargestellten Ausführung der Einspritzpumpe sind die scheibenförmigen Prallstopfen 17 in die mit einem Innengewinde 20 versehenen erweiterten Bohrungsabschnitte 21 eingeschraubt. Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, den Prallstopfen mit einem entsprechenden Übermaß auszuführen und in die erweiterten Bohrungsabschniuc21 einzupressen.In the illustrated embodiment of the injection pump, the disc-shaped impact plugs 17 are in the with an internal thread 20 provided enlarged bore sections 21 screwed. Deviating from this but it is also possible to run the impact plug with a corresponding oversize and in the to press in the enlarged bore section21.

An Stelle der in der Pumpenzylinderwand angeordneten scheibenförmigen Prallbolzen können auch bolzen-'örniige Prallstopfen Verwendung finden, deren innere Stirnseiten die erwähnte Vertiefung aulweisen und die in Gehiuisebohrungen eingesetzt sind, welche den einzelnen Saug- b/w. Ubcrsirömbohrungcn in der Wand des Pumpenzylinders gegenüberliegen.Instead of those arranged in the pump cylinder wall disc-shaped impact bolts can also be bolt-shaped Impact plugs are used, the inner end faces of which have the recess mentioned and the are used in Gehiuisebohrungen which the individual suction b / w. Ubcrsirömbohrcn in the Opposite wall of the pump cylinder.

HiL-rzu 1 Blatt ZeichnungenHiL-r to 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Fuel injection pump for internal combustion engines with each pump element one in one Receiving bore of the pump housing used, one in its peripheral surface at least one Control edge having pump piston receiving pump cylinder, in the wall of each Control edge an overflow hole, which may also serve as a suction hole, is arranged, which is a Rotationally symmetrically designed impact plug made of cavitation-resistant material with a hardened surface facing the overflow bore, thereby characterized in that the baffle plug (17) on the overflow bore side extends to the bore (16) has an outwardly widening, preferably frustoconical recess (18), whose surface is polished.

2. Fuel injection pump according to claim 1 with a frustoconical recess, characterized in that the bottom surface (18a) of the recess (18) is one opposite the diameter the overflow bore (16) has a smaller diameter.

3. Fuel injection pump according to claim 1 or 2, characterized in that the recess (18) in a disc serving as an impact plug (17) is formed, which is fixed or detachable in one Adjoining the overflow bore (16) on the outflow side and widened in relation to this Bore section (21) is used, and that the recess (18) has at least one in the Groove-like recess (19) opening onto the peripheral surface of the disc with which the pump cylinder (4) surrounding suction or overflow space (13) of the injection pump is in communication.

4. Fuel injection pump according to claim 3 with serving as an impact plug, firmly in the to the Overflow bore subsequent enlarged bore section inserted disc, thereby characterized in that the disc is pressed into the enlarged bore section (21).

5. Fuel injection pump according to claim 3 with serving as an impact plug, releasable in the Overflow bore subsequent enlarged bore section inserted disc, thereby characterized in that the washer provided with an external thread in the with a corresponding Internal thread (20) provided enlarged bore section (21) is screwed.