DE3304042A1 - FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
FUEL INJECTION PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINESInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit zumindest einem Pumpenzylinder, der einen Pumpenkolben aufnimmt, und zumindest einer Steuerkante am Pumpenkolben, die im Zusammenwirken mit zumindest einer Absteüerbohrung in der Wand des Pumpenzylinders das Förderende steuert, wobei an der dem Pumpenkolben gegenüberliegenden Seite der Absteuerbohrung ein Prallkörper aus kavitationsbeständigem Material angeordnet ist, der eine der Absteuerbohrung zugekehrte konvexe Fläche aufweist.The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines, with at least one pump cylinder, which receives a pump piston, and at least one control edge on the pump piston, which cooperate controls the delivery end with at least one Absteüerbbohrung in the wall of the pump cylinder, wherein at the the side of the spill hole opposite the pump piston is an impact body made of cavitation-resistant material is arranged, which has a convex surface facing the spill hole.
Kraftstoffeinspritzpumpen mit Prallschutz sind beispielsweise aus der AT-PS 306 445 oder der DE-PS 22 19 827 bekannt, wobei der an der gehäuse seitigen Mündung der Absteuerbohrungen vorgesehene Prallkörper die Aufgabe hat, Materialausschwemmungen an den Auftreffstellen des am Ende des Förderhubes aus dem Druckraum der Pumpen abgesteuerten Kraftstoffstrahles zu verhindern. Bei den meisten derartigen Einrichtungen sind die Oberflächen des Prallkörpers, welche direkt dem auftreffenden Strahl ausgesetzt sind, konkav bzw. eben ausgeführt, was einerseits fertigungstechnische Ursachen hat und andererseits dazu dienen soll, den sehr energiereichen abgesteuerten Kraftstoffstrahl am Auftreffen auf angrenzende Bauteile zu hindern.Fuel injection pumps with impact protection are for example from AT-PS 306 445 or DE-PS 22 19 827 known, with the mouth on the housing side the impact body provided for the spillage holes has the task of flushing out material at the points of impact to prevent the fuel jet diverted from the pressure chamber of the pumps at the end of the delivery stroke. In most such devices, the surfaces of the impact body, which are directly to the impacting Beam are exposed, concave or flat, which on the one hand has manufacturing reasons and on the other hand is intended to serve the very high-energy directed fuel jet when it hits the adjacent To prevent components.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch die Tendenz, dieKraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen mit immer höheren Drücken zu betreiben, die abgesteuerten Kraftstoffstrahlen am Ende des FörderhubesHowever, it has been found that the tendency to use fuel injection systems for internal combustion engines to operate with ever higher pressures, the diverted fuel jets at the end of the delivery stroke
derartig hohe Ausströrageschwindigkeiten erhalten, daß
auch die von den bekannten Prallkörpern reflektierten Kraftstoffstrahlen noch genügend Energie besitzen, um
Kavitation an den dem Prallkörper gegenüberliegenden
Bauteilen hervorrufen zu können. Dies gilt insbesonders auch für die im Augenblick der Absteuerung unmittelbar
betroffene Steuerkante am Pumpenkolben, was naturgemäß große Nachteile hat. Um diese zu vermeiden, sind beispielsweise
aus der GB-PS 1 215 584 oder der DE-OSSuch high discharge speeds are obtained that the fuel jets reflected by the known impact bodies still have enough energy to cause cavitation on the one opposite the impact body
To be able to produce components. This applies in particular to the control edge on the pump piston that is directly affected at the moment of the shutdown, which naturally has major disadvantages. To avoid this, are for example from GB-PS 1 215 584 or DE-OS
2 107 266 Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt
geworden, bei denen der Prallkörper an der dem
auftreffenden Absteuerstrahl ausgesetzten Seite eine im wesentlichen konvexe Oberfläche aufweist. Damit ist im
Gegensatz zu den Ausbildungen mit konkaver Oberfläche, bei denen der auftreffende Strahl bis zu einem gewissen
Grad auf einen dem Prallkörper gegenüberliegenden Brennpunkt fokusiert wird und dort naturgemäß erhöhte Kavitationsgefahr
bewirkt, erreicht, daß der auf treffende
Absteuerstrahl weiter aufgefächert wird, womit die2 107 266 devices of the type mentioned have become known in which the impact body on the dem
incident discharge beam exposed side has a substantially convex surface. In contrast to the designs with a concave surface, in which the impinging beam is focused to a certain extent on a focal point opposite the impact body and naturally causes an increased risk of cavitation there, the impinging beam is achieved
Absteuerststrahl is fanned out further, with which the
Strahlenergie auf eine wesentlich größere Oberfläche der gegenüberliegenden Bauteile aufgeteilt wird und dort kei-.
