DE3314360C2

DE3314360C2 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE3314360C2
Application number: DE3314360A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. Freudenschuss; Josef 1050 Wien Morell; Leopold Ing. 3062 Kirchstetten Rollenitz; Harald Ing. 1200 Wien Schmidt
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1983-04-20
Publication date: 1985-10-31
Also published as: US4490098A; ATA162882A; AT374570B; DE3314360A1

Abstract

Bei einer Einspritzkolbenpumpe für Dieselmotoren ist je einem Motorzylinder ein Pumpenzylinder (1) zugeordnet, der einen von einer Nockenwelle antreibbaren Pumpenkolben (2) umschließt, wobei jeder Pumpenzylinder wenigstens einen radialen Kraftstoffkanal aufweist, der von dem mit zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten Steuerkanten (3, 4) versehenen Pumpenkolben verschlossen bzw. geöffnet werden kann. In dem Bereich, der beim Pumpenarbeitshub von der das Öffnen steuernden Steuerkante (4) zuerst erreicht wird, ist die Mündung (9) des Kraftstoffkanales in den Pumpenzylinder (1) mit einem wesentlich größeren Krümmungsradius (r ↓1) als in den benachbarten seitlichen Bereichen ausgebildet. Dadurch wird eine exakte zeitliche Begrenzung des Förderabschnittes des Pumpenarbeitshubes und ein rascher Druckabbau im Pumpenzylinder am Ende des Einspritzvorganges erzielt, ohne die Möglichkeit der Mengenverstellung zu beeinträchtigen.

Description

beim Einspritzhub zuerst überstrichenen Mittelab- Steuerkanten am Pumpenkolben zusammenarbeiten, ei-

schnitt mit einem wesentlich größeren Krümmungs- nen rascheren Druckabbau zu erzielen. Nachteilig wäre

radius als in den zu beiden Seiten anschließenden dabei aber die Einschränkung des möglichen Verdreh-

Abschnittep aufweist, wobei die Mündungsfläche in- winkeis des Pumpenkolbens für die Mengenverstellung

nerhalfa der Pumpenkolbenführungsfläche mit dem 20 auf weniger als 180°, was in manchen Fällen zu einem |

Mittelabschnitt ihrer Kontur so zur Längsrichtung hinsichtlich der Fertigungstoleranzen und des Ver-

des Pumpenzylinders geneigt angeordnet ist, daß die schleißes empfindlichen Verstellmechanismus und da-

\ Richtung einer an den Mittelabschnitt angelegten mit zu einer ungenaueren Kraftstoffmengeneinstellung

Tangente mit der Richtung der Steuerkante zusam- führen kann.

menfällt, dadurch gekennzeichnet, daß 25 Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine der Krümmungsradius (r\) für den von der Steuer- KraftstoffeinspritzpuTipe für Dieselmotoren der im kante (4) des Pumpenkolbens (2) beim Einspritzhub Oberbegriff des Patentanspruches angegebenen Art so zuerst überstrichenen Mittelabschnitt der Mün- auszubilden, daß auf einfache Weise auch bei ferti- ;| dungsflächenkontur (9') des Kraftstoffkanals (8) gungstechnisch bedingten Winkelabweichungen zwizwei bis vier Mal so groß wie der Radius einer der 30 sehen der Richtung der Steuerkante und dem Mittelab-Mündungsfläche (9) flächengleichen Kreisfläche ist. schnitt der Mündungsflächenkontur ein rascher Druckabbau im Pumpenzylinder am Ende des Einspritzvor-

ganges erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

35 daß der Krümmungsradius für den von der Steuerkante

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe des Pumpenkoibens beim Einspritzhub zuerst überstri-

\ für Dieselmotoren gemäß dem Oberbegriff des Patent- chenen Abschnitt der Mündungsflächenkontur des

anspruches. Kraftstoffkanals zwei- bis viermal so groß wie der Radi-

AIs Stand der Technik ist bereits eine derartige Kraft- us einer der Mündungsfläche flächengieichen Kreisflä-

