DE2500114A1

DE2500114A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2500114A1
Application number: DE19752500114
Authority: DE
Inventors: Dorian Farrar Mowbray
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1974-01-04
Filing date: 1975-01-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: JPS50101906A; BR7500014A; FR2257022A1; ES433586A1; IN145317B; GB1486933A; IT1026231B; FR2257022B1; AR219043A1

Description

COHAO OZ SL FLORACK 25001 U

PATENTANWALTS B OR O D-4 DÜSSELDORF . SCHUMANNSTR. ΘΤ

PATENTANWWTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ - Dipl.-lng. W. FLORACK ■ Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

C.A.V. Limited Birmingham B 19 2XF / England 30. Dezember 1974 Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Kraftstof feinspritzpumpe in einfacher und zweckmäßiger Weise auszubilden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A nach Fig. 1.

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In der Zeichnung ist ein Gehäuse mit 10 bezeichnet, das im wesentlichen aus einem becherförmigen Teil 11 besteht, der eine Bodenplatte 12 von wesentlicher Dicke aufweist. Das Gehäuse umfaßt ferner einen Stöpselteil 13« das in dem offenen Ende des becherförmigen Teils 11 sitzt und sich an einer darin ausgebildeten Stufe abstützt.

Der Stöpsel wird durch einen Ring 14 gehalten, der mittels Schrauben 15 an der Stirnwand des Gehäuseteils 11 befestigt ist.

Die Bodenplatte 12 des becherförmigen Gehäuseteils ist mit einem Ansatz 16 versehen, durch den sich ebenso wie durch die Bodenplatte 12 eine Bohrung 17 erstreckt. In dem Stöpselteil 13 ist ebenfalls eine Bohrung 18 ausgebildet, die sich konzentrisch zur Bohrung 17 erstreckt, jedoch einen geringeren Durchmesser als diese hat. Der Stöpsel 13 ist in dem Gehäuseteil 11 durch einen Dorn 19 gegen Drehung gesichert.

Innerhalb der Bohrungen 17 und 18 befindet sich ein Rotor, der sich aus den Teilen 20, 21 zusammensetzt. Der Teil 20 erstreckt sich durch den becherförmigen Gehäuseteil Und ist mit einem kegelförmigen Ende 22 versehen, auf dem ein Antriebsrad befestigt werden kann. Der Teil 20 des Rotors hat ferner einen vergrößerten Teil 23, der zwischen der Innenfläche der Bodenplatte 12 des Gehäuseteils 11 und der gegenüberliegenden Fläche des Stöpsels 13 sitzt. Die Seitenflächen des vergrößerten Teils 23 bilden zusammen mit den zuvor erwähnten Flächen ein Axiallager für die Rotorwelle, was nachfolgend näher beschrieben wird. Diese Flächen werden mittels Kraftstoff geschmiert .

In der Nähe der Innenfläche der Bodenplatte 12 des Gehäuseteils 11 ist ein Ring 24 angeordnet, der den vergrößerten Teil 23 des Rotors umgibt und der eine exzentrisch angeordnete Lagerfläche 25 aufweist. Der Ring 24 ist gegen eine Drehbewegung innerhalb des becherförmigen Gehäuseteils 11 durch einen Dorn 26 gesichert. Seine axiale Lage wird durch einen Nockenring 27 gesichert, der zwischen dem Ring 24

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und der Bodenfläche des Stöpels 13 angeordnet ist. Der Nockenring 27 ist mittels einer hydraulischen Servo-Einrichtung 28 um die Drehachse des Rotors drehbar.

In dem vergrößerten Teil 23 des Rotorteils 20 befinden sich eine Mehrzahl von Zylindern 29« die sich in radialer Richtung erstrecken und in denen nach außen federbelastete Kolben 30 angeordnet sind. Die Kolben tragen an ihren außenliegenden Enden GMtschuhe 31, die sich an der exzentrischen Oberfläche des Rings 24 abstützen. Die Anordnung ist derart, daß die Kolben sich während der Drehbewegung des Rotors 20 infolge der Exzentrizität der Lagerfläche 25 nach innen und unter der Wirkung der Federn nach außen bewegen.

