DE69211605T2

DE69211605T2 - Anordnung zur Montage und zum Anschluss für eine Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE69211605T2
Application number: DE69211605T
Authority: DE
Inventors: Olavi Mesimaeki
Original assignee: Wartsila NSD Oy AB; Wartsila Diesel International Ltd Oy
Current assignee: Wartsila NSD Oy AB; Wartsila Diesel International Ltd Oy
Priority date: 1991-04-17
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: FI93985B; JP3197935B2; JPH05195897A; EP0509804A3; US5398658A; FI911848A0; DE69211605D1; FI93985C; EP0509804B1; FI911848A; EP0509804A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Montage- und Verbindungsanordnung für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe in einem Hubkolbenmotor, insbesondere in einer großen Dieselmaschine mit mehreren Zylindern, welche für jeden Zylinder eine separate Einspritzpumpe umfaßt und bei der die Einspritzpumpen auf einem Konsolenträger oder einem entsprechenden Element befestigt sind, welches einen integrierten Bestandteil der Maschine bildet oder welches an dem Maschinenblock befestigt ist.
In großen Verbrennungskraftmaschinen sind die Einspritzpumpen generell auf einem speziellen Pumpenkonsolenträger angeordnet, der sich entlang des Maschinenblocks erstreckt. Der Konsolenträger kann integrierter Teil des Maschinenblocks sein, kann allerdings auch als separates Element ausgebildet sein, welches an dem Maschinenblock befestigt ist. Er kann vorzugsweise abgedeckt sein, so daß er einen kastenformigen Teil bildet, um die Pumpenleitungen und mögliche andere Einrichtungen zu schützen, die daran befestigt sind. Die Bezeichnung "große Dieselmaschine", wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Dieselmaschine zur Verwendung beispielsweise als Haupt- oder Hilfsantrieb eines Schiffes oder in einer Wärmekraftanlage.
In bekannten Anordnungen wird den Einspritzleitungen Kraftstoff zugeführt und überflüssiger Kraftstoff wird der Maschine durch separate Leitungen in dem Kraftstoffzufuhrsystem zur Wiederverwendung zurückgeführt. Druckspitzen von der unter hohem Druck arbeitenden Kraftstoffpumpe verursachen Belastungen, Brüche und Abnutzung bei den Kraftstoffleitungen und speziell bei deren Abdichtelementen. Dies hat zur Verwendung dickwandiger Leitungen geführt, welche sich abgestützt an den Abdichtteilen eines in dem Kraftstoffzufuhrsystem der Maschine umfaßten Verteilungsgehäuses bewegen dürfen. Alternativ sind die Pumpen mit den Verteilungsleitungen über dünnere Leitungen unter Verwendung von Flanschverbindungen verbunden. Die Abdichtteile des Verteilungsgehäuses nützen sich relativ schnell ab, wodurch Leckageprobleme auftreten. Andererseits können die mit den Verteilungsleitungen verbundenen dünneren Leitungen an den geschweißten Bereichen aufgrund der Druckspitzen und Beanspruchungen brechen, die ihren höchsten Wert in der unmittelbaren Nähe der Pumpe haben.
Andererseits wird in großen Verbrennungskraftmaschinen der Pumpkonsolenträger ebenfalls dazu verwendet, um Führungseinrichtungen und Einrichtungen anderer Systeme zu tragen, die für den Betrieb der Maschine bestimmt sind und selbst Befestigungspunkte und Befestigungseinrichtungen benötigen. Dies erfordert Platz und die Bereitstellung unterschiedlicher separater Komponenten, verursacht zusätzliche Arbeit und zusätzliche Kosten für deren Produktion und Installation.
Die US-A-4,543,045 zeigt eine Montageanordnung für eine Kraftstoffpumpe für eine Vierzylinder-Inline-Dieselmaschine. Für jeden Zylinder ist eine separate Kraftstoffpumpe vorgesehen, und die Kraftstoffpumpen sind an dem Maschinenblock über vereinheitlichte Pumpgehäuse montiert. Das Pumpgehäuse enthält eine Einlaßleitung, welche den Pumpenkraftstoff zuführt und eine Rückflußleitung für die Rückführung überschussigen Kraftstoffes.
