DE69200032T2 - Schmierung von Kolben einer Kraftstoffeinspritzpumpe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft die Schmierung des Kolbens einer Einspritzpumpe für Kraftstoff oder dergleichen Druckmedium.
• Das Einführen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine mittels einer Einspritzpumpe erfolgt unter hohem Druck. Aus diesem Grund muß das Spiel zwischen den Gleitoberflächen des Zylinders und des Kolbens der Pumpe sehr klein sein, nur einige tausend Millimeter, so daß Kraftstoff nicht in irgendwelchem bedeutendem Ausmaß durch das Spiel in die inneren Teile der Pumpe lecken kann. Im allgemeinen besteht der Zweck des Schmiersystems für den Kolben einer Einspritzpumpe nicht nur darin, Schmierung für den Kolben vorzusehen, sondern auch zur Verringerung des Spiels und dadurch, um seinerseits Kraftstoffleckagen zu verhindern. Zudem bringt die Schmierung Kühlung, Schutz gegen Korrosion und Abrieb und eine Reinigung der Gleitoberflächen.
• In bekannten Schmiersystemen wird das Schmieröl unter Druck in diesen Spielraum eingeführt. Aufgrund der geringen Größe des Spiels ist jedoch der Ölfluß langsam, selbst wenn der Einführdruck für das Öl vergrößert wird. Außerdem erwärmt sich das Schmieröl in dem engen Spiel, so daß seine Temperatur gewünschte Werte, z.B. 110 - 115ºC für Mineralöle, überschreitet, wodurch besonders in einer großen Dieselmaschine, wo Schweröl als Kraftstoff benutzt wird, das aufgewärmte Schmieröl leichter mit dem Kraftstoff reagiert und einen klebrigen Firnis und/oder Kohleablagerung bildet, die es für den Kolben schwieriger machen können, sich in dem Zylinder zu bewegen, und die bewirken können, daß die Zufuhrkanäle für das Schmieröl ganz blockiert werden. Es sollte betont werden, daß der Ausdruck "große Dieselmaschine" wie hier benutzt, eine Dieselmaschine meint, die zum Einsatz als eine Hauptantriebsmaschine oder als Hilfsmaschine für ein Schiff oder in einem Diesel-Heizkraftwerk etc. anwendbar ist.
• Ein Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Schmiersystem für den Kolben einer Einspritzpumpe zu schaffen, von welchem System im wesentlichen die Nachteile beseitigt werden können, die in bekannten Systemen insbesondere in Verbindung mit großen Dieselmaschinen, die Schweröl als Kraftstoff verwenden, auftreten.
• Mittels der Schmieranordnung nach der Erfindung kann das Fließen des Schmieröls wirksamer gemacht werden, wodurch seine Temperatur gesenkt wird und Verunreinigungen wirksamer durch das Öl entfernt werden können. Die Erfindung erlaubt auch eine verbesserte Schmierung selbst wenn geringere Öldrücke benutzt werden als es in einem vergleichbaren System typisch wäre.
• GB-A-2 139 296, worauf sich der Oberbegriff des Anspruchs 1 stützt, offenbart die Anordnung eines Kanals zur Bildung einer Rückführleitung für die Schmiermittelnut, um zu erlauben, daß Schmieröl durch die Nut fließt, wodurch übermäßiges Aufwärmen des Schmieröls verhindert wird.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser eine Kanal in der Längsrichtung des Zylinders erstreckt, um Schmiermittel zu einer anderen Stelle an der Manteloberfläche des Kolbens in Abstand von der Schmiermittelnut in einer Richtung weg von der Hochdruckseite zu führen.
• Vorzugsweise ist dieser zumindest eine sich in der Längsrichtung des Zylinders erstreckende Kanal auf der Seite des Zylinders angeordnet, die sich zumindest im wesentlichen diametral gegenüberliegend derjenigen Seite befindet, wo das Schmieröl zur Schmiermittelnut hingeführt wird.
• Vorteilhaft weist der Zylinder an dieser anderen Stelle in Abstand von der Schmiermittelnut einen separaten, den Kolben umgebenden Schmiermittelkanal auf, der mit diesem zumindest einen Kanal verbunden und so angeordnet ist, um die Manteloberfläche des Kolbens zur Bewirkung der Schmierung mit Öl zu besprühen.
• Wünschenswert kommuniziert dieser separate Schmiermittelkanal mit der Manteloberfläche des Kolbens durch zumindest eine Mundstücköffnung.
• Die Mundstücköffnung kann Spritzschmierung in dem unteren Teil des Kolbens sicherstellen.
• Zweckmäßig ist ein Raum zum Wiederauf fangen von Schmiermittel in Verbindung mit dem Kolben vorgesehen und kommuniziert der Raum mit dem separaten Schmiermittelkanal über ein Spiel, das größer ist als das vorhandene zwischen dem Kolben und dem Zylinder in dem Bereich zwischen der Schmiermittelnut und dem separaten Schmiermittelkanal, wodurch Schmiermittel von dem Schmiermittelkanal längs der Manteloberfläche des Kolbens frei in den Raum fließen kann, wo das Schmiermittel für mögliche Wiederverwendung aufgefangen werden kann.
• Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die bei liegenden Zeichnungen näher beschrieben, in denen
• Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht der Schmieranordnung für einen Kolben in einer Einspritzpumpe gemäß der Erfindung ist, und
