DE3339098A1

DE3339098A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3339098A1
Application number: DE19833339098
Authority: DE
Inventors: Gerald Sydney Longlevens Gloucester Thomas
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1982-11-05
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1984-05-10
Anticipated expiration: 2003-10-29
Also published as: FR2535791B1; US4480623A; FR2535791A1; DE3339098C2

Description

HOEGER, STELLRECHT & PA

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE IA c D 7O00 STUTTGART

A 45 855 b Anmelder: LUCAS INDUSTRIES Ltd.

k - 176 Great King Street

25. Oktober 1983 Birmingham B19 2XF

Gro ßbritannien

Kraftstoffeinspritzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe zum Speisen einer Brennkraftmaschine mit flüssigem Kraftstoff. Speziell befasst sich die Erfindung mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Pumpengehäuse mit einer Stufenbohrung, mit einer in dieser Bohrung angeordneten, mit Stufen versehenen Pumpenbuchse, mit einem in der Bohrung der Pumpenbuchse gleitverschieblich angeordneten und über das eine Ender derselben vorstehenden Pumpenkolben, mit einer Kraftstoffeinlaßkammer, die zwischen der Pumpenbuchse und dem Pumpengehäuse definiert ist, mit einer Füllöffnung in der Pumpenbuchse/ welche in der Bohrung der Pumpenbuchse in einer Lage mündet, in der sie durch den Pumpenkolben bei einem Einspritzhub desselben verschließbar ist und welche mit der Kraftstoffeinlaßkammer in Verbindung steht, mit einer ersten Ringnut in der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse, welche mit der Kraftstoffeinlaßkammer in Verbindung steht und dazu dient, den Kraftstoff-Leckstrom aufzufangen, der bei hohem Druck längs der Arbeitsspalts zwischen der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse und dem Pumpenkolben austritt, mit einer zweiten

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Ringnut in der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse, welche in axialem Abstand von der ersten Ringnut zwischen dieser und dem genannten Ende der Bohrung der Pumpenbuchse angeordnet ist, und mit Kanalelementen in der Pumpenbuchse und im Pumpengehäuse, welche die zweite Ringnut mit einem Schmieröleinlaß in dem Pumpengehäuse verbinden, wobei der Schmieröleinlaß im Betrieb mit einer Schmierölquelle verbunden ist, aus der unter Druck stehendes Schmieröl zuführbar ist, um die Schmierung zwischen dem Pumpenkolben und der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse sicherzustellen.

Bei einer derartigen Kraftstoffpumpe kann der Kraftstoff in den Arbeitsspalt zwischen der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse und dem Kolben gedrückt werden und sich mit dem Schmieröl mischen. Das Schmieröl wird hierdurch mit Kraftstoff verschmutzt, wodurch seine Fähigkeit,für eine angemessene Schmierung zu sorgen, verringert wird. Ein derartiger Kraftstoff-Leckstrom kann aufgrund eines zeitweiligen Anstiegs des Drucks in der Kraftstoffeinlaßkammer eintreten, wie er sich beispielsweise ergibt, wenn Kraftstoff aus der Pumpenkammer in die Kraftstoffeinlaßkammer überströmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff einspritzpumpe der angegebenen" Art anzugeben, welche auf einfache und wirksame Weise insbesondere dahingehend verbessert ist, daß kein als Leckstrom austretender Kraftstoff mehr in das Schmieröl gelangen kann.

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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftstoffpumpe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei einer Kraftstoffpumpe gemäß der Erfindung ist eine dritte Ringnut in der Wand der Bohrung der Pumpenbuchse vorgesehen, wobei diese dritte Ringnut zwischen der ersten Ringnut und der zweiten Ringnut liegt. Weiterhin ist in dem Pumpengehäuse ein Auslaß vorgesehen, welcher über einen Kanal bzw. über Kanalelemente mit der dritten Ringnut verbunden ist und seinerseits mit einem Ablaß, insbesondere mit einem Sammelbehälter, verbunden ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel· einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe zeigt.

Im einzelnen zeigt die Zeichnung eine Kraftstoffpumpe mit einem hohlen Gehäuse 10, in dem eine Stufenbohrung 11 vorgesehen ist. In der Bohrung 11 ist ein Pumpenzylinder bzw. eine Pumpenbuchse 12 angeordnet, deren Mantelfläche mit Stufen versehen ist, wobei eine Stufe vorgesehen ist, welche gegen eine Stufe in der Bohrung 11 anlegbar ist. Die Pumpenbuchse 12 ist in dem Grundkörper bzw. dem Gehäuse 10 dadurch gesichert, daß sie sich an einem geteilten Druckventilgehäuse 13 abstützt, welches durch ein Klemmelement 14 in seiner Lage

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gehalten wird, welches seinerseits mit Schrauben an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Das Druckventilgehäuse 13 definiert einen Hochdruck-Kraftstoffauslad 15 und nimmt eine Hochdruckventilanordnung 1 6 auf.