Zu jedem Zylinder 29 gehört ein Verbindungekanal 32, der sich zur Seitenfläche des vergrößerten Teils 23 erstreckt und mit einem nierenförmig geformten Ein- und Auslaßkanal 33,34 zusammenwirkt, die in der Bodenplatte 12 ausgebildet sind. Der Kanal 33 steht mit einen Kraftβtoffeinlaß 35 und der Kanal 34 mit einer ringförmigen ( fialerie 36 in Verbindung, die am Umfang des Rotors 20 ausgebildet ist. Die üftalerie 36 steht ferner mit einem Ende eines Zylinders in Verbindung, der ein federbelaatetes Entlastungsventil 38 enthält. Der Zylinder 37 ist abgestuft, wobei der Teil 39 mit größerem Durchmesser zur einen Seite mit einem Rücklaufkanal 49 verbunden ist und zur anderen Seite in das Innere des Gehäuseteils 11 mündet, der den Ring 24 und den Nockenring 27 enthält. Während des Betriebs wird der Kraftstoff infolge der sich unter der Federkraft nach außen bewegenden Kolben von den jeweiligen Zylindern 29 aufgenommen und anschließend durch die nach innen gerichtete Bewegung der Kolben durch den Verbindungekanal 32 in die Galerie 36 gedrückt. Der Druck des Kraftstoffs innerhalb der Galerie wird durch das Entlastungsventil geregelt, das den übermäßigen Kraftstoff sowohl in das Innere des Gehäuses als auch durch den Rücklaufkanal 40 zu einem außenliegenden Kraftstofftank fließen läßt. Der durch die

Verbindungskanäle 32 und den Kanal 34 eindringende Kraftstoff steht

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unter einem Druck, der im vorliegenden Fall annähernd 1716 kp/cm beträgt. Auf diese Weise wird für einen ausreichende Schmierung der Flächen des Gehäuseteils und des vergrößerten Teils des Rotors

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gesorgt, die die genannten Kanäle enthalten. Die Schmierung und der Druckausgleich der zusammenwirkenden Flächen des vergrößerten Teils des Rotors und des Stöpsels 13 wird durch Kanäle 4l bewirkt, die mit den inneren Enden der Zylinder 29 in Verbindung stehen.

Die Rotorteile 20 und 21 sind mit Hilfe eines Bolzens 42 miteinander gekoppelt, so daß sie zusammen umlaufen. In dem Teil 21 des Rotors ist eine sich quer erstreckende Bohrung 43 vorgesehen, in der zwei Pumpenkolben 44 angeordnet sind. Der vergrößerte Teil 23 des Rotors 20 umgreift den Rotor 21 und ist mit zwei gegenüberliegenden und sich radial erstreckenden Schlitzen versehen, in denen Schuhe 45 verschiebbar eingepaßt sind. Die Schuhe 45 greifen an den Pumpenkolben 44 an und tragen außerdem Rollen 46, die mit der inneren Mantelfläche des Nockenrings 27 in Eingriff stehen. Auf der inneren Mantelfläche des Nockenrings 27 sind eine Mehrzahl von paarweise sich nach innen erstreckenden Nocken ausgebildet. Diese Nocken sorgen während der Drehung der beiden Rotorteile für eine nach innen gerichtete Bewegung der Pumpenkolben 45* Während des nach innen gerichteten Kolbenhubs wird der in der Bohrung 43 vorhandene Kraftstoff aus der Bohrung verdrängt und strömt durch einen im Rotorteil 21 vorgesehenen Kanal 47, der zu einem peripheren Durchlaß 48 im Rotor führt. Der Durchlaß 48 kommt während der aufeinanderfolgenden Druckhübe der Pumpenkolben 44 nacheinander mit einer Mehrzahl von Ausläßen 49 in Verbindung, die in dem Stöpselteil 13 des Gehäuses ausgebildet sind. Die Auslässe stehen über Auslaßventile 50 mit den Einspritzdüsen der zugehörigen Brennkraftmaschine in Verbindung. Der Kanal 47 ist ferner mit einem Steuerventil 51 bestückt, das ein federbelastetes Ventilelement aufweist. Die Wirkung des Ventilelements ist derart, das es den Kraftstofffluß durch den Kanal 47 dann ermöglicht, wenn Kraftstoff aus der Bohrung 43 hinausgedrückt wird. Sobald die Pumpenkolben am Ende ihres Druckhubes zum Saughub übergehen, kehrt das Ventilelement in die dargestellte Stellung zurück, und zwar teilweise infolge der Federkraft und teilweise infolge des unter hohem Druck durch die Auslässe 49 strömenden Kraftstoffs. Der Druchmesser der Bohrung l8, und damit der des Rotors 21, ist kleiner als bei Verteilerpumpen konventioneller Bauart. Das hilft die Leckage von

