DE3404042C2

DE3404042C2 -

Info

Publication number: DE3404042C2
Application number: DE3404042A
Authority: DE
Inventors: Josef Morell; Harald Ing. Wien At Schmidt
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1983-02-17
Filing date: 1984-02-06
Publication date: 1991-01-10
Also published as: IT8419661A0; ATA54183A; US4627570A; FR2541380A1; JP2506191Y2; JPH0683956U; JPS59158374A; SU1346056A3; AT388214B; DE3404042A1; FR2541380B1; BG43356A3; IT1173288B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoff-Einspritzaggregat für je einen Zylinder eines Dieselmotors, bestehend aus einer Kolbenpumpe mit mittels Schrägkanten-Steuerung regelbarer För dermenge und einer in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Einspritzdüse mit einer federbelasteten Düsennadel, wobei der Pumpenzylinder wenigstens einer beim Hub des mit einer stirnsei tigen und einer hinteren Steuerkante versehenen Pumpenkolbens von diesem überstrichene, zu einem Pumpenansaugraum führende Kraftstoffbohrung sowie einen von einer Spannhülse gegen einen pumpenzylinderdeckelspannbaren Befestigungsflansch zwischen der Kraftstoffbohrung und dem deckelseitigen Pumpenzylinder auf weist.

Als Stand der Technik ist bereits eine Aufspannvorrichtung für eine Einspritzeinrichtung für Einspritzbrennkraftmaschinen be kannt (EP 00 67 807 A1). Diese Aufspannvorrichtung für als Pum pendüse ausgebildete Einspritzeinrichtungen beinhaltet einen Druckbügel, welcher unter Vermittlung von Schrauben am Zylinder kopf festgelegt wird. Die Pumpendüse-Baueinheiten weisen an ih rem düsenseitigen Ende eine Überwurfmutter auf, wobei ein Fort satz an der der Düse abgewandten Stirnfläche der Überwurfmutter angreift. Die Angriffsstelle liegt hierbei in einem Querschnitt zwischen der Gleitbahn des Pumpenkolbens und der Düse. In einem die Pumpenkolben-Düse tragenden Bauteil ist der Pumpenkolben mit sehr geringem Spiel gleitend geführt, um hohe Einspritzdrücke bis zu 1000 bar zu ermöglichen. Einer Erhöhung des Betriebes über den vorgenannten Wert hinaus ist bei dieser bekannten Kon struktion ohne bauliche Abänderungen nicht möglich.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Brennstoffeinspritz vorrichtung mit zu einer Einheit vereinigten Einspritzpumpe und Einspritzdüse (CH-PS 2 99 030). Auch diese bekannte Konstruktion ist nicht dazu geeignet, einen Betrieb bei hohen Einspritzdrücken (über 1000 bar) zu gewährleisten. Durch die hohen Einspritzdrücke wird eine besondere Abdichtung des Pumpenzylinders gegen den Pumpenzylinderdeckel erforderlich, welche ihrerseits nur durch eine hohe, auf dem Befestigungsflansch des Pumpenzylinders wirkende Vorspannkraft erreicht werden kann.

Diese hohe Vorspannkraft kann jedoch eine Einschnürung der Pum penzylinder-Lauffläche im Bereich des Befestigungsflansches be wirken, was zur Anwendung eines unerwünscht großen Laufspieles des Pumpenkolbens zwingt. Dadurch kann einer vom Hub des Pumpen kolbens und der Drehzahl des Motors abhängige, ungleichmäßige Förderung eintreten, was nachteiligerweise die Genauigkeit des Einspritzvorganges beeinträchtigt.

Außerdem bringt der schlagartige, steile Druckanstieg im Pumpen zylinder nach Abschluß der Kraftstoffbohrung die Gefahr von Druckschwingungen mit sich, welcher eine noch größere Vorspann kraft erfordern und zu weiteren Ungenauigkeiten sowohl beim Ein spritzbeginn als auch beim Einspritzverlauf bzw. bei dessen Beendigung führen.

Diese nachteiligen Erscheinungen ergeben sich insbesondere bei Fahrzeug-Dieselmotoren, welche über einen breiten Drehzahlbe reich mit hohen Spitzendrehzahlen betrieben werden und fallen bei Kraftstoff-Einspritzaggregaten der vorgenannten Art beson ders ins Gewicht, da diese nach dem Einbau im Dieselmotor nicht mehr nachjustierbar sind.

Zum Stand der Technik zählen weiterhin Kraftstoffeinspritzpumpen mit rückversetzten Steuerkanten (DE-OS 15 76 466, DE-GM 17 49 266). Es soll hierbei eine Änderung der Geschwindigkeit des Druckabfalles erzielt werden.

