DE4436733A1 - Fuel injection pump - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist beispielsweise durch die DE-A-34 39 497 bekannt. Der Ringschieber dieser bekannten Pumpe liegt frei im Absteuerraum und wird von Druckwellen, die aufgrund der Antriebsbewegung des Pumpen kolbens in diesem Absteuerraum entstehen, beaufschlagt. Ins besondere führt dabei die Nockenscheibe eine ständig hin- und hergehende Bewegung in Achsrichtung des Pumpenkolbens aus und erzeugt dabei Druckstoße, die axial auf den Ring schieber wirken. Dies hat zur Folge, daß der Ringschieber innerhalb des Bewegungsspiels, das der Regler aufweist, axial auf dem Pumpenkolben verschoben werden kann. Dieses Spiel besteht einmal an der Verbindungsstelle zwischen Stellglied und Ringschieber und zum anderen auch in den übrigen Teilen des Reglers. Dabei spielt es keine Rolle, ob dieser Regler als mechanischer Drehzahlregler ausgestaltet ist oder ein elektromechanisch angetriebener Drehzahlregler ist. Aufgrund dieser Druckwellen kann der Ringschieber auch unsystematische Bewegungen ausfuhren, d. h. Bewegungen, die von Förderhub zu Förderhub des Pumpenkolbens unterschiedlich sind, was zu Einspritzmengenstreuungen führen kann. Weiter hin wird durch insbesondere die Druckwellen, die von der Nockenscheibe ausgelöst werden, auch das Verbindungsteil zwischen Stellglied und Ringschieber mechanisch erheblich belastet.The invention relates to a fuel injection pump Distribution type according to the preamble of claim 1. Such a fuel injection pump is for example known from DE-A-34 39 497. The ring slide this known pump is free in the control room and is from Pressure waves due to the drive movement of the pumps piston arise in this control chamber. Ins In particular, the cam disc continuously and consequent movement in the axial direction of the pump piston and creates pressure surges that axially on the ring act slider. This has the consequence that the ring slide within the range of motion that the controller has, can be moved axially on the pump piston. This Game exists once at the junction between Actuator and ring slide and on the other also in the rest Share the controller. It does not matter whether this controller is designed as a mechanical speed controller is or an electromechanically driven speed controller is. Due to these pressure waves, the ring slide can also make unsystematic movements, d. H. Movements that differs from delivery stroke to delivery stroke of the pump piston are what can lead to scattered injection quantities. Next is particularly affected by the pressure waves from the Cam disk are triggered, including the connecting part mechanically significant between actuator and ring slide charged.
Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vor teil, daß der Ringschieber von entstehenden Druckwellen im Absteuerraum geschützt ist. Zwischen dem im topfförmigen Teil eingeschlossenen Raum und dem Absteuerraum verbleiben dennoch genügend offene Querschnitte, um einerseits die Be wegung des Ringschiebers hydraulisch nicht zu behindern und andererseits den pro Pumpenkolbenförderhub abgesteuerten Kraftstoff in den Absteuerraum ohne Rückwirkung auf den Ringschieber überzuleiten.The device according to the invention with the characteristic In contrast, features of claim 1 has the front part that the ring slide of pressure waves arising in Control room is protected. Between that in the pot-shaped Part of the enclosed space and the control room remain nevertheless enough open cross-sections to allow the loading movement of the ring slide hydraulically not to hinder and on the other hand, the one controlled per pump piston delivery stroke Fuel in the control room without retroactive effect on the Transfer ring slide.
Gemäß den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Möglich keiten, den topfförmigen Teil innerhalb des Einspritzpumpen gehäuses zu fixieren unter Ausnützung bereits vorhandener Bauteile.Advantageous possibilities arise according to the subclaims the pot-shaped part inside the injection pumps to fix the housing using existing ones Components.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibungen nä her erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawing is shown and is described in the following descriptions ago explained. Show it
Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritz pumpe im Schnitt gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 das erfindungswesentliche Konstruktionsdetail der Kraftstoffein spritzpumpe im Schnitt und Fig. 3 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entlang der Linie III-III. Fig. 1 shows a fuel injection pump in section according to the prior art, Fig. 2 shows the construction detail essential to the invention of the fuel injection pump in section and Fig. 3 shows a section through the inventive embodiment of FIG. 2 along the line III-III.
Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine Verteilerkraft stoffeinspritzpumpe der Hubkolbenbauart. Im Gehäuse 1 dieser Pumpe ist eine Zylinderbuchse 2 fest eingesetzt, die einen Pumpenzylinder 3 aufnimmt, in dem ein Pumpenkolben 4 einen Pumpenarbeitsraum 5 begrenzt. Der Pumpenkolben wird hin- und hergehend und zugleich rotierend angetrieben. Er ragt an seinem dem Pumpenarbeitsraum 5 abgewandten Ende in einen Ab steuerraum 7 und liegt dort mit einem Fuß 8 auf der Stirn seite einer Nockenscheibe 9 auf. Mit der Nockenscheibe ist der Fuß 8 in nicht weiter gezeigter Weise drehschlüssig ge koppelt und wird dabei axial durch mehrere Federn 10 an der Nockenscheibe 9 gehalten. Die Federn 10 stützen sich über einen Federteller 11 an einer Stirnwand 12 des den Absteuer raum 7 umgebenden Gehäuses ab und beaufschlagen andererseits eine Federbrücke 14, die sich an einer zum Pumpenarbeitsraum hinweisenden Schulter 15 am Fuß 8 des Pumpenkolbens ab stützt. Die vorgespannte Feder drückt somit über den Pumpen kolben auf die Nockenscheibe, die wiederum auf diese Weise axial an Rollen 17 gehalten wird, die innerhalb eines Rol lenringes 18 gelagert sind. Auf der Seite der Rollen 17 weist die Nockenscheibe 9 eine Nockenbahn 19 auf, über die sie bei drehendem Antrieb über die Rollen 17 abläuft und da bei zusätzlich zu ihrer Drehbewegung eine hin- und hergehen de Hubbewegung ausführt. Der Antrieb der Nockenscheibe er folgt über eine Kupplung 20 von einer Antriebswelle 21 her synchron zur Drehzahl der zugehörigen Brennkraftmaschine. Fig. 1 shows a partial section through a distributor force fuel injection pump of the reciprocating type. In the housing 1 of this pump, a cylinder liner 2 is firmly inserted, which receives a pump cylinder 3 , in which a pump piston 4 delimits a pump working chamber 5 . The pump piston is driven back and forth and at the same time rotating. It protrudes at its end facing away from the pump work chamber 5 into a control chamber 7 and lies there with a foot 8 on the end face of a cam 9 . With the cam, the foot 8 is rotatably coupled in a manner not shown and is held axially by a plurality of springs 10 on the cam 9 . The springs 10 are supported by a spring plate 11 on an end wall 12 of the control chamber 7 surrounding the housing and, on the other hand, act on a spring bridge 14 , which is supported on a shoulder 15 pointing to the pump working space at the foot 8 of the pump piston. The biased spring thus presses the pump piston on the cam, which in turn is held axially in this way on rollers 17 which are mounted within a roller lenringes 18 . On the side of the rollers 17 , the cam disc 9 has a cam track 19 , via which it runs over the rollers 17 when the drive is rotating and since, in addition to its rotary movement, it performs a reciprocating stroke movement. The drive of the cam disc he follows via a clutch 20 from a drive shaft 21 in synchronism with the speed of the associated internal combustion engine.
Der Federteller 11 ist von einem Führungsbolzen 23 durch drungen oder einstückig Teil desselben. Der Führungsbolzen ist jenseits des Federtellers 11 in das Gehäuse 1 der Kraft stoffeinspritzpumpe eingesetzt, verläuft koaxial zur Druck feder 10 und greift an seinem freien Ende 24 in eine Ausneh mung 25 der Federbrücke ein und sichert somit die Feder brücke gegen Verdrehung und hält damit die Druckfeder in ih rer zur Pumpenkolbenachse achsparallelen Lage.The spring plate 11 is penetrated by a guide pin 23 or in one piece thereof. The guide pin is inserted beyond the spring plate 11 in the housing 1 of the fuel injection pump, extends coaxially to the compression spring 10 and engages at its free end 24 in a Ausneh tion 25 of the spring bridge and thus secures the spring bridge against rotation and thus holds the compression spring in their position axially parallel to the pump piston axis.