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Kraftstoff unter hohem Druck entlang des Spalts zu mindern, der zwischen den Flächen des Rotors und der Bohrung vorhanden sein muß.

Die Bohrung 43 wird mit Kraftstoff aus einer Kammer 52 versorgt, die im Rotorteil 20 ausgebildet iat. Der Kraftstoff passiert «in Rückschlagventil 62, das eine federbelastete Kugel aufweist, die mit einem Ventilsitz zusammen wirkt, der am Ende eines Vabindungsstücks 60 ausgebildet ist. Das Verbindungsstück ist mit dem Rotorteil 21 verschraubt und erstreckt sich abdichtend in die Kammer Zum Zweck der Dichtung ist am Umfang des Verbindungsstücks 6l ein o-Ring vorgesehen.

Die Kammer 52 steht im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit drei im gleichen Winkelabstand angeordneten Kanälen 53 in Verbindung, die zum Außenumfang des Rotors führen. Zwischen diesen Kanälen sind Nuten 54 angeordnet, die in die Galerie j6 münden. Im Gehäuseteil 11 ist ferner eine zum Rotorteil 20 tangential verlaufende Bohrung ausgebildet, die beidseitig durch verstellbare Stöpsel 56, verschlossen ist. Von dem Ende der Bohrung 55 zwischen den beiden Stöpseln 56, 57 erstrecken sich zwei Kanäle 58, 59· die sich zur Peripherie des Rotorteils 20 öffnen und so angeordnet sind, daß, sobald einer der Kanäle mit einer Nut 54 auegerichtet ist, der andere Kanal auf einen der Kanäle 53 trifft, und umgekehrt. In die Bohrung ist darüber hinaus eine verschiebbare Blende 60 eingepaßt, deren Bewegungsmaß durch auf den Stöpeln 56, 57 ausgebildeten Vorsprüngen begrenzt ist. Wie aus Figur 2 zu /ersehen ist, ist die Anordnung der verschiedenen Teile derart, daß der durch den Kanal 59 eindringende Kraftstoff die Blende 60 in Kontakt mit dem Anschlag am Stöpsel 56 bringt, was zur Folge hat, das Kraftstoff durch den Kanal 58 und einen der Kanäle 53 in die Kammer 52 gedrückt wird. Aus dieser Kammer strömt der Kraftstoff durch das Rückschlagventil 62 in die Bohrung 43. Die der Bohrung 43 zugeführte Kraftstoffmenge wird somit durch die Bewegung der Blende 60 bestimmt. Während der fortgesetzten Drehung des Rotors bewegen sich die Pumpenkolben 44 nach innen und Kraftstoff wird aus der Bohrung 43 zur Brennkraftmaschine gefördert. Während des nächsten Füllhubs kommt der Kanal

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mit einem der Kanäle 53 und der Kanal 58 mit einer der Nuten ^k zur Ausrichtung, was zur Folge hat, daß die Blende 60 in die entgegengesetzte Richtung verschoben wird. Sofern zwischenzeitlich keine relative Lageänderung der Stöpsel 56, 57 stattgefunden hat, wird der Bohrung 4 3 die gleiche Kraftstoffmenge zugeführt.

Die Stellung des Stöpsels 56 wird durch eine verstellbare Schraube bestimmt, während die Stellung des Stöpels 57 von einer Regeleinrichtung abhängig ist, deren Umriß mit 6l bezeichnet ist. Die Regeleinrichtung verstellt die Stellung des Stöpels 57 nach Maßgabe der Kraftstoffmenge, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, sowie in Abhängigkeit der tatsächlichen Drehzahl der Brennkraftmaschine und verschiedener anderer Parameter. Die Regeleinrichtung kann von jeder passenden Bauart sein, bevorzugt wird jedoch eine elektrisch arbeitende.

