DE2220212C3

DE2220212C3 - Fuel an injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE2220212C3
Application number: DE19722220212
Authority: DE
Inventors: Ludwig Salzburg-Aigen Brunner (Osterreich)
Original assignee: Friedmann and Maier AG
Current assignee: Friedmann and Maier AG
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-04-25
Publication date: 1977-05-12

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit je Pumpenelement einem in eine Aufnahmebohrung des Pumpengehäuses eingeseizten. 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 kavitationsbeständigem Material bestehender Prallstopfen mit einer der Überströmbohrung zugewandten gehärteten Oberflächegegenüberliegt. The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines with one per pump element pierced into a mounting hole in the pump housing. receiving a pump piston having at least one control edge in its circumferential surface Pump cylinder, in the wall of which an overflow hole may also serve as a suction hole for each control edge is arranged, which is a rotationally symmetrical and made of cavitation-resistant Material of existing baffle plugs with a hardened surface facing the overflow hole opposite.

Die Anordnung von Prallstopfen bei Kraftstoffeinspritzpumpen 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, ausreichr ien 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 is used to prevent cavitation damage the overflow bores of the pump cylinder, which may also serve as suction bores, opposite Wall points of the pump housing through the holes from these holes with high flow energy to prevent escaping fuel jet. It has been shown that these security measures are not in all Cases, especially not in the case of injection pumps that are operated at very high pressures, are sufficient Offer protection against cavitation damage. This disadvantage is likely to be due to the fact that the Impact plug only a relatively small part of the flow energy is destroyed.

Es ist eine Einspritzpumpe der eingangs genannten Art bekannt (GB-PS 1142 503), bei welcher der Prallstopfen 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 au. die Achse 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 Watiidbereich 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 Kraftstoffstrahl vom Prallstopfen zum Teii nur in tangentiale Richtung umgelenkt werden wird.There is an injection pump of the type mentioned (GB-PS 1142 503), in which the Impact plug 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. the The screw bolt has a slot at the outer end for inserting a screwdriver to the If necessary, twist the steel disk and; to be able to fix again in a new angular position. This Measure aims at uniform wear of the steel disc, if this in relation to au. the axis 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 watiid range around the impact plug will cause cavitation damage because the overflow hole in the Exiting pump cylinder in the annular space formed between this and the pump housing Fuel jet from the impact plug to the part will only be deflected in a tangential direction.

Der Erfindung lie_fct die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe der eingangs genannten Bauart durch besondere Gestaltung der Prallstopfen noch wirkungsvoller als bisher gegen Kavitationsschäden abzusichern. Diese Aufgabe wird erfindungsgeniaß dadurch gelöst, daß der Prallstopfen überströmbohrungsseitig eine sich zur Bohrung hin nach außen erweiternde, von'.ugsweise kegelstumpfförmig ausgebildete Vertiefung aufweist, deren Oberfläche poliert ist. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Ausbildung des Prallstopfens Kavitationsschäden 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 Prallstopfens. The invention lie _fc t based on the object so far to secure an injection pump of the aforementioned type by special design of the baffle plug even more effective as against cavitation damage. According to the invention, this object is achieved in that the impact plug has, on the overflow bore side, a recess which widens outwardly towards the bore and is designed in the shape of a truncated cone, the surface of which is polished. It has been shown that this design of the impact plug can practically completely prevent cavitation damage to the housing walls, even in the case of injection pumps that work with extremely high injection pressures. The depression of the impact plug forms, so to speak, a vessel that is only open towards the overflow bore, on whose outwardly widening, preferably inclined walls, the force of the edge jet of the fuel hitting the impact plug is refracted. As a result, the fuel jet is split up 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 favors this process and also leads to a longer service life of the impact plug.

Bei einer Einspritzpumpe mit einer kegelstumpfförmig ausgebildeten Vertiefung im Prallstopfcn ist es in weiterer Ausgestaltung der F.rfindung besonders vorteilhaft, wenn die Bodenfläche der Vertiefung einen gegenüber dem Durchmesser der Überströmbohrung kleineren Durchmesser aufweist. Diese Formgebung der Vertiefung hat sich als besonders wirkungsvoll erwiesen, weil hier die Randschichten des aus der Saug-In the case of an injection pump with a frustoconical 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 opposite to 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 outer layers of the

bzw. Überströmbohning austretenden Kraftstoffstrahles 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 kegeistumpfförmigen Vertiefung läßt sich die Ablenkung des auf den Prallstopfen auftreffenden Kraftstoffstrahles beliebig variieren und damit den jeweiligen Erfordernissen anpassen. or overflow bean exiting fuel jet impinge on the conical surface of the recess, whereby they are deflected towards its center and collide there. The resulting turbulence destroys a considerable portion of the flow energy. The opening angle and the diameter ratios of the truncated cone-shaped recess allow the deflection of the fuel jet hitting the impact plug to be varied as desired and thus adapted to the respective requirements.

