DE627262C - Vom Verdichtungsdruck im Arbeitszylinder angetriebene Brennstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

• Vom Verdichtungsdruck im Arbeitszylinder angetriebene Brennstoffeinspritzpumpe Die Erfindung betzifft eine Kolbenringanordnung für Einspritzvorrichtungen an Brennkraftmaschinen, bei denen der Brennstoff durch den Verdichtungsdruck im Arbeitszylinder mittels eines Stufenkolbens eingespritzt wird. Man verwendete bisher für den als Luftkolben dienenden Teil des Stufenkolbens die üblichen außen spannenden Kolbenringe. Man hat jedoch bei diesen Stufenkolben die Erfahrung gemacht, daß der unterhalb der Kolbenringe gelegene Teil der Kolbenfläche überhaupt nicht oder doch in unzureichender Weise geschmiert wird, und daß dadurch ein starker Verschleiß an den Gleitflächen der Kolben und der Laufbuchsen entsteht. Die vorliegende Erfindung-beseitigt diesen Nachteil dadurch, daß die Kolbenringe in Nuten der den Kolben. umgebenden Führungsbüchse sitzen und nach innen federnd die glatte Gleitfläche des Kolbens umspannen.
• Innen spannende Kolbenringe sind nun zwar an sich bekannt. Solche Ringe sind nämlich bereits bei Arbeitskolben von ßrennkraftmaschinen vorgesehen worden. In diesen Fällen sind sie aber aus ganz bestimmten Konstruktionsrücksichten angewendet worden, um z. B. die Anordnung einer Spülvorrichtung für die Kolbenringe oder deren Nachstellbarkeit zu ermöglichen. Grundsätzlich bringt jedoch die Anordnung innen spannender Kolbenringe an Arbeitskolben keine Vorteile, sondern vielmehr schwerwiegende Nachteile mit sich. So werden die Arbeitskolben ganz ungewöhnlich lang und entsprechend teuer, denn die Kolbengleitfläche muß um mindestens den ganzen Kolbenhub länger sein als die Strecke, auf der die Kolbenringe -in der Zylinderwand verteilt sind. Dazu kommt, daß gerade der Schutz von Kolben- und Zylindergleitflächen gegen die heißen Verbrennungsgase unmöglich ist, denn der oberste Kolbenring befindet sich nur im unteren Kolbentotpunkt nahe am Kolbenboden, während bei allen anderen Kolbenstellungen, insbesondere während des Verbrennungsvorgangs, ein beträchtlicher Teil der Gleitflächen über den Kolbenringen liegt, also vollkommen ungeschützt ist.
• Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß die Arbeitsweise der eingangs genannten Einspritzvorrichtungen von derjenigen der Arbeitskolben abweicht. Während nämlich bei einem Kolben mit Kurbelantrieb der- Bewegungsvorgang beider Hübe gleich ist, trifft das auf den frei fliegenden Stufenkolben nicht zu, der seinen Füllhub im allgemeinen durch die Einwirkung des in den Pumpenraum unter Druck eingelagerten Brennstoffes ausführt, bei- seinem Einspritzhub dagegen durch den Verdichtungsdruck im Arbeitszylinder angetrieben wird. Das wirkt sich bei der Verwendung von' außen spannenden Kolbenringen auf die Verteilung des Schmie_riitittels derart aus, däß beim Füllhub @ des Stufenkolbens die Ringe mit dem Kolben gleichmäßig und verhältnismäßig langsam über die an der Zylinderwand haftende Schmierölschicht hinweggleiten. Beim Druckhub des -Stufenkolbens dagegen findet zunächst nur eine geringe Bewegung statt, bis der Brennstoff auf den zum Ein= spritzen erforderlichen Druck gebracht worden ist. Dann aber wird der Kolben von dem inzwischen sehr hoch gewordenen Verdichtungsdruck, der sich beim Einsetzen der ersten Zündung noch. weiter steigert, plötzlich nach oben getrieben. Bei dieser schnellen Kolbenbewegung reißen die Kolbenringe den Ölfilm von der Zylinderwand ab- und führen das 01 bis zum äußeren Kolbentotpunkt mit sich. Da auch der' von unten wirkende Luftdruck das Schmieröl verhindert, sich in entgegengesetzter Richtung zwischen den Kolbenringen und der Zylinderwand durchzuquetschen, so sammelt sich das ganze Schmieröl über und zwischen den Kolbenringen - an, während die Gleitflächen unter ihnen- keine genügende Schmierung erhalten.