Ein Ziel dieser Erfindung besteht darin, eine verbesserte Montage- und Verbindungsanordnung für die Kraftstoff-Einspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine anzugeben, durch welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile mit Bezug auf die obigen Ausführungen im wesentlichen vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Montage- und Verbindungseinrichtung für eine Kraftstoff-Einspritzpumpe in einer Hubkolbenmaschine mit mehreren Zylindern in einem Maschinenblock, welche für jeden Zylinder eine separate Einspritzpumpe umfaßt und bei welcher jede Einspritzpumpe an einen Konsolenträger oder einem entsprechenden Element montiert ist, welches entweder einen integrierten Teil eines Maschinenblocks bildet oder daran befestigt ist. Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß jede Einspritzpumpe mit einer zugehörigen Trägereinheit verknüpft ist, durch welche die Einspritzpumpe derart angeordnet wird, daß sie auf dem Konsolenträger befestigt werden kann und welche unabhängig von anderen Trägereinheiten entnommen werden kann, daß jede Trägereinheit mit einer Führungseinrichtung fur eines oder mehrere Steuerungs- oder Druckmediumsysteme für den Betrieb der Maschine versehen ist, welche Führungseinrichtung jeder Trägereinheit zumindest eine Druckmediumkanal-Anordnung umfaßt, die mit einem Körperteil der zugehörigen Pumpe verbunden ist; und daß eine Verbindungseinrichtung (15) vorgesehen ist, um die Kanalanordnungen (7, 8) der Trägereinheiten (2) für die Einspritzpumpen (1) zumindest zwei aufeinanderfolgender Zylinder miteinander zu verbinden, um einen kontinuierlichen Kraftstoffkanal zu bilden, welcher weiterhin derart angeordnet ist, daß er mit den Leitungen eines Kraftstoff-Zufuhrsystems für die Maschine verbindbar ist.
Diese Art von entweder separater oder teilweise in der Pumpe integrierter Trägereinheit macht es möglich, unterschiedliche Arten von Einrichtungen auf dem Pumpenkonsolenträger der Maschine miteinander zu verbinden, was vom Gesichtspunkt einer einfachen Produktion, Wartung und einem reduzierten Raumbedarf vorteilhaft ist.
Die Trägereinheit selbst kann vorzugsweise mit Kanälen und Verbindungseinrichtungen versehen sein, durch welche jede Kraftstoffpumpe mit den Leitungen des Kraftstoff-Zufuhrsystems für die Maschine verbunden ist, weil eine stationäre und einheitliche Trägereinheit den durch die Kraftstoffpumpe verursachten Druckschocks und Vibrationen viel besser widerstehen kann als zahlreiche separate Leitungen, die auf diese Weise in der unmittelbaren Nähe der Kraftstoffpumpen selbst vermieden werden können.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede Trägereinheit zwei separate Kanalanordnungen, die vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten jeder Kraftstoffpumpe relativ zu deren Längsachse angeordnet sind, wobei jede dieser Kanalanordnungen separat mit dem Zylinder der entsprechenden Kraftstoffpumpe verbunden ist, um Kraftstoff der Pumpe zuzuführen und um überschüssigen Kraftstoff von der Pumpe zurück in die Leitungen des Kraftstoff-Zufuhrsystems zu leiten.
Zwei oder mehrere Trägereinheiten für die Kraftstoffpumpen benachbarter Zylinder in der Maschine können derart angeordnet sein, daß sie miteinander verbunden sind, so daß jede der Kraftstoff-Kanalanordnungen der Trägereinheiten für die Zufuhr und Rückfuhr entsprechend eine einheitliche Kraftstoffflußeinheit bildet, welche mit den Leitungen des Kraftstoff-Zufuhrsystems an einer von den Pumpen entfernten Position verbunden werden kann.