Die Pumpenbuchse 12 ist mit einer Bohrung 17 versehen, in der ein Pumpenstößel bzw. Pumpenkolben 18 gleitverschieblich angeordnet ist. Die Bohrung 17 und der Pumpenkolben 18 definieren zusammen mit einem Teil des Ventilgehäuses 13 eine Pumpenkammer 19, mit der der Auslaß 15 über die Ventilanordnung 16 in Verbindung steht.

Die Pumpenbuchse 12 ist von einer Kraftstoffzuführkammer 20 umgeben, welche vorzugsweise in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist und im Betrieb mit einer Quelle verbunden ist, aus der der Kraftstoff unter Druck zugeführt wird. Mit der Kammer 20 stehen zwei einander gegenüberliegende Einlasse 21,22 in Verbindung, die auf der Innenseite der Bohrung 17 in einer solchen Lage münden, daß sie von dem Kolben 18 bei der Einwärtsbewegung desselben verdeckt werden. Die Einlaßöffnung 21 dient dabei im wesentlichen als Füllöffnung, durch welche Kraftstoff aus der Kammer 20 in Idie Pumpenkammer 19 fließen kann, wenn die innere Öffnung von dem Kolben 18 freigegeben wird. Der Einlaß 22 dient in erster Linie als tiberströmöffnung, obwohl auch über diesen Einlaß Kraftstoff in die Pumpenkammer 19 eintreten kann. Der Pumpenkolben 18 ist mit einer wendeiförmigen

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Steuerschulter versehen, welche die Überströmöffnung 22 freigeben kann, so daß die Kraftstoffmenge, welche während der Einwärtsbewegung des Pumpenkolbens 18 durch die Überströmöffnung abfließt, gesteuert werden kann.

Der Kolben 18 steht über das von dem Ventilgehäuse 13 abgewandte Ende der Bohrung 17 vor und steht dort in Kontakt mit einem Mitnehmer, dessen Hülsenteil 23 in der Zeichnung gezeigt ist und von einem erweiterten Teilstück der Bohrung 11 gleitverschieblich aufgenommen wird. Der Mitnehmer ist nach außen - in der Zeichnung nach unten - mittels einer Druckfeder 24 in Form einer Schraubenfeder vorgespannt. Der Mitnehmer besitzt einen Boden, welcher von dem Ende äes Kolbens 18 erfasst wird. Der Mitnehmer wird im Gebrauch entweder von einer Nocke oder von einem Stößel erfasst, der seinerseits durch eine Nocke betätigt wird, wobei die Nocken von der zur Kraftstoffmaschine gehörigen Brennkraftmaschine betätigt werden, so daß der Kolben 18 von der Brennkraftmaschine zeitlich gesteuert betätigt wird.

Die Winkelstellung des Kolbens 18 (bezüglich seiner vertikalen Drehachse) wird durch eine Zahnstange 25 gesteuert, deren Zähne mit der Zahnung einer Buchse kämmen, die bezüglich der Pumpenbuchse 12 drehbar ist und mit dem Kolben 18 über einen Vorsprung am Kolben in Verbindung steht, welcher im Gleitsitz von einem Schlitz in der Buchse 26 aufgenommen wird»

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Die Kraftstoffpumpe arbeitet in üblicher Weise. Wenn der Kolben 18 nach innen bewegt wird und wenn die Einlasse 21 und 22 dann von dem Kolben 18 verschlossen werden, dann steigt der Druck in der Pumpenkammer 19 an, bis das Hochdruckventil geöffnet wird und der Kraftstoff durch den Auslaß 15 zu einem Einspritzventil der zugehörigen Brennkraftmaschine fließt, und zwar so lange, bis die wendeiförmige Steuerkante am Kolben 18 die Überströmöffnung 22 freigibt.