Auf dem aus dem Pumpenzylinder 3 ragenden Teil des Pumpen kolbens 4 ist ferner ein Ringschieber 27 angeordnet, der mit seiner Innenbohrung 28 mit Dichtpassung auf der Mantelfläche verschieb- und verdrehbar ist. Dabei wird die Position des Ringschiebers durch ein Stellglied 29 bestimmt, das über ei nen Kopf 30 in eine entsprechende Ausnehmung 31 in der Man telfläche des im wesentlichen kreiszylindrischen Ringschie bers eingreift. Das Stellglied 29 gehört zu einem Regler, der ein konventioneller mechanischer, ein hydraulischer oder auch ein elektromagnetisch angetriebener Regler sein kann. Dieser ist hier nicht näher gezeigt.On the protruding from the pump cylinder 3 part of the pump piston 4 , a ring slide 27 is also arranged, which is displaceable and rotatable with its inner bore 28 with a tight fit on the outer surface. The position of the ring slide is determined by an actuator 29 which engages over egg nen head 30 in a corresponding recess 31 in the one tel surface of the substantially circular cylindrical ring slide bers. The actuator 29 belongs to a controller, which can be a conventional mechanical, a hydraulic or an electromagnetically driven controller. This is not shown here.
Durch den Ringschieber wird ein Entlastungskanal 32 gesteu ert, der ausgehend von der pumpenarbeitsraumseitigen Stirn seite 33 koaxial im Pumpenkolben verläuft und dann in eine Radialbohrung 34 übergeht, die an der Mantelfläche 35 des Pumpenkolbens im Arbeitsbereich des Ringschiebers 27 mündet. Von der Längsbohrung des Entlastungskanals 32 führt dabei eine Querbohrung 37 ab, deren Mündung an der Mantelfläche des Pumpenkolbens als Verteileröffnung dient und die im Laufe der Drehung des Pumpenkolbens nacheinander bei seinen einzelnen Förderhüben mit jeweils einer von mehreren gleich mäßig am Umfang des Pumpenzylinders 3 verteilten Einspritz leitungen 39 in Verbindung kommt. Diese führen zu nicht wei ter gezeigten Einspritzventilen an der zugehörigen Brenn kraftmaschine. Unter Einwirkung von Druckfedern 10, von de nen vorstehend nur eine beschrieben wurde und auch nur eine in der Zeichnung dargestellt ist, führt der Pumpenkolben seinen Saughub aus. Die Druckfedern sind vorzugsweise in gleichen Winkelabständen so um den Pumpenkolben herum ver teilt angeordnet, daß ein Zugriff des Stellglieds 29 zum Ringschieber möglich ist und eine kippmomentenfreie Bela stung der Nockenscheibe erzielt wird. Through the ring slide a relief channel 32 is STEU ert, starting from the pump work chamber side 33 side coaxial in the pump piston and then merges into a radial bore 34 which opens onto the outer surface 35 of the pump piston in the working area of the ring slide 27 . A transverse bore 37 leads from the longitudinal bore of the relief channel 32 , the mouth of which serves as a distributor opening on the lateral surface of the pump piston and which, in the course of the rotation of the pump piston, successively during its individual delivery strokes, each with one of several injections evenly distributed over the circumference of the pump cylinder 3 lines 39 comes into contact. These lead to injection valves, not shown, on the associated internal combustion engine. Under the action of compression springs 10 , of which only one has been described above and only one is shown in the drawing, the pump piston executes its suction stroke. The compression springs are preferably arranged at equal angular intervals around the pump piston ver that an access of the actuator 29 to the ring slide is possible and a tilting moment-free loading of the cam disc is achieved.