• Der Gegenstand -der Erfindung ist-auf der Zeichnung -an einem- Ausführungsbeispiel im Schnitt durch eine derartige Einspritzvorrichtung dargestellt. In - dem mehrteiligen Gehäuse a -der Vorrichtung ist in bekannter Weise ein aus einem Luftkolben b von größerem - und einem Pumpenkolben c von kleinerem Durchmesser bestehender Stufenkolben angeordnet. Der Raum d unter der Stirn. flache des Luftkolbens steht durch einen Kanal e und anschließend eine Leitung f mit dem Verdichtungsraum. des Arbeitszylinders in Verbindung. In den Puinpenräüm g mündet außer einem durch das- Brennstoffenlaßventil h abgeschlossenen Kanal i, zu dem--eine von der- Zubringerpumpe kommende Förderleitung k führt, ein Kanal L ein;, der über die Druckleitung m mit dem Brenustoffeinspritzventil verbunden :ist. Um die- Gleitfläche des Luftkolbens bleicht auswechseln und erneuern zu- können, wird sie durch eine Buchsen gebildet. Die innen- spannenden- Kolbenringe o sind nach außen und nach den Seiten von- winkelförmigen, nebeneinanderliegenden Kammerringen p umgeben. Für die Schmierölzufuhr ist ein Kanal q vorgesehen, der dicht unterhalb der Kolbenringe in einen Ringraum r mündet, von dem mehrere radial angeordnete Bohrungen s bis an die Kolbengleitfläche führen. Die Anschlußstutzen t und u sind für die Zu- und Abführung des Kühlwassers für, den Luftkolbenzylinder.
• Die beschriebene Kolbenringanordnung bewirkt, daß das' Schmieröl sich beim Abwärtshub des Stufenkolbens über die ganze an der Zuführungsstelle voxbeigleitende Kolbenfläche als dünner Film verteilt. Aber auch bei dein darauffolgenden Aufwärtshub wird das als dünner Film an der glatten, nicht durch Nuten unterbrochenen Kolbenwand haftende Schmieröl an den- Kolbenringen vorbei nach der über diesen gelegenen Gleitfläche gebracht. Das hat seinen Grund darin, daß die Schmierschicht sich auf der Kolbenoberfläche befindet, die den heißen Gasen nicht-so-unmittelbar wie die Zylinderfläche ausgesetzt ist und daher die Ölschicht besser - hält. - Der von unten wirkende Luftdruck, begünstigt noch diese Verteilung: Bei beiden Hüben des Kolbens werden also die Zylinder- und Kolbengleitflächen überall gut und gleichmäßig geschmiert. Auch die Kolbenringe selber, werden durch diese Anordnung stets gut geschmiert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vom Verdichtungsdruck im Arbeitszylinder angetriebene Brennstoffeinspritzpumpe mit frei fliegendem Stufenkolben, dessen Stufe kleineren-Querschnitts auf den zu fördernden Brennstoff -und -.auf dessen Stufe größeren- Querschnitts der Verdichtungsdruck - im Arbeitszylinder wirkt und bei der - die- Abdichtung des Kolbens, die auf den Verdichtungsdruck im Zylinder. einwirkt,' nach außen durch Kolbenringe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe (o) = in Nuten der- den Kolben (b) umgebenden Führungsbüchse sitzen und nach innen federnd die glatte Gleitfläche des Kolbens (b) umspannen. 2. tiinspritzpümpe nach. Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Gleitfläche des -Kolbens (b) durch die Oberfläche einer auf den Kolben (b) gezogenen Büchse- (n) gebildet ist.