nen Schaden mehr anrichten kann. Insbesonders kann es
dabei auch bei hohen Kraftstoffdrücken und Fördermengen zu keinen Kavitationserscheinungen an den Steuerkanten
durch den vom Prallkörper reflektierten Absteuerstrahl mehr kommen.Beam energy is divided on a much larger surface of the opposing components and there no. can do more damage. In particular, it can
In the process, even with high fuel pressures and delivery rates, there are no longer any cavitation phenomena at the control edges due to the control jet reflected by the impact body.
Der Nachteil dieser bekannten Anordnungen, welche einen Prallkörper in Form einer Feder, die torusförmig
in einen Ringraum eingelegt ist, bzw. in Form eines an einer Stirnseite eine Spitze aufweisenden Stifts koaxial
zur Absteuerbohrung aufweisen, liegt darin, daß der aus der Absteuerbohrung austretende Strahl stets auf der
' gleichen Stelle auftrifft und es daher zu einem raschen Verschleiß des Prallkörpers kommt.The disadvantage of these known arrangements, which have an impact body in the form of a spring, which is inserted in a toroidal shape in an annular space, or in the form of a pin having a tip on one end face coaxially to the control hole, is that the jet emerging from the control hole is always on the
'Strikes the same point and there is therefore rapid wear of the impact body.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eineThe object of the present invention is to provide a
Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die genannten Nachteile vermieden werden und daß insbesonders die Kavitationsgefahr am Prall-To design a fuel injection pump of the type mentioned in such a way that the disadvantages mentioned are avoided and that in particular the risk of cavitation on the impact
körper selbst beseitigt bzw. in ihren Auswirkungen auf die Standzeit verringert wird.body itself is eliminated or its effects on the service life are reduced.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß der als Rotationskörper ausgebildete Prallkörper im Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe lose um mindestens eine in einem Winkel zur Absteuerbohrung verlaufende Achse drehbar gehalten ist.This is achieved according to the present invention in that the impact body, which is designed as a body of revolution in the housing of the fuel injection pump loosely by at least one that runs at an angle to the control bore Axis is rotatably held.
Die Oberfläche des Prallkörpers ist also nicht einseitig dem energiereichen Absteuerstrahl ausgesetzt, was die Lebensdauer bzw. Standzeit der Einrichtung erhöht.The surface of the impact body is therefore not exposed on one side to the high-energy discharge jet, what the service life or service life of the device is increased.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Prallkörper als zylindrischer Bolzen ausgebildet, der mit seinen beiden Enden in einer Querbohrung des Gehäuses drehbar gelagert ist, womit eine sehr einfache Herstellung und Montage des Prallkörpers gegeben ist.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the impact body is a cylindrical bolt formed, which is rotatably mounted with its two ends in a transverse bore of the housing, whereby a very simple manufacture and assembly of the impact body is given.
Weiters ist es nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, daß der Prallkörper als Kugel ausgebildet ist, welche auch von einer Feder belastet sein kann.Furthermore, according to another embodiment of the invention, it is also possible that the impact body is a ball is formed, which can also be loaded by a spring.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.
Fig. 1 zeigt einen teilweisen Vertikalschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe gemäßFig. 1 shows a partial vertical section through a fuel injection pump according to
der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II inthe invention,
Fig. 2 is a section along the line II-II in
Fig. 1 und dieFig. 1 and the
Fig. 3 und 4 je einen der Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch ein weiteres AusführungsbeiFIGS. 3 and 4 each correspond to one of FIG Section through another embodiment
spiel der Erfindung.game of invention.
Der Pumpenzylinder 1 der nicht weiter dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe nach Fig. 1 nimmt einen Pumpenkolben 2 auf, der in Richtung der Achse 3 beweglich ist und von einem nicht weiter dargestellten Antriebsorgan betätigt wird. Der Pumpenkolben weist Steuerkanten 4, 5 auf, von denen die eine (4) den Beginn und die andereThe pump cylinder 1 of the fuel injection pump not shown in FIG. 1 takes a pump piston 2, which is movable in the direction of the axis 3 and of a drive member not shown is operated. The pump piston has control edges 4, 5, one of which (4) is the beginning and the other
(5) das Ende der Kraftstofförderung durch den Pumpenkolben steuert.(5) the end of fuel delivery through the pump piston controls.