Weiterer Stand der Technik ist ein Verfahren zur Einstellung von Brennstoff-Einspritzpumpen für Einspritzbrennkraftmaschinen so wie eine entsprechend gestaltete Brennstoffeinspritzpumpe (DE- PS 10 50 604). Hierbei ist der im Innendurchmesser vergrößerte Endabschnitt des Pumpenzylinders im Bereich der Druckkammer aus rein fertigungstechnischen Gründen vorhanden. Da eine Feinbear beitung der Kolbenlaufflächen des Pumpenzylinders mit einem Leppwerkzeug nicht bis zu dem Endabschnitt der Kolbenlauffläche durchgeführt werden kann, ist daher im Bereich dieses Endab schnittes der Kolbenlauffläche des Pumpenzylinders eine Freiar beitung bzw. ein Absatz der Kolbenlauffläche erforderlich, so daß zwangsläufig die Druckkammer in diesem Bereich einen vergrößerten Innendurchmesser ausweisen muß.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Kraftstoff-Einspritzaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so zu verbessern, daß Undichtheiten in der Kol benpumpe möglichst kleingehalten werden und insgesamt eine ex akte Einhaltung des gewünschten Einspritzvorganges auch bei ho hen Einspritzdrücken erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pum penzylinder-Lauffläche im Bereich des Befestigungsflansches einen zylindrischen Absatz mit vergrößertem Durchmesser besitzt,
daß die Länge des zylindrischen Absatzes der Pumpenzylinder- Lauffläche wenigstens zwei Drittel der Dicke des Befestigungs flansches beträgt und
daß die stirnseitige Steuerkante des Pumpenkolbens unter Bildung mindestens eines stufenförmigen Absatzes mit verringertem Durch messer gegenüber der Kolbenlauffläche zurückgesetzt ist.

Durch den zylindrischen Absatz der Zylinderlauffläche im Bereich der Einschnürung wird damit vorteilhafterweise der notwendig Raum geschaffen, um ein Klemmen des Kolbens zu vermeiden und ein sehr kleines Laufspiel einzuhalten; trotzdem kann aber auch im verbleibenden Teil der Zylinderlauffläche das Laufspiel des Kol bens zur Vermeidung von Undichtheiten so klein gewählt werden, wie dies die Fertigung zuläßt. Durch die Zurücksetzung der stirnseitigen Steuerkante und den dadurch gebildeten Absatz mit verringertem Durchmesser in der Kolbenlauffläche wird der Druck anstieg im Pumpeninneren bei Überstreichen der Kraftstoffbohrung im Pumpenzylinder darüber hinaus so weit verflacht, daß nur ge ringe Druckspitzen auftreten können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung könnte die Mantelfläche des zylindrischen Absatzes der Pumpenzylinder-Lauffläche sowie die stufenförmigen Absätze des Pumpenkolbens einen Durchmesser- Bereich aufweisen, welcher vom Durchmesser der Kolbenlauffläche um höchstens 4% abweicht. Dadurch wird bei Einhaltung niedrigsten Laufspieles unerwünschte die Einschnürung der Pumpenzylinder- Lauffläche entfernt und die bei Abschluß bzw. Freigabe des Pum penzylinderinneren allenfalls auftretenden Druckspitzen weitest gehend vermieden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar gestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Kraftstoff-Einspritzaggregates,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 und 4 Teillängsschnitte von anderen Ausführungsformen des Kolbens nach Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 ist ein von einer Spiralfeder 2 in einer oberen Lage gehaltener Pumpenkolben 1 einer Kolbenpumpe 3 eines Kraftstoff- Einspritzaggregates in einem Pumpenzylinder 4 längsverschiebbar geführt, welcher an seinem unteren Ende einen Befestigungsflansch 5 aufweist. Der Befestigungsflansch 5 ist mittels einer Spannhülse 6 und eines auf diese von außen aufschraubbaren Gehäuses 7 über eine Einspritzdüse 8 und eine Federhülse 9 gegen einen eine Kraftstoff zuleitung 10 zur Einspritzdüse aufweisenden Pumpenzylinderdeckel 11 gedrückt.