stoffeinspritzpumpe für Dieselmotoren bekannt (Zeit- 40 ehe ist

schrift »Diesel Engineering«, Winter 1977, Seite 220, Durch diesen Krümmungsradius des betreffenden linke Spalte, Bild unten rechts, und Seite 221, linke Spai- Mündungsbereichs ergibt sich trotz der unvermeidbate, Abs. 2). Bei dieser bekannten Konstruktion ist der ren Fertigungsungenauigkeiten immer der gleiche ra-Kraftstoffkanal statt einer Bohrung (vgl. Seite 220, linke sehe Druckabbau, da eine Sehne von einem Kreisbogen Spalte, Bild unten links) ein zur Längsrichtung des Pum- 45 unabhängig von ihrer Winkellage stets ein gleichgroßes penzylinders geneigt angeordnetes Langloch mit einem Kreissegment freigibt Dadurch wird eine vorteilhafte von der Steuerkante beim Einspritzhub zuerst überstri- Querschnittsabmessung mit nicht zu scharfen Rundunchenen Mittelabschnitt der Mündungsflächenkontur, gen erreicht Infolge des erfindungsgemäß erzielten, rader geradlinig ausgebildet ist, d. h. einen unendlich gro- sehen Druckabbaues wird im allgemeinen ein einziger ßen Radius aufweist Die beiderseitig anschließenden 50 radialer Kraftstoffkanal genügen, was einen Drehver-Abschnitte der Mündungsflächenkontur sind aufgrund siellweg von fast einer vollen Umdrehung des Pumpender Langlochform des Kraftstoffkanals halbkreisförmig koibens zuläßt und die Einstellgenauigkeit für die jeweiausgebildet lige Einspritzmenge erhöht Der Kraftstoffkanal kann Bei dieser Ausbildung der Mündungsflächenkontur im Elektro-Erosionsverfahren hergestellt werden, wo· des Kraftstoffkanals besteht jedoch der Nachteil, daß 55 bei es genügt, die erfindungsgemäße Form nur an der fertigungstechnisch bedingte, praktisch immer auftre- Mündung in den Pumpenzylinder vorzusehen,
tende Winkelabweichungen zwischen der Steuerkante Es ist zwar eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit vom und dem von dieser beim Einspritzhub zuerst überstri- Pumpenkolben gesteuerten Einlaß- bzw. Auslaßkanälen chenen, geradlinigen Mittelabschnitt der Mündungsflä- bekannt (DE-PS 8 26 091), bei der die Kanäle nicht rachenkontur zu einer Verschleppung des gewünschten ω dial zum Pumpenzylinder, sondern rechtwinklig zur Zy· Druckabbaues führen, da in einem solchen Fall zunächst linderlängsachse und zugleich schräg bzw. tangential in nur eine relativ kleine Fläche der Kanalmündung freige- die Kolbenführungsfläche einmündend angeordnet sind, geben wird. wodurch sich als Mündungsfläche eine Ellipsenform er-Diese bekannte Langlochform führt unter normalen gibt Es liegt somit also keine mit ihrem Mittelabschnitt fertigungstechnischen Bedingungen somit nicht zu dem 65 gegenüber der Längsnchtung des Pumpenzylinders gegewünschten raschen Druckabbau im Pumpenzylinder neigt angeordnete Mündungsflächenkontur vor, wesam Ende des Einspritzvorganges. halb sich bei dieser bekannten Konstruktion auch nicht Eine der Voraussetzungen für eine günstige Verbren- der für eine schlagartige Beendigung der Einspritzung

erwünschte rasche Druckabbau in der Einspritzleitung ergibt Außerdem &J1 durch die ellipsenförmige Mündungsfläche ein Pumpenliefergrad in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschinen erzielt werden, der dem Kraftstoffbedarf des Dieselmotors besser angepaßt ist, weshalb in dieser Richtung auch die in der Patentschrift gemachten Angaben bezüglich des Drosseleinflusses dieser Bohrungen zu sehen sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand emes in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die wesentlichen Teile eines einem Motorzylinder zugeordneten, in ein Pumpengehäuse eingesetzten Pumpenzylinders mit in diesem geführten Pumpenkolben, teilweise geschnitten;

F i g. 2 die Mündung des Krafstoffkanals in den Pumpenzylinder mit der das Öffnen steuernden Steuerkante des Pumpenkolbens, in schematischer Darstellung.

Bei Einspritzkolbenpumpen für Dieselmotoren ist je einem Motorzylinder ein Pumpenzylinder 1 zugeordnet, der einen von einer nicht dargestellten Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben 2 umschließt Der Pumpenkolben 2 weist zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete Steuerkanten 3,4 auf, von denen die Steuerkante 3 vom Rand der Kolbenstirnfläche gebildet wird, wogegen die Steuerkante 4 nach einer Schraubenlinie verläuft Der Raum unterhalb der Steuerkante 4 ist mit dem eigentlichen Pumpenarbeitsraum oberhalb der Kolbenstirnfläche 5 durch eine Längsnut 6 verbunden. Die Wand des Pumpenzylinders 1 ist von einem an die Kraftstoffzuleitung angeschlossenen Ringkanal 7 umgeben, von dem ein radialer Kraftstoffkanal 8 in den Pumpenzylinder 1 führt Die Mündungsfläche des Kraftstoffkanals 8 in der Wand des Pumpenzylinders 1 ist mit 9 bezeichnet