• Fig. 2 schematisch den Kreislauf des Schmieröls in dem Zylinder der in Fig. 1 gezeigten Pumpe zeigt.
• In der Zeichnung umschließt ein Zylinder 1 einer Kraftstoff-Einspritzpumpe einen hin und her beweglichen Kolben 2. Die Erfindung bezieht sich nicht auf die eigentliche Zuführung des Kraftstoffs mittels der Einspritzpumpe, vielmehr kann dies in irgendeiner bekannten Weise erfolgen unter Zuhilfenahme bekannter konstruktiver Lösungen. Deshalb sind diese Konstruktionen in der Zeichnung nicht im einzelnen gezeigt und sie werden hier nicht beschrieben. Es kann gesagt werden, daß der Kraftstoff von der in Fig. 1 gezeigten oberen oder Hochdruckseite des Kolbens 2 gepumpt wird.
• Als eine Folge des normalen Betriebs einer Einspritzpumpe neigt Kraftstoff aufgrund des hohen Drucks in einen Spielraum 3 zwischen den Gleitoberflächen des Zylinders 1 und des Kolbens 2 weg von der Kraftstoff-Einspritzkammer in die inneren Teile der Pumpe zu fließen, d.h. in Fig. 1 nach unten. Besonders in dem Fall einer großen Dieselmaschine, wenn Schweröl als Kraftstoff verwendet wird, neigt das Vermischen des Kraftstoffs und des für die Schmierung des Spielraums 3 benutzten Öls aufgrund der in dem Spielraum erzeugten hohen Temperatur einen klebrigen Firnis zu erzeugen oder Kohleablagerungen zu bilden. Gemäß der Erfindung wird die Verhinderung dieser Phänomena erreicht durch Bewirkung des Schmierölflusses, so daß die Temperatur des Schmieröls gesenkt wird und jegliche Kohleablagerungen, die gebildet werden, entfernt werden können.
• Wie in Fig. 1 gezeigt, wird das Schmieröl längs eines sich in Längsrichtung erstreckenden Kanals 4 in eine in dem Zylinder gebildete ringförmige Schmiermittelnut 5 eingeführt, die den Kolben 2 umgibt. Von der ringförmigen Schmiermittelnut 5 wird das Schmieröl längs eines weiteren, sich in Längsrichtung erstrekkenden Kanals 6 in dem Zylinder in einen Schmiermittelkanal 7 geleitet, der ebenso den Kolben 2 umgibt und der in einem Abstand von der ringförmigen Schmiermittelnut 5 in der Richtung weg von der Hochdruckseite der Pumpe angeordnet ist. Um den Schmiermittelkanal 7 herum ist eine Anzahl von Mundstücköffnungen 8 angeordnet, durch die der Kanal 7 mit der Manteloberfläche des Kolbens 2 kommuniziert. Da die Querschnittflächen der Mundstücköffnungen 8 in geeigneter Weise gegenüber dem Querschnitt des Kanals 7 eingeschnürt sind, wird die Manteloberfläche des Kolbens 2 einer Spritzschmierung ausgesetzt. Sprühstrahlen von Schmieröl liefern eine wirksamere Schmierung und helfen bei der Beseitigung von Verunreinigungen. Gleichzeitig verringern die Mundstücköffnungen 8 übermäßigen Durchfluß von Schmieröl und erlauben sie dem Schmieröl, wirksam die Manteloberfläche des Kolbens über den zwischen dem Öl und dem Kolben in der Schmiermittelnut 5 erreichten Kontakt zu schmieren.
• Nach dem Austritt aus den Mundstücköffnungen 8 fließt das Schmieröl durch einen Spielraum 9 in einen Raum 10 innerhalb der Pumpe, aus dem es wiedergewonnen und nach einer Filterung oder anderen Reinigungstechniken zurück in den Kanal 4 zirkuliert werden kann. Der Spielraum 9 ist größer als derjenige, der zwischen dem Kolben und dem Zylinder in dem Bereich zwischen der Schmiermittelnut 5 und dem Kanal 7 vorhanden ist.
• Fig. 2 zeigt die Zirkulation von Schmieröl gemäß der Ausführungsform von Fig. 1, obwohl diese Ansicht nur die Schmierölkanäle und die Schmierölströme zeigt.
• In der Praxis können die Mundstücköffnungen 8 in einer Reihe unterschiedlicher Weisen gebildet werden, aber die Ausbildung jedes Mundstücks mit einer kreisförmigen Öffnung hat sich als eine optimale Anordnung zum Entfernen größerer Verunreinigungspartikel erwiesen. Anstelle eines Rings kreisförmiger Öffnungen sind beispielsweise ein den Kolben umgebender Schlitz oder mehrere den Mantel des Kolbens jeweils teilweise umgebende Schlitze in gleicher Weise anwendbar, aber die Breite eines solchen Schlitzes oder solcher Schlitze, die einen vergleichbaren Volumendurchfluß erlaubt, wie derjenige, der durch Mundstücköffnungen mit einem bestimmten Durchmesser fließt, ist beträchtlich kleiner als der fragliche Durchmesser, so daß die Benutzung von Schlitzen nur solchen Verunreinigungspartikeln den Austritt aus dem Kanal 7 erlaubt, die entsprechend kleineren Querschnitt besitzen.
• Die Anordnung des sich längs erstreckenden Kanals 6 auf der diametral gegenüberliegenden Seite des Zylinders 1 mit Bezug zum Zuführkanal 4 sorgt für einen besonders günstigen Durchfluß von Schmieröl um die gesamte Manteloberfläche des Kolbens 2 herum. Die Anordnung des Kanals 6 kann jedoch entsprechend den Erfordernissen geändert werden. Es ist auch möglich, den Zylinder 1 mit mehr als einem Kanal 6 sowie mit mehr als einem Zuführkanal 4 zu versehen, vorausgesetzt, daß die Gesamtabmessungen der Kanäle gewählt werden, um eine angemessene Zirkulation und Schmierung sicherzustellen.