Von dem in der Pumpenkammer 19 unter Druck stehenden Kraftstoff tritt ein Leckstrom in den Arbeitsspalt aus, der zwischen dem Kolben 18 und der Wand der Bohrung vorhanden ist. Dieser Leckstrom wird von einer ersten Ringnut 27 in der Wand der Bohrung 17 aufgenommen. Die Ringnut 27 steht über einen Kanal 28 unmittelbar mit der Kraftstoffeinlaßkammer 20 in Verbindung. Der größte Teil des Kraftstoffs, der als Leckstrom längs der Arbeitsspalts austritt, wird somit in der Ringnut 27 gesammelt und zu der Kraftstoffeinlaßkammer 20 zurückgeleitet.

Wenn die Pumpe zur Förderung von Schweröl oder dergleichen benutzt wird, welches gegebenenfalls erhitzt werden muß, ehe es mit der Pumpe gefördert werden kann, dann ist es erforderlich, den Kolben und die Bohrung zu schmieren. Dies geschieht mittels einer zweiten Ringnut 29, welche im Abstand von der ersten Ringnut 27 angeordnet und zwischen dieser und dem vom Ventil-

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gehäuse 13 abgewandten Ende der Bohrung 17 vorgesehen ist. Die zweite Ringnut 29 ist mit einem Schmieröleinlaß 30 verbunden, der in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Der Einlaß 30 ist im Betrieb mit dem Schmiersystem der Brennkraftmaschine verbunden, so daß das Schmieröl der Maschine für die erforderliche Schmierung zwischen dem Kolben 18 und der Wand der Bohrung 17 sorgt. Es hat sich gezeigt, daß trotz der Rückführung des Leckstroms über die erste Ringnut 27 ein gewisser Teil des Kraftstoffs zu der zweiten Ringnut 29 fließen und sich dort mit dem Schmieröl mischen kann. Dies kann beispielsweise bei einem kurzfristigen Anstieg des Kraftstoffdrucks in der Kraftstoffeinlaßkammer 20 eintreten, wenn Kraftstoff über die Überströmöffnung 22 abfließt, um die Kraftstoffeinspritzung zu beenden.

Um ein derartiges Mischen von Kraftstoff und Schmieröl zu verhindern, ist in der Wand der Bohrung 17 eine dritte Ringnut 31 vorgesehen, die zwischen der ersten Ringnut 27 und der zweiten Ringnut 29 liegt. Die dritte Ringnut 31 ist über einen Kanal 32 mit einem Auslaß 33 in dem Gehäuse 10 verbunden, wobei der Auslaß 33 im Betrieb mit einem Ablauf in Verbindung steht. Die in der Nut 31 gesammelte Flüssigkeit, welche zu dem Auslaß 33 fließt, ist eine Mischung aus Kraftstoff und öl und wird in einem geeigneten Behälter gesammelt und in regelmäßigen Abständen weggeschüttet.

Bei der vorstehend angegebenen Lösung ergeben sich Probleme hinsichtlich der Abdichtung zwischen der

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Pumpenbuchse 12 und der Wand der Bohrung 11/ so daß Schmieröl und verschmutztes öl zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33 fließen können.

Bei einer üblichen Kraftstoffpumpe würden die Stufen an der Pumpenbuchse 12 einerseits und der Wand der Bohrung 11 andererseits unmittelbar unter der Kraftstoffeinlaßkammer 20 angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion dienen die genannten Stufen jedoch der Schaffung einer ringförmigen Dichtung zwischen der Pumpenbuchse 12 und der Wand der Bohrung 11 in dem Bereich zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33. Normalerweise würde man an dieser Stelle eine Abdichtung mit Hilfe eines in einer Ringnut angeordneten elastomeren Dichtungselementes herbeiführen. Derartige Dichtungselemente sind nämlich bei niedrigen Temperaturen völlig befriedigend. Wenn jedoch mit der Pumpe erhitzter Kraftstoff gefördert werden soll, dann kann ziemlich schnell eine Verschlechterung der Dichtwirkung des · . ■ ' Dichtungselementes eintreten. Bei einem Ausfall der Dichtung wäre es aber möglich, daß das Schmieröl mit Kraftstoff verschmutzt wird. Erfindungsgemäß werden daher die Stufen an der Pumpenbuchse 12 und an der Wand der Bohrung 11, die der axialen Positionierung der Buchse innerhalb des Gehäuses 10 dienen, zwischen dem Einlaß 30 und dem Auslaß 33 vorgesehen. Die Stoßstelle dieser beiden Stufen ist mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet. An der Stoßstelle 34 ergibt sich ein Metall/