Die Pumpenzylinder-Lauffläche 12 besitzt im Bereich des Be festigungsflansches 5 einen zylindrischen Absatz 13 eines Pumpen druckraumes 14 und ist in dessen Bereich über radiale Bohrungen 15, 16 des Pumpenzylinderraumes 4, die in einen ringförmigen Pum pensaugraum 17 der Spannhülse 6 führen, mit von diesem ausgehenden Bohrungen 18 bzw. 19 zur Zu- bzw. Abfuhr von Kraftstoff verbunden. Ein ringförmiger Innenkanal 20 des Pumpenzylinders 4, zur Aufnahme von Leck-Kraftstoff, ist über eine Bohrung 21 und einen zwischen der Spannhülse 6 und dem Pumpenzylinder 4 vorhandenen Ringraum 22 mit dem Pumpensaugraum 17 verbunden. Zur Abdichtung des Pumpenzylinders 4 gegen die Spannhülse 6 ist in einer Nut 23 der Spannhülse 6 ein O-Ring 24 angeordnet. Der Pumpenkolben 1 weist an seinem unteren Ende 25 eine längs eines Teilumfangsbereiches schräg verlaufende, stirnseitige Steuerkante 26 auf, die unter Bildung eines stufen förmigen Absatzes 27 mit verringertem Durchmesser gegenüber der Kolbenlauffläche 28 zurückgesetzt ist. Eine weitere, längs des Teilumfangsbereiches des Pumpenkolbens 1 schräg verlaufende, hintere Steuerkante 29 ist ebenfalls unter Bildung eines stufenförmigen Absatzes 30 mit verringertem Durchmesser gegenüber der Kolbenlauf fläche 28 zurückgesetzt. Eine Längsnut 31 des Pumpenkolbens 1 im Bereich von dessen unterem Ende 25 verbindet einen auf die hintere Steuerkante 29 folgenden, von einem weiteren Absatz 32 des Pumpen kolbens 1 mit verringertem Durchmesser und der Pumpenzylinder- Lauffläche 12 gebildeten Ringraum 33 mit dem Pumpendruckraum 14. Eine Befestigungsbrille 34 dient zum Befestigen des Einspritzaggre gates an einem nicht gezeigten Zylinderdeckel eines Dieselmotors.

Gemäß Fig. 3 ist die Mantelfläche 35 der stufenförmigen Absätze 27 bzw. 30 nach einer Kegelstumpffläche 36 bzw. 37 geformt.

Gemäß Fig. 4 weisen die stufenförmigen Absätze 27 bzw. 30 einen labyrinthartigen Querschnittsverlauf 38 bzw. 39 auf.

Wird also unter der hohen Vorspannkraft für den Befestigungs flansch die Einschnürung der Zylinderlauffläche so groß, daß das gewünschte geringe Laufspiel des Pumpenkolbens 1 nicht eingehalten werden kann, so wird durch den zylindrischen Absatz 13 der Zylinder lauffläche im Bereich der Einschnürung der notwendige Raum geschaf fen, um ein Klemmen des Kolbens 1 zu vermeiden und ein kleines Lauf spiel von höchstens 1,5 µm einzuhalten; trotzdem kann aber auch im verbleibenden Teil der Zylinderlauffläche das Laufspiel des Kolbens 1 zur Vermeidung von Undichtheiten so klein gewählt werden, wie dies die Fertigung zuläßt. Die geforderte Genauigkeit des Einspritz verlaufes ist dadurch sichergestellt. Durch die Zurücksetzung der stirnseitigen Steuerkante und den dadurch gebildeten Absatz mit verringertem Durchmesser in der Kolbenlauffläche wird der Druckan stieg im Pumpeninneren beim Überstreichen der Kraftstoffbohrung im Pumpenzylinder 4 soweit verflacht, daß nur geringe Druckspitzen auf treten können.

Die erforderliche Vorspannkraft braucht daher nicht noch beträchtlich höher angesetzt zu werden, als es der geforderte Ein spritzdruck verlangt. Dadurch läßt sich der Absatz der Pumpenzylinder- Lauffläche klein halten und genau bemessen.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzaggregat für je einen Zylinder eines Die selmotors, bestehend aus einer Kolbenpumpe mit mittels Schrägkanten-Steuerung regelbarer Fördermenge und einer in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Einspritzdüse mit ei ner federbelasteten Düsennadel, wobei der Pumpenzylinder we nigstens eine biem Hub des mit einer stirnseitigen und einer hinteren Steuerkante versehenen Pumpenkolbens von diesem überstrichene, zu einem Pumpenansaugraum führende Kraftstoff bohrung sowie einen von einer Spannhülse gegen einen Pumpen zylinderdeckel spannbaren Befestigungsflansch zwischen der Kraftstoffbohrung und dem deckelseitigen Pumpenzylinder auf weist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpenzylinder-Lauffläche (12) im Bereich des Befe stigungsflansches (5) einen zylindrischen Absatz (13) mit vergrößertem Durchmesser besitzt,
daß die Länge des zylindrischen Absatzes (13) der Pumpenzy linder-Lauffläche (12) wenigstens zwei Drittel der Dicke des Befestigungsflansches (5) beträgt und daß die stirnseitige Steuerkante (26) des Pumpenkolbens (1) unter Bildung minde stens eines stufenförmigen Absatzes (27, 30) mit verringertem Durchmesser gegenüber der Kolbenlauffläche (28) zurückgesetzt ist.

2. Einspritzaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des zylindrischen Absatzes (13) der Pum penzylinder-Lauffläche (12) sowie die stufenförmigen Absätze (27, 30) des Pumpenkolbens (1) einen Durchmesser-Bereich auf weisen, welcher vom Durchmesser der Kolbenlauffläche (28) um höchstens 4% abweicht.