Besonders vorteilhaft ist 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 eine 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 zeichne; sich diese Anordnung durch den geringen Werkstof faufwand für die aus kavitationsbeständigem Material zu fertigenden Prallstopfen und auch dadurch aus, daß die Anbringung der Prallstopfen am Pumpenzylinder, also in einet in bezug auf die Übersirömbohrung fests'.ähenden 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 Prallsiopfen in einer Durchgangsbohrung des Pumpengehäuses angeordnet ist, in dem der Kraftstoff unter Überdruck steht, so daß eine sorgfältige Abdichtung dieser Bohrung crfo dcrlich wird. It is particularly advantageous if the recess is formed in a disc serving as an impact stopper, which is inserted fixedly or detachably in a bore section adjoining the overflow bore on the downstream side and widened in relation to this, and if the recess has at least one groove-like opening into the circumferential surface of the disc Recess is connected to the suction or overflow space of the injection pump surrounding the pump cylinder. This arrangement shields the pump housing wall even more intensively from the escaping fuel jet. Also draw; This arrangement is characterized by the low cost of materials for the impact plugs to be manufactured from cavitation-resistant material and also by the fact that the attachment of the impact plugs on the pump cylinder, i.e. in a fixed position in relation to the overflow bore, refers to any position of the control bores on the pump housing. In addition, the size of the suction or overflow space is not influenced at all by the impact plug. There is also no need for additional machining on the pump housing. Furthermore, a baffle plug of this type can easily be retrofitted even in already existing injection pumps, without having to make significant changes to the basic structure of the injection pump. Finally, this avoids a significant disadvantage of the known construction described above, which consists in that the impact stopper is arranged in a through hole of the pump housing in which the fuel is under excess pressure, so that a careful sealing of this hole is crfo dcrlich.

Hei 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 Hohrungsabschnitt eingepreßt ist. Diese Anordnung zeichnet sich durch besonders geringen Bearbeuungsaufwand aus und kann auch bei verhältnismäßig hohen Finsprit7drücken Anwendung finden.It can be an injection pump with a recess in an impact plug designed as a disk be further advantageous if the disk is expanded in the area adjoining the overflow hole Hohrungsabschnitt is pressed. This arrangement is characterized by a particularly low processing effort and can also be used with relatively high Fine fuel presses are used.

In manchen Fällen ist es aber erwünscht, die Prallstopfen erforderlichenfalls rasch und mühelos austauschen zu können. Hierfür ist es /weckmäßig, wenn die mit einem Außengewinde versehene Scheibe in den an die Uberströmhohrung abschließenden und mit einem cm sprechenden Innengewinde versehenen erweiterten Bohrungsahsc'i'iitt eingeschraubt ist. Diese \ erbindung des Prallstopler·¹ mit dem Pumpenzslirui', : hai; auch den höchsten auftretender. Hinspnt/rir;·.!-en Main! In some cases, however, it is desirable to be able to replace the impact plugs quickly and easily if necessary. For this purpose, it is advisable for the disc provided with an external thread to be screwed into the enlarged bore opening that terminates at the overflow hole and is provided with an internal thread that speaks cm. This connection of the impact stopper · ¹ with the pump slirui ',: hai; also the highest occurring. Hinspnt / rir; ·.! - en Main!

l):e Erfindung wird nachfolgend an Ha¹Kl . mcs bevorzugten, in de<" Zeichnung dargestellten Vishih <>5 niiigshcispielrs nahe· erliuitert Es zeigen F i g. 1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Einspritzpumpe nach der Erfindung und l): e invention is hereinafter referred to Ha ¹ Kl. The preferred embodiment shown in the drawing is illustrated in detail in FIG . 1, FIG. 1 shows a partial vertical section through an injection pump according to the invention and

Fig.2 einen Horizontalschnitt gemäß der Linie 11-11 in Fig. 1.2 shows a horizontal section along the line 11-11 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 pump housing 1 of the injection pump, which is only partially shown, has a receiving bore 2 for the pump cylinder 4 provided with a flange 3 for each pump element . The piston 5 of the pump element, which is actuated in a known manner by a cam drive (not shown), is slidably guided in the pump cylinder 4

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

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 1! :tner 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 Vorhubeinstellplätchen 9, is by means of studs screwed into the housing 10. which pass through the flange 3 and on the nuts 1! : The washers 12 are screwed on. rigidly connected to the pump housing 1.