Sobald die untere Steuerkante 5 den zylinderinnenseitigen Querschnitt 6 einer in der Wand des Pumpenzylinders 1 angeordneten Absteuerbohrung 7 freigibt, wird für den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine überflüssiger Kraftstoff aus dem Druckraum 8 des Pumpenzylinders und über entsprechende Ausfräsungen 9 am Pumpenkolben 2 in die Absteuerbohrung 7 und in wei-As soon as the lower control edge 5 crosses the cross section 6 on the inside of the cylinder in the wall of the pump cylinder 1 arranged diverting hole 7 releases, is for the respective operating state of the internal combustion engine Superfluous fuel from the pressure chamber 8 of the pump cylinder and via corresponding cutouts 9 on the pump piston 2 in the control hole 7 and in white
TO terer Folge durch einen Auslaß 17 in den umgebenden Saugraum im Pumpengehäuse abgesteuert.TO terer sequence through an outlet 17 in the surrounding The suction chamber in the pump housing is cut off.
Um Materialausschwemmungen durch den relativ große kinetische Energie aufweisenden Absteuerstrahl an der äußeren Mündung der Absteuerbohrung 7 gegenüberliegenden Teilen der Kraftstoffeinspritzpumpe zu vermeiden, ist an der dem Pumpenkolben 2 gegenüberliegenden Seite der Absteuerbohrung 7 ein Prallkörper 14 aus kavitationsbeständigem Material angeordnet.To material washout due to the relatively large Kinetic energy having control jet at the outer mouth of the control hole 7 opposite Avoid parts of the fuel injection pump on the side opposite the pump piston 2 the control hole 7, a baffle 14 made of cavitation-resistant material is arranged.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Prallkörper 14 von einem Bolzen gebildet, der senkrecht zur Achse 15 der Absteuerbohrung 7 in einer Querbohrung 16 angeordnet und zylinderförmig ausgebildet ist. Um die Abströmung des abgesteuerten und bereits vom Prallkörper 14 abgelenkten Kraftstoffes zu erleichtern, ist im Bereich des Prallkörpers eine erweiterte Auslaßbohrung vorgesehen, welche eine Abströmung des abgesteuerten Kraftstoffes in den umgebenden Saugraum oberhalb des Prallkörpers 14 ermöglicht.In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the impact body 14 is a bolt formed, which is arranged perpendicular to the axis 15 of the control bore 7 in a transverse bore 16 and is cylindrical is trained. To the outflow of the diverted fuel that has already been deflected by the impact body 14 facilitate an enlarged outlet hole is provided in the area of the impact body, which an outflow of the diverted fuel into the surrounding suction space above the impact body 14 allows.
Durch die der Absteuerbohrung 7 zugewandten konvexe Oberfläche des Prallkörpers 14 wird ein durch die Absteuerbohrung 7 kommender Absteuerstrahl aufgefächert, wodurch eine Konzentration der Strahlenergie auf gegenüberliegende Oberflächen von Bauteilen wirksam vermieden wird. Dies gilt insbesonders auch für die Steuerkante 5 am Pumpenkolben selbst, welche im Moment des Öffnens der Querschnittsfläche 6 der Absteuerbohrung 7 dem Prallkörper unmittelbar gegenüberliegt und bei ebeneroder gar konkav ausgebildeter gegenüberliegenderDue to the convex surface of the impact body 14 facing the control hole 7, a through the control hole 7 incoming control beam fanned out, causing a concentration of the beam energy on opposite one Surfaces of components is effectively avoided. This also applies in particular to the control edge 5 on the pump piston itself, which at the moment of opening of the cross-sectional area 6 of the control bore 7 directly opposite the impact body and, if it is flat or even concave, it is opposite
Oberfläche des Prallkörpers vom reflektierten Strahl unmittelbar in Mitleidenschaft gezogen würde.Surface of the impact body from the reflected beam directly would be affected.