Claims (5)

1. Einspritzpumpe für Kraftstoff oder dergleichen Druckmedium mit einem Kolben (2) zur Hin- und Herbewegung in einem Zylinder (1) und zum Pumpen dieses Mediums an einer Hochdruckseite dieses Kolbens, welche Pumpe Mittel (4) zum Zuführen von Schmiermittel unter Druck zu einer in dem Zylinder (1) vorgesehenen und den Kolben (2) umgebenden Schmiermittelnut (5) aufweist, wobei der Durchfluß von Schmiermittel bewirkt wird, indem der Zylinder (1) mit zumindest einem Kanal (6) in Verbindung mit dieser Schmiermittelnut (5) versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser eine Kanal (6) in der Längsrichtung des Zylinders erstreckt, um Schmiermittel zu einer anderen Stelle an der Manteloberfläche des Kolbens (2) in Abstand von der Schmiermittelnut (5) in einer Richtung weg von dieser Hochdruckseite zu führen.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich dieser zumindest eine in der Längsrichtung des Zylinders erstreckende Kanal (6) auf der Seite des Zylinders (1) befindet, die sich zumindest im wesentlichen diametral gegenüberlegend derjenigen Seite befindet, wo das Schmieröl zur Schmiermittelnut (5) zugeführt wird.

3. Einspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) an dieser anderen Stelle in Abstand von der Schmiermittelnut (5) einen separaten, den Kolben umgebenden Schmiermittelkanal (7) aufweist, der mit diesem zumindest einen Kanal (6) verbunden und so angeordnet ist, um die Manteloberfläche des Kolbens (2) zur Bewirkung der Schmierung mit Öl zu besprühen.

4. Einspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser separate Schmiermittelkanal (7) mit der Manteloberfläche des Kolbens (2) durch zumindest eine Mundstücköffnung (18) kommuniziert.

5. Einspritzpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß ein für sich bekannter Raum (10) zum Wiederauf fangen von Schmiermittel in Verbindung mit dem Kolben (2) vorgesehen ist und daß der Raum (10) mit dem separaten Schmiermittelkanal (7) über ein Spiel (9) kommuniziert, das größer ist als das, das zwischen dem Kolben (2) und dem Zylinder (1) in dem Bereich zwischen der Schmiermittelnut (5) und dem separaten Schmiermittelkanal (7) vorhanden ist, wodurch Schmiermittel von dem Schmiermittelkanal (7) längs der Manteloberfläche des Kolbens (2) frei in den Raum (10) fließen kann, wo das Schmiermittel für mögliche Wiederverwendung aufgefangen werden kann.