Beim Saughub des Pumpenkolbens 4 wird durch eine entspre chende Drehung des Pumpenkolbens eine von mehreren an der Stirnseite 33 des Pumpenkolbens ausgehenden Saugnuten 41 mit einer in deren Bereich in den Pumpenzylinder einmündenden Saugleitung 42 verbunden, die wiederum aus dem Absteuerraum 7 mit Kraftstoff versorgt wird. Die Versorgung des Absteuer raums erfolgt überlicherweise durch eine hier nicht weiter gezeigte Vorförderpumpe. Nach Füllung des Pumpenarbeitsrau mes bzw. Ende des Saughubes hat sich der Pumpenkolben soweit gedreht, daß die Verbindung zwischen Saugnuten 41 und Saug leitung 42 unterbrochen ist, so daß in der Folge der Pumpen kolben einen Förderhub ausführen kann, wobei der Pumpenar beitsraum unter Druck gesetzt werden kann. Dies geschieht, sobald die Querbohrung 37 vom Ringschieber verschlossen wird und nur so lange, bis die Querbohrung 37 wieder aus dem Ringschieber austaucht. In dem Zwischenbereich erfolgt Kraftstofförderung unter Hochdruck zu je einer der von der Verteileröffnung angesteuerten Einspritzleitung. Nach Öffnen der Querbohrung wird der Pumpenarbeitsraum für den restlich durchzuführenden Hub des Pumpenkolbens entlastet und damit die Einspritzung unterbrochen.During the suction stroke of the pump piston 4 , one of several suction grooves 41 emanating from the end 33 of the pump piston is connected by a corresponding rotation of the pump piston to a suction line 42 opening into the area of the pump cylinder, which in turn is supplied with fuel from the control chamber 7 . The control room is usually supplied by a pre-feed pump, not shown here. After filling the Pumpenarbeitsrau mes or end of the suction stroke, the pump piston has rotated so far that the connection between the suction grooves 41 and the suction line 42 is interrupted, so that in the consequence of the pumping piston, a delivery stroke can be carried out, the pumping chamber being pressurized can be. This happens as soon as the cross bore 37 is closed by the ring slide and only until the cross bore 37 emerges again from the ring slide. In the intermediate area, fuel is delivered under high pressure to each of the injection lines controlled by the distributor opening. After opening the cross hole, the pump work space is relieved for the remaining stroke of the pump piston, thus interrupting the injection.
Die Steuerung der Einspritzung hängt wesentlich von der Stellung des Ringschiebers ab, der sowohl Einspritzmenge als auch Einspritzbeginn beeinflussen kann. Dazu folgt eine ex akte Einstellung mittels des genannten Reglers. Wenn jedoch der Ringschieber pulsierenden, unkontrollierbaren Kräften ausgesetzt ist, kann dieser auch über die Einstellbewegung hinaus zusätzliche Bewegungen ausführen, die das Einspritz mengensteuerergebnis negativ beeinflussen. Es kommt dann nachteiligerweise zu Mengenstreuungen bei verschiedenen För derhüben derart, daß aufgrund der unterschiedlich einge brachten Menge die zugehörige Brennkraftmaschine unrund läuft und insgesamt Kraftstoffverbrauch und Emissionen stei gen können. The control of the injection depends essentially on the Position of the ring slide from the injection quantity as well can also influence the start of injection. This is followed by an ex Act setting with the mentioned controller. But when the ring slide pulsating, uncontrollable forces exposed, this can also be done via the adjustment movement also perform additional movements that the injection affect the tax result negatively. Then it comes disadvantageous to spreading of quantities in different för so that due to the different brought the associated internal combustion engine out of round runs and overall fuel consumption and emissions rise can.
In erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird daher gemäß Fig. 2 der Ringschieber von Druckwellen, die im Absteuerraum ent stehen und diesen durchlaufen, abgeschirmt. Dazu ist ein topfförmiges Teil 44 vorgesehen, das eine Mantelfläche 45 aufweist, die den Ringschieber großräumig entsprechend sei ner möglichen axialen Verschiebung umgibt und das einen der unteren Stirnseite des Ringschiebers gegenüberliegenden Bo den 46 hat mit einer zentralen Ausnehmung 47, durch die der Pumpenkolben hindurchführbar ist. An seiner Stirnseite, die der Stirnwand 12 des Gehäuses zugewandt ist, weist der topfförmige Teil zwei radial abstehende Laschen 48 auf, die sich diametral gegenüberliegen, entsprechend der Anordnung der Druckfedern 10 innerhalb des Absteuerraumes 7. Diese La schen bilden einen Flansch, der an den Federtellern 11 der Druckfedern 10 zur Anlage kommt und an diesen durch die vor gespannten Druckfedern jeweils gehalten wird, wobei der Flansch je eine Durchtrittsöffnung 49 zum Durchtritt des Führungsbolzens 23 aufweist.In the embodiment according to the invention, the ring slide is therefore shielded from pressure waves which are ent in the control chamber and pass through it according to FIG. 2. For this purpose, a pot-shaped part 44 is provided, which has a lateral surface 45 which surrounds the ring slide largely according to its possible axial displacement and the one opposite the lower end face of the ring slide Bo has the 46 with a central recess 47 through which the pump piston can be passed . On its end face, which faces the end wall 12 of the housing, the cup-shaped part has two radially projecting tabs 48 , which lie diametrically opposite one another, in accordance with the arrangement of the compression springs 10 within the control chamber 7 . This La rule form a flange which comes to rest on the spring plates 11 of the compression springs 10 and is held on these by the pre-tensioned compression springs, the flange each having a passage opening 49 for the passage of the guide pin 23 .
Der Durchmesser des topfförmigen Teils ist auf den Durchmes ser des Ringschiebers abgestimmt und stimmt im Ausführungs beispiel im wesentlichen auch mit dem Durchmesser der Zylin derbüchse 2 überein. Wesentlich ist, daß das topfförmige Teil im eingebauten Zustand zwischen seinem Boden 46 und der Stirnwand 12 bzw. der Stirnseite der Zylinderbüchse 2 einen Raum 50 einschließt, der durch Übertrittsquerschnitte vom Absteuerraum 7 abgekoppelt ist. Die bei der axialen Bewegung der Nockenscheibe 9 hervorgehobenen axial laufenden Druck wellen, die sonst auf den Ringschieber 27 aufgetroffen wä ren, werden nun durch den topfförmigen Teil abgefangen. Auch sonstige andere reflektierenden Druckwellen, die von anderen Seiten auf den Schieber insbesondere zur Beeinflussung sei ner axialen Stellung einwirken könnten, werden mit diesem topfförmigen Teil sicher abgehalten. Die Überströmquer schnitte z. B. an der Stelle der zentralen Ausnehmung zwi schen Kolben und Rand der Ausnehmung sowie im Bereich der Stirnwand 12 sind groß genug gestaltet, um die in den Raum 50 abgesteuerte Kraftstoffmenge bei Beendigung des wirksamen Förderhubs des Pumpenkolbens in den Steuerraum 7 überzulei ten. Wie man dem Schnitt gemäß Fig. 3 entnimmt, ist in der Mantelfläche 35 weiterhin eine schlitzförmige Ausnehmung 51 vorgesehen, durch die das Stellglied 29 mit seinem Kopf 30 hindurchgreifen kann, zur axialen Verschiebung des Ring schiebers auf dem Pumpenkolben. Auch an dieser Stelle stehen Übertrittsquerschnitte zur Verfügung, die abkoppelnde Wir kung haben.The diameter of the cup-shaped part is matched to the diameter of the ring slide valve and in the embodiment, for example, also essentially corresponds to the diameter of the cylinder sleeve 2 . It is essential that the pot-shaped part encloses a space 50 between its bottom 46 and the end wall 12 or the end face of the cylinder liner 2 , which is decoupled from the control chamber 7 by cross-sections. The highlighted during the axial movement of the cam disc 9 axially running pressure waves that would otherwise have hit the ring slide 27 would now be intercepted by the cup-shaped part. Other other reflective pressure waves, which could act on the slide from other sides, in particular to influence its axial position, are reliably prevented with this pot-shaped part. The overflow cross sections z. B. at the location of the central recess between the piston and the edge of the recess and in the region of the end wall 12 are designed large enough to overzulei the amount of fuel diverted into the space 50 at the end of the effective delivery stroke of the pump piston in the control chamber 7 removes the section shown in Fig. 3 is further provided a slit-shaped recess 51 in the lateral surface 35 through which the actuator 29 may reach through with its head 30 for axial displacement of the annular slide on the pump piston. At this point, too, cross-sections are available that have a decoupling effect.
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Legal Events
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