Eine speziell vorteilhafte Lösung unter dem Gesichtspunkt des Ziels der Erfindung wird erreicht, wenn die Trägereinheit zusammen mit dem Kraftstoff-Kanalanordnungen derart angeordnet ist, daß sie einen integrierten Bestandteil des Körpers der Einspritzpumpe bildet.
Vom Standpunkt der Produktionstechnik und Raumersparnis kann die Lösung weiter verbessert werden, indem die Trägereinheit zusätzlich mit Führungsteilen für die Hebeeinrichtung eines oder mehrerer Ventileder Zylinder der Maschine versehen wird, so daß die Ventilhebeeinrichtung derart angeordnet ist, daß sie unter Verwendung der Führungseinrichtung durch den Pumpkonsolenträger geführt ist. Zusätzlich kann die Trägereinheit Kanäle aufweisen, um Schmiermittel zuzuführen, damit Schmierstoff für den Kolben der Kraftstoffpumpe und/oder für die Ventilhebeeinrichtung bereitgestellt wird.
Die Trägereinheit ist vorzugsweise als im wesentlichen einstükkiges Gußteil hergestellt, in welchem zumindest der Großteil der Kanäle und Verbindungseinrichtungen vorgesehen sein kann. Hierbei ist es möglich, mehrere unterschiedliche Einrichtungen und Teile unterschiedlicher Systeme miteinander zu verbinden und gleichzeitig die Herstellung und Installation auf dem Pumpkonsolenträger zu vereinfachen.
Die Erfindung wird nun mittels eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei welcher zwei Trägereinheiten für Einspritzpumpen miteinander verbunden sind;
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in Aufsicht;
Fig. 3 einen Querschnitt III-III der Anordnung aus Fig. 1;
Fig. 4 eine alternative Lösung zur gegenseitigen Befestigung zweier Trägereinheiten für Einspritzpumpen;
Fig. 5 eine weitere vereinfachte erfindungsgemäße Anordnung in teilgeschnittener Seitenansicht;
Fig. 6 die Anordnung aus Fig. 5 in Aufsicht, und
Fig. 7 einen Querschnitt der Anordnung aus Fig. 5 entlang der Linie VII-VII.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe, welche ein Abdeckteil 1a und ein Körperteil 1b aufweist. Der Körperteil 1b umfaßt einen Zylinder 12 und einen daran angeordneten Hubkolben 6, der durch seine Bewegung Kraftstoff unter hohem Druck in einen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine fördert, welche an sich bekannt ist und daher nicht detaillierter in den Zeichnungen dargestellt wird. Die Einspritzpumpe 1 ist mittels einer Trägereinheit 2 auf einem Pumpkonsolenträger 3 befestigt, welcher in dem Maschinenblock integriert oder als an dem Maschinenblock befestigtes separates Teil ausgebildet sein kann. Die Befestigung der Einheit 2 an dem Träger 3 kann mittels Bolzen bewerkstelligt werden, für welchen Zweck die Trägereinheiten 2 mit Löchern 16 versehen sind.
In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 bilden der Körperteil 1b der Einspritzpumpe und die zugehörige Trägereinheit 2 einen integrierten Körper. Die Trägereinheit 2 umfaßt eine erste Kanalanordnung 7, welche mit den Leitungen eines Kraftstoff-Zufuhrsystems der Maschine verbindbar ist, um über die Kanäle 7a und 7b Kraftstoff in den Pumpzylinder 12 zu führen. Zusätzlich enthält die Trägereinheit 2 eine zweite Kanalanordnung 8 mit Kanälen 8a und 8b, um überschüssigen Kraftstoff von der Pumpe 1 zurück in das Kraftstoff-Zufuhrsystem zur Rezirkulation zu leiten. Die Kanalanordnungen 7 und 8 der Trägereinheit sind mit dem Kraftstoff-Zufuhrsystem unter Verwendung von Flanschanordnungen 15 verbunden, wobei Kraftstoff von oben in die Kanalanordnung 7 zugeführt wird, wie es durch den Pfeil F in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Trägereinheit 2 enthält weiterhin als integrierten Bestandteil eine Führungseinrichtung 4, die ausgebildet ist, um Betätigungsstangen 5 für Ansaug- und/oder Auslaßventile eines Maschinenzylinders aufzunehmen. Gemäß den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen enthalten die Führungseinrichtungen 4 Führungszylinder, durch welche die Druckstangen 5 durch den Pumpkonsolenträger 3 geführt werden und durch welche die Druckstangen 5 gleichzeitig bewegbar an dem Pumpkonsolenträger 3 gehalten sind.