Befindet sich die Kolbenstirniiäche 5 unterhalb der Mündungsfläche 9 des Kraftstoffkanals 8, so tritt Kraftstoff in den Pumpenzylinder ein, bis die Steuerkante 3 beim aufwärts gerichteten Arbeitshub des Pumpenkolbens 2 die Mündungsfläche 9 überfahren hat und damit der Pumpenzylinder 1 abgeschlossen ist Bei weiterer Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 2 wird ein entsprechender Druck aufgebaut der schließlich zur Kraftstoffeinspritzung in den nicht dargestellten Motorzylinder führt Sobald die Steuerkante 4 die Mündungsfläche 9 des Kraitstoffkanals 8 erreicht hat wird der Abfluß des überschüssigen, im Pumpenzylinder 1 noch eingeschlossenen Kraftstoff Vorrates freigegeben, wobei der Kraftstoffkanal 8 sowohl dem Kraftstoffzulauf als auch dem Ablauf nach beendetem Arbeitshub dient. Der KoI-ben 2 ist verdrehbar, so daß es möglich ist, den Kolbenhub zwischen dem Verschluß der Mündungsfläche S und ihrem Öffnen je nach Drehstellung zu verändern und damit die jeweilige Einspritzmenge in den Motorzylinder zu beeinflussen.

Wie F i g. 2 erkennen läßt, ist die Kontur 9' der Mündungsfläche 9 des Kraftstoffkanals 8 in den Zylinder 9 nicht kreisrund, sondern weist in ihrem Mittelabschnitt der beim durch Pfeilrichtung angedeuteten Pumpeneinspritzhub von der das öffnen steuernden Steuerkante 4 zuerst erreicht wird, einen wesentlich größeren Krümmungsradius η als in den beiden seitlich benachbarten Abschnitten mit dem Krümmungsradius r₂ auf. Dabei kann der Krümmungsradius η das zwei- bis vierfache des Radius einer flä^hengleichen Kreisfläche betragen. Die Tangente an den Mktelschnitt der Kontur der Mündungsfläche 9 in dem beim Pumpeneinspritzhub von der Steuerkante 4 zuerst erreichten Punkt P fällt mit der Richtung der Steuerkante 4 zusammen. Durch die Kontur 9' de·· Mündungsfläche 9 des Kraftstoffkanals S in den Pumpenzylinder 1 wird am Beginn der Freigabe des Kraftstoffkanals eine relativ große Querschnittsfläche für den unter hohem Einspritzdruck stehenden Kraftstoff geöffnet, wobei diese QueFSchnittsfläche unabhängig von fertigungsbedingten Winkelabweichungen zwischen der Steuerkante 4 und dem Mittelabschnitt der Mündungsflächenkontur 9' ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

nung ist nämlich der rasche Druckabbau in der EinPatentanspruch: spritzleitung am Ende des Einspritzvorganges, damit

nicht noch Kraftstoff bei relativ geringem Druck in den |

Kraftstoffeinspritzpumpe für Disselmotoren, mit Brennraum eintreten kann. Dieser Kraftstoff würde | einem jedem Motorzylinder zugeordneten, von ei- 5 dann ungenügend zerstäubt, so daß die zu großen Kraftner Nockenwelle angetriebenen und zum Zweck ei- Stofftröpfchen in der kurzen Zeit, die bei der schon weit ner Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge ver- fortgeschrittenen Verbrennung im Brennraum bis zum drehbaren Pumpenkolben, welcher in einem Pum- öffnen des Auslaßventils noch verbleibt, nicht villstänpenzylinder geführt ist, in dessen Wand wenigstens dig verbrannt werden und zur Emission von Kraftstoffein radial verlaufender, mit einer am Pumpenkolben 10 partikeln und unverbrannten Kohlenwasserstoffen im angeordneten schrägen Steuerkante zur Beendi- Auspuffgas führen.

gung der Kraftstoffeinspritzung zusammenwirken- Es besteht zwar noch die bekannte Möglichkeit,

der Kraftstoffkanal ausgebildet ist, dessen in der durch Anordnung von zwei einander diametral gegen- |

Pumpenkolbenführungsfläche liegende Mündungs- fiberliegenden radialen, als Bohrungen ausgebildeten j

fläche eine Kontur mit einem von der Steuerkante 15 Kraftstoffkanälen, die mit zwei das öffnen steuernden