Es wird darauf hingewiesen, daß der Druchmesser des Rotorteils größer ist als der des Rotorteils 21. Dies ermöglicht die Verwendung einer Kanalgröße, und das gilt selbstverständlich auch für die Größe der Nuten 5^ sowie der Kanäle 53» die eine ausreichende Füllung der Bohrung kj in der zur Verfügung stehenden Zeit gewährleistet.

Der als Leckage am rechten Ende des Rotors austretende Kraftstoff wird in einer geschlossenen Kappe gesammelt und zu dem Raum innerhalb des Gehäuses zurückgeführt. Das linke Ende des Rotorteils ist mit Dichtungen versehen. Die dort austretende Leckage wird zum Tank zurückgeführt.

Schließlich sei noch bemerkt, daß eine alternative Antriebseinrichtung verwendet werden kann. Das Verbindungsstück 42 kann beispielsweise mit Keilnuten versehen werden, um die erforderliche Antriebsverbindung zwischen den Rotorteilen herzustellen.

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Claims

PATENTANSPRUCH

ί1.)Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschine! mit einem in einem Gehäuse gelagerten Rotor, der synchron mit der Brennkraftmaschine umläuft und eine Querbohrung mit einem Paar Pumpenkolben enthält, die sich an einem umgebenden Nockenring abstützen und die während des Druckhubes Kraftstoff zu einem Durchlaß fördern, der nacheinander mit einer Reihe von im Gehäuse ausgebildeten Auslaßkanälen in Verbindung tritt, mit einer Förderpumpe zur Versorgung der Querbohrung mit Kraftstoff während des Füllhubeβ und mit einer Einrichtung zur Dosierung der der Querbohrung züge« führten Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) einen becherförmig* ausgebildeten Teil (11) aufweist, der in einer Bohrung (17) einen ersten Teil (20) des Rotors enthält, wobei der erste Teil des Rotors zusammen mit dem becherförmigen Gehäuseteil die Förderpumpe.bildet, daß das Gehäuse (10) einen Stöpsel (13) umfaßt, der das offene Ende des becherförmigen Gehäuseteils abschließt und der eine Bohrung (18) mit einem zweiten Teil (21) des Rotors enthält, wobei der Stöpsel (13) und der zweite Teil des Rotors mit den Auslaßkanälen (49) und dem Durchlaß (48) versehen sind, daß der erste Teil (20) de£ Rotors einen vergrößerten Teil (23) aufweist, dessen Seitenflächen an der Bodenplatte (12) des becherförmigen Gehäuseteils (11) und an der Stirnfläche des Stößels (13) gelagert sind, wobei der vergrößerte Teil (23) in seinen Seitenflächen mündende Kanäle (32) aufweist, die der Schmierung der Flächen dienen.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe eine Radialkolbenpumpe mit Zuleitungekanälen umfaßt, die auf der Seitenfläche des vergrößerten Teils (23) des Rotors münden, die der Bodenplatte (12) des becherförmigen

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Gehäuseteils (11) gegenüberliegt, und daß der vergrößerte Teil (23) des Rotors Kanäle (kl) aufweist, die sich zwischen seiner anderen Seitenfläche und darin ausgebildeten Zylindern erstrecken, die mit den Kolben (30) bestückt sind und mit den Zuleitungskanälen (32) in Verbindung stehen.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (12) des becherförmigen Gehäuseteils (11) mit einem Ein- und einem Auslaß (33» 3^) versehen ist, die mit dem Zuleitungskanälen (32) zur Ausrichtung kommen.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß in dem becherförmigen Gehäuseteil (11) ein den Auslaßdruck der Förderpumpe regelndes Entlastungsventil (37» 38) angeordnet ist.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß der Förderpumpe einem Kraftstoffeinlaß in dem becherförmigen Gehäuseteil (11) in Verbindung steht, daß zumindest ein Teil des durch das Entlastungsventil entweichenden Kraftstoffs zu einem Kraftstoffauslaß ±n dem becherförmigen Gehäuseteil fließt und die restliche Überströmmenge des Kraftstoffs in die Räume innerhalb des Gehäuses zwecks Rückführung zum Kraftstoffeinlaß strömt.

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