Die Aufnahmebohrung 2 des Gehäuses 1 ist zu einem den Zylinder4 umgebenden Saug- bzw. I !berströmraum 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 dienen den Bohrungen 16 auf. welche bei Pumpen konventio neller 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 kavita'.ionsbeständigem Material eingesetzt, der an seiner inneren Stirnseite eine kegelstumpfförmige Vertiefung 18 mit einer Bodenfläche 18a aufweist, leder Pralltopf en 17 besitzt wenigstens eine von der Vertiefung 18 bis zur LJivifangsflächc durchgehende nutartige Aussparung 19. über welche die betreffende Saug- bzw. Üherströmhohrung 16 mit dem Saug- bzw. Übcrströmnuim 13 des Pumpengehäuses 1 in Verbindung steht. The receiving bore 2 of the housing 1 is widened to form a suction or overflow space 13 surrounding the cylinder 4, which is sealed at the top and bottom by an O-ring 14 and 15, respectively. In this area, the pump cylinder 4 has the bores 16 which in the present example also serve as suction or overflow bores. which open directly into space 13 in the case of conventional pumps . In the present example, a disc-shaped impact plug 17 made of kavita'.ionsbeständigem material is inserted into an enlarged bore section 21 adjoining each bore 16 , which has a truncated cone-shaped recess 18 with a bottom surface 18a on its inner end face, and the impact pot 17 has at least one of these Depression 18 up to the LJivifangsflächec continuous groove-like recess 19 via which the relevant suction or overflow hole 16 with the suction or overflow hole 13 of the pump housing 1 is connected.

Der beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens Ϊ nut hoher Strömungsenergie aus den Bohrungen 16 austretende Kraftstoffstrahl prallt auf den ihm unmittelbar gegenüberliegenden Prallstopfen 17 auf und wird von den Wandungen der kegelstumpfförmigen Vertie fung 18 mehrfach abgelenkt. Dadurch wird ein großer Teil der .Strömungsenergie vernichtet und der Kraftstoffstrahl entspannt über die nutartige Aussparung 19 in den Saug- bzw. Überströmt-,mm 13 abgeleitet. The fuel jet emerging from the bores 16 during the upward stroke of the pump piston Ϊ groove high flow energy strikes the impingement plug 17 directly opposite it and is deflected several times by the walls of the frustoconical recess 18. As a result , a large part of the flow energy is destroyed and the fuel jet is relaxed via the groove-like recess 19 into the suction or overflow mm 13.

Bei der dargestellten Ausführung der Einspritzpumpe sind die scheibenförmigen Prallstopfen 17 in die mil einem Innengewinde 20 versehenen erweiterten Bohrungsabschnitte 21 eingeschraubt, '\bwcichend hiervon ist es aber auch möglich, den Prallstopfen mit einem .!■!sprechenden Übermaß auszuführen und in die erweiterten Bohrungsabschnitte 21 einzupressen. In the illustrated embodiment of the injection pump, the disk-shaped baffle plugs are mil screwed an internal thread 20 provided enlarged bore portions 21 in the 17 '\ bwcichend thereof but it is also possible to perform the baffle plug with a.! ■! Speaking excess and in the enlarged bore portions 21 press in.

\n Stelle der in der Pumpi-nzvlinderwand angeordneten scheibenförmigen Praline!.-cn können auch bolzen· fi'if'itge Prallstopfen Verwendung linden, deren innere Stuns -iien die erwähnte Vertiefung aufweisen und die "■ (iehäusebohningen eingesetzt sind, welche den einzelnen Saug- bzw. Uherxtrömbohrungcn in der Wand des Pumpenzylinders, gegenüberliegen.In place of the disc-shaped praline arranged in the pump cylinder wall, bolt-fit baffle plugs can also be used, the inner lugs of which have the mentioned indentation and the housings which are attached to the individual Suction or Uherxtrömbohrcn in the wall of the pump cylinder, are opposite.

Hierzu 1 P'-Mt ZeichnungenFor this 1 P ' -Mt 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 Überströmbohmng, 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. w>

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 Downstream to the Überströmbohmng (16) adjoining and compared to this expanded 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 opening 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.