Die Trägereinheiten 2 können ebenfalls vorzugsweise mit Kanälen 9 versehen sein, um Schmiermittel zuzuführen, so daß der Kolben 6 der Einspritzpumpe und die Ventilhebeeinrichtung, die die Druckstangen 5 betätigt, geschmiert werden.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen weiterhin, wie zwei nebeneinanderhegende Trägereinheiten 2 vorzugsweise miteinander verbunden werden können. Zu diesem Zweck sind die Kanäle 7a der aufeinanderfolgenden Trägereinheiten miteinander durch eine Flanschanordnung 10 verbunden und eine entsprechende Anordnung 10' ist für die Kanäle 8a vorgesehen.
Fig. 4 zeigt einen alternativen Weg, um die benachbarten Enden der entsprechenden Kanäle 7a und 8a der aufeinanderfolgenden Trägereinheiten 2 miteinander zu verbinden. In diesem Fall wird die Verbindung unter Verwendung von Buchsenelementen 11a und 11b bewerkstelligt, welche in vergrößerten Endbereichen der zugehorigen Kanäle 7a, 8a abgedichtet sind, die wiederum in Befestigungsteilen 14a und 14b den Trägereinheiten 2 mittels Dichtungen 13a und 13b angeordnet sind.
Mit den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anordnungen von Trägereinheiten wird die Kraftstoffzufuhr und die Abfuhr überflüssigen Kraftstoffes in der Nähe der Einspritzpumpen durch die Kanalanordnungen 7 und 8 bewerkstelligt, die während des Gießens der Trägereinheiten als deren integrierter Bestandteil hergestellt worden sind, wobei die Nachteile, die mit separaten Leitungen verbunden sind, effektiv vermieden werden können. Die Anordnung ist ebenfalls vorteilhaft vom Gesichtspunkt der Herstellungstechnik und des Raumbedarfs.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen eine vereinfachte Anordnung einer Trägereinheit, bei welcher die Tragereinheit 2 weiterhin die Führungseinrichtung 4 für Druckstangen 5 für die Ansaug- und/oder Abführventile eines Maschinenzylinders aufweist, sowie die Kanäle 9 zum Bereitstellen einer Schmierung. In diesem Fall formen jedoch die Trägereinheit 2 und der Körperteil 1b der Einspritzpumpe nicht einen einzelnen gleichförmigen Körper, sondem die Trägereinheit 2 wird eher dafür verwendet, um die Pumpe 1 an dem Pumpkonsolenträger 3 zu tragen und festzulegen. Daher muß in dieser Version die Pumpe 1 mit dem Kraftstoff-Zufuhrsystem der Maschine in konventioneller Weise durch Befestigungseinrichtungen 17 und durch Verwendung separater Leitungen (nicht dargestellt) befestigt werden. Ein Vorteil gegenüber bislang bekannten Lösungen wird jedoch erreicht, indem die Trägereinrichtung für die Pumpe mit der Ventilführungseinrichtung kombiniert wird, was Vorteile aus der Sicht der Herstellungstechnik und des Raumbedarfs mit sich bringt.
Eine Möglichkeit zur Implementierung dieser Erfindung besteht darin, die Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 und der Fig. 5 bis 7 zu kombinieren. Dann enthält die Anordnung eine Trägereinheit 2, die mit Kanalanordnungen 7 und 8 versehen ist. Das Körperteil 1b ist jedoch nicht als integrierter Bestandteil der Trägereinheit 2 gegossen, sondern die gesamte Einspritzpumpe 1 wird separat an der Trägereinheit 2 fixiert oder zusammen mit dieser direkt an dem Pumpkonsolenträger 3. In diesem Fall können die Kanäle 7a und 8a als ein integrierter Bestandteil des Körperteils 1b der Einspritzpumpe ausgebildet und separat an der Trägereinheit 2 abgedichtet werden, weil in diesem Fall die Abdichtung einfacher z.B. durch Verwendung von O-Ringen durchgeführt werden kann.
So ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, da zahlreiche Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der nachfolgenden Ansprüche möglich sind.

Claims

1. Montage- und Verbindungsanordnung für eine Kraftstoffeinspritzpumpe in einer Hubkolbenmaschine mit mehreren Zylindern in einem Maschinenblock, welche eine separate Einspritzpumpe (1) für jeden Zylinder umfaßt und bei welcher jede Einspritzpumpe (1) an einem Konsolenträger (3) montiert ist oder an einem entsprechenden Element, das einen integrierten Teil des Maschinenblocks bildet, oder an dem Maschinenblock befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einspritzpumpe (1) mit einer zugehörigen Trägereinheit (2) verknüpft ist, durch welche die Einspritzpumpe (1) an dem Konsolenträger (3) befestigbar angeordnet ist, und welche unabhängig von den anderen Trägereinheiten (2) abnehmbar ist; daß jede Trägereinheit (2) mit einer Führungseinrichtung (4,7,8,9) für ein oder mehrere Steuer- oder Druckmediumsysteme in Verbindung mit dem Betrieb der Maschine versehen ist, wobei die Führungseinrichtung jeder Trägereinheit zumindest eine Druckmediumkanal-Anordnung (7,8,9) aufweist, welche mit einem Körperteil (1b) der entsprechenden Pumpe (1) verbunden ist; und daß eine Verbindungseinrichtung (15) vorgesehen ist, um die Kanalanordnungen (7,8) der Trägereinheiten (2) für die Einspritzpumpen (1) zumindest zweier aufeinander folgender Zylinder miteinander zu verbinden, um einen kontinuierlichen Kraftstoffkanal zu bilden, welcher weiterhin angeordnet ist, daß er mit den Leitungen eines Kraftstoff-Zufuhrsystems für die Maschine verbunden werden kann.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trägereinheit (2) zwei separate Kanalanordnungen (7,8) aufweist, wobei jede dieser Kanalanordnungen (7,8) separat mit einem Zylinder (12) der entsprechenden Einspritzpumpe verbunden ist, um der Pumpe (1) Kraftstoff zuzuführen und um überschüssigen Kraftstoff von der Pumpe (1) zurück in die Leitungen des Kraftstoff-Zufuhrsystems zu führen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalanordnung (7) zum Zuführen des Kraftstoffes zu der Pumpe (1) und die Kanalanordnung (8) zum Wegleiten des Kraftstoffs von der Pumpe (1) an gegenüberliegenden Seiten der Pumpe (1) relativ zu deren Längsachse angeordnet sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (2) zusammen mit den Kanalanordnungen (7,8) für den Kraftstoff einen integrierten Bestandteil des Körperteils (1b) der Einspritzpumpe bildet.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trägereinheit (2) mit einer Führungseinrichtung (4) für die Hebeeinrichtung (5) einer oder mehrerer Ventile in Verbindung mit den Zylindern der Maschine versehen ist, so daß die Ventilhebeeinrichtung (5) durch den Konsolenträger (3) unter Verwendung der Führungseinrichtung (4) hindurchgeführt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trägereinheit (2) Kanäle (9) zum Zuführen von Schmiermitteln umfaßt, so daß eine Schmierung für den Kolben (6) der Einspritzpumpe und/oder für die Ventilhebeeinrichtung (5) bereitgestellt wird.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trägereinheit (2) als im wesentlichen einstückiges Gußteil hergestellt ist.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine eine große Dieselmaschine ist, geeignet als Haupt- oder Hilfsantrieb eines Schiffes oder in einer Wärmekraftanlage oder für eine ähnliche Anwendung.