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Metall-Kontakt zwischen der Buchse 12 und dem Gehäuse 10, so daß über den Spalt zwischen den beiden Bauteilen kein Kraftstoff fließen kann, wodurch eine Verschmutzung des Schmieröls verhindert wird. Unterhalb vom Schmieröleinlaß 30 ist ein elastomeres Dichtungselement 35 vorgesehen, welches so weit wie möglich verhindert, daß Schmieröl direkt in den Raum gelangt, in dem sich der Mitnehmer befindet. Außerdem ist zwischen dem Gehäuse 10 und der Buchse 12 in dem Bereich zwischen der Kraftstoffeinlaßkammer 20 und dem Auslaß 33 ein elastomeres Dichtungselement 36 vorgesehen, um dort eine Dichtung zu schaffen. Obwohl die Verwendung einer Dichtung an dieser Stelle nicht voll befriedigend ist, bewirkt die Dichtung zumindest eine Reduzierung eines Kraftstoff-Leckstroms zum Auslaß 33 auf ein Minimum. Außerdem tritt selbst bei einem Versagen der Dichtung noch keine Verschmutzung des Schmieröls durch Kraftstoff ein.

Claims

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PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTGART 1

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A 45 855 b Anmelder: LUCAS INDUSTRIES Ltd.

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Großbritannien

Patentansprüche

.j Kraftstoffeinspritzpvunpe zum Versorgen einer Brennkraftmaschine mit flüssigem Kraftstoff, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: Es ist ein Pumpengehäuse (10) mit einer Stufenbohrung (11) vorgesehen, in der Bohrung (11) ist eine Pumpenbuchse (12) vorgesehen, in einer Bohrung

(17) der Pumpenbuchse (12) ist ein Pumpenkolben

(18) gleitverschieblich angeordnet, dessen eines Ende über die Bohrung (17) der Pumpenbuchse (12) vorsteht, zwischen der Pumpenbuchse (12) und dem Pumpengehäuse (10) ist eine Kraftstoffeinlaßkammer

(20) vorgesehen, in der Pumpenbuchse (12) ist ein mit der Kraftstoffeinlaßkammer (20) verbundener Kraftstoffeinlaß (22) verbunden, der in der Bohrung (17) der Pumpenbuchse (12) in einer solchen Lage mündet, daß er von dem Pumpenkolben (18) während des Einspritzhubes desselben verschließbar ist, in der Wand der Bohrung (17) der Pumpenbuchse (12) ist eine erste Ringnut (27) vorgesehen, welche mit der Kraftstoffeinlaßkammer (20) in Verbindung steht und dazu dient, einen Kraftstoff-Leckstrom, der bei

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einem hohen Druck in dem Arbeitsspalt zwischen der Wand der Bohrung (17) und dem Pumpenkolben (18) entsteht, aufzufangen, in der Wand der Bohrung (17) der Pumpenbuchse (12) ist eine zweite Ringnut (29) in axialem Abstand von der ersten Ringnut (27) und zwischen dieser und dem Ende der Pumpenbuchse (12) vorgesehen, über die der Kolben (18) vorsteht, in der Pumpenbuchse (12) und in dem Pumpengehäuse (10) sind Kanalelemente vorgesehen, welche die zweite Ringnut (29) mit einem in dem Pumpengehäuse (10) vorgesehenen Schmieröleinlaß (30) verbinden, dem im Betrieb zur Schmierung des Kolbens (18) und der Wand der Bohrung (17) unter Druck stehendes Schmieröl aus einer Schmierölquelle zuführbar ist, in der Wand der Bohrung (17) ist in der Pumpenbuchse (12) zwischen der ersten Ringnut (27) und der zweiten Ringnut (29) eine dritte Ringnut (31) vorgesehen, welche über einen Kanalabschnitt (32) mit einem Auslaß (33) verbunden ist, der mit einem Ablauf in Verbindung steht.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Pumpenbuchse (12) einerseits und an der Wand der Bohrung (11) des Pumpengehäuses (10) andererseits zusammenwirkende Stufen vorgesehen sind, die zwischen dem Schmieröleinlaß (30) und dem mit der dritten Ringnut (31) verbundenen Auslaß angeordnet sind und eine Dichtung zwischen diesem Auslaß (33) und dem Schmieröleinlaß (30) bilden.

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3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wand der Stufenbohrung (11) des Pumpengehäuses (10) und der Pumpenbuchse (12) in einer Position zwischen der Kraftstoffeinlaßkammer (20) und dem mit der dritten Ringnut (31) verbundenen Auslaß (33) elastomere Dichtungseinrichtungen (36) vorgesehen sind.

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