Wie insbesonders aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Querbohrung 16 für den zylinderförmigen Prallkörper 14 als Sackbohrung ausgebildet, in welche der Bolzen 10 eingesetzt ist. Um ein Herausfallen zu vermeiden, ist an der dem Ende der Sackbohrung gegenüberliegenden Stirnfläche des Prallkörpers 14 ein Stift 18 angebracht, der ein Verrutschen in axialer Richtung verhindert. Der Prallkörper 14 weist gegenüber der Querbohrung 16 ein geringes Spiel auf, sodaß er sich um seine Achse drehen kann, wodurch die zylinderförmige Oberfläche nicht einseitig dem energiereichen Absteuerstrahl ausgesetzt ist, was die Lebensdauer bzw. Standzeit der Einrichtung erhöht. Vorteilhaft können weiters auch die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Varianten der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sein, bei welchen der Prallkörper 14 von einer Kugel 10' gebildet ist, die in einem entsprechenden Einsatzteil 20 frei drehbar so angeordnet ist, daß nur ein gewisser Teil (hier der untere Teil) ihrer Oberfläche dem Absteuerstrahl bei Beginn des Absteuervorganges ausgesetzt ist, wodurch die Kugel 10' schrittweise bevorzugt in Richtung des Pfeiles 22 gedreht wird. Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Kugel 10' im Einsatzteil 20' von einer Feder 21 belastet und ansonsten ebenfalls frei drehbar eingebaut. Auch hiebei ist eine gleichmäßige Abnutzung der gesamten Kugeloberfläche und damit eine längere Standzeit der Einrichtung mit einfachen Mitteln erzielbar. As can be seen in particular from FIG. 2, the transverse bore 16 is for the cylindrical impact body 14 designed as a blind hole into which the bolt 10 is inserted. To avoid falling out, is on the end face of the impact body 14 opposite the end of the blind hole is attached a pin 18, which is a Prevents slipping in the axial direction. The impact body 14 has a small amount compared to the transverse bore 16 Play on so that it can rotate around its axis, which means that the cylindrical surface is not one-sided High-energy discharge beam is exposed, which increases the service life or service life of the device. Furthermore, the variants shown in FIGS. 3 and 4 of those shown in FIGS. 1 and 2 can also be advantageous Be embodiment in which the impact body 14 is formed by a ball 10 'which is in a corresponding Insert part 20 is arranged freely rotatable so that only a certain part (here the lower part) of their Surface is exposed to the discharge jet at the beginning of the discharge process, whereby the ball 10 'gradually is preferably rotated in the direction of arrow 22. In the embodiment according to FIG. 4, the ball 10 'is in the insert part 20 'loaded by a spring 21 and otherwise also installed freely rotatable. Here, too, is a uniform one Wear of the entire spherical surface and thus a longer service life of the device can be achieved with simple means.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von jener nach Fig. 3 auch dadurch, daß hier die Horizontalachse des Prallkörpers 14 gegenüber der Achse 15 der Absteuerbohrung im Bilde nach oben versetzt ist, wodurch die Drehimpulse des Absteuerstrahles auf die Kugel 10' erhöht werden.The embodiment according to FIG. 4 also differs from that according to FIG. 3 in that the horizontal axis is here of the impact body 14 is offset upwards in relation to the axis 15 of the control bore in the picture, whereby the angular momentum of the control jet on the ball 10 'can be increased.
In allen dargestellten Ausführungsvarianten ist an der der Absteuerbohrung 7 gegenüberliegenden Seite des Pumpenzylinders 1 eine Saugbohrung 19 vorgesehen, welcheIn all of the illustrated embodiments, on the side opposite the control hole 7, the Pump cylinder 1 is provided with a suction bore 19, which
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entweder überhaupt nicht oder erst einige Zeit nach der Absteuerbohrung 7 von der Steuerkante 5 am Pumpenkolben 2 geöffnet wird, wodurch an dieser Saugbohrung 19 kein eigener Prallkörper erforderlich ist. Es sind jedoch auch im Rahmen der Erfindung durchaus Ausführungen von Kraftstoffeinspritzpumpen möglich, bei denen beide Bohrungen zur Absteuerung herangezogen werden, wobei dann eben auch an der zweiten Bohrung ein Prallkörper in der beschriebenen Ausführung anzubringen ist.either not at all or only some time after the control hole 7 from the control edge 5 on the pump piston 2 is opened, as a result of which no separate impact body is required at this suction bore 19. However, there are Also within the scope of the invention, designs of fuel injection pumps in which both bores can be used to control, with an impact body in the second hole must be attached.
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