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.Aktiengesellschaft für Unternehmungen der Eisen- und Stahlindustrie,
Essen Die Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe, insbesondere zur Brennstoffeinspritzung
bei Dieselmotoren, bei der der als Stufenkolben ausgebildete Pumpenkolben durch
den Verdichtungsdruck des Arbeitszylinders getrieben wird und die Pufferung beim
Rücklauf des Pumpenkolbens durch Verdichten des Restgases erfolgt.
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Derartige Pumpen arbeiten in der Weise, daß ein Stufenkolben unter
der Einwirkung der vom Arbeitszylinder beim Kompressionshub erzeugten Gaskraft den
Einspritzhub ausführt. Hierbei drückt der Kolben mit seiner kleineren Endfläche
auf den Brennstoff und spritzt diesen durch ein entsprechendes Ventil in. den Verbrennungsraum.
Der Rücklauf des Kolbens erfolgt unter dem Einfluß einer Feder, gegebenenfalls in
Verbindung mit dem Druck des zuströmenden Brennstoffes. Um ein metallisches Anschlagen
des Stufenkolbens in den Endlagen zu vermeiden oder wenigstens in den zulässigen
Grenzen zu halten, wird der Kolben kurz vor dem Erreichen derselben abgebremst.
Beim Förderhub geschieht dies vermittels des Puffers, der durch den vor dem Einlaßventil
verbleibenden Brennstoff gebildet wird. Der Rücklauf des Kolbens wird durch ein
zwischen dem Kolbenboden und dem Zylinderdeckel gebildetes Luftpolster gehemmt.
Dies erreicht man dadurch, daß der Innenquerschnitt der zentrisch im Zylinderdeckel
liegenden Bohrung, die den Anschluß der vom Arbeitszylinder kommenden Druckleitung
bildet, an der fanenselte des Zylinderdeckels der Pumpe erweitert wird. In diese
Aussparung taucht am Ende des Kolbenrücklaufes ein am Kolbenboden befind-Licher
Aufsatz ein. Dadurch wird der von der
äußeren Ringfläche des Kolbens
und der _ entsprechenden Ringfläche des Zylinderdeckels gebildete Ringraum von der
Druckleitung abgedichtet. Dieser Ringraum wirkt beim Rücklauf des Kolbens als Pufferraum.
-Diese bekannte Ausführungsform hat den Nachteil,. daß beim Beginn des Druckhubes
nur die kleine Kolbenfläche des Aufsatzes heaufschlagt werden kann. Eine Vergrößerung
dieser Fläche durch eine entsprechend größere Ausbildung des Aufsatzes ist nicht
möglich, denn in diesem Fall wird der zur Pufferung benötigte Ringraum verkleinert,
und die Luftübertrittsquerschnitte vom Ringraum zur Aussparung im Zylinderdeckel
werden vergrößert, :so daß keine ausreichende Abbrem;sung des Zylinderrücklaufes
mehr erreicht werden kann.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß der
zwischen Pumpenkolben und Zylinderdeckel liegende Pufferraum in der Mitte des Zylinderquerschnittes
,angeordnet ist und die vom Arbeitszylinder kommende Druckleitung in den den Pufferraum
umgebenden Ringraum mündet, so daß die Kraftwirkung der Gase des Arbeitszylinders
bei Beginn der Einspritzung zunächst auf die größere Ringfläche des Kolbenbodens
erfolgt.
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Bei gestängelosen Schiebersteuerungen von Kolbendampfmaschinen und
bei hydraulisch gesteuerten Auslaßventilen von Bnennkraftmaschinen hat man .die
Bewegung der Arbeitszylinder bzw. Arbeitskolben ebenfalls bereits dadurch gedämpft,
daß man einen zentrischen Ansatz des Arbeitskolbens bzw. des Schiebers in einen
im Deckel des Zylinders liegenden Puferrau!meintauchen ließ, wobei letzterer in
der Mitte des Zylinderquerschnittes angeordnet war und die Druekmittel.-zuileitung
im äußeren Ringraum mündete.
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Bei den Einspritzpumpen, mit denen sich die Erfind-tmg befaßt, war
bisher nur die eingangs beschriebene Ausführung bekannt, bei der bei Beginn des
Druckhubes nur die kleine Kolbenfläche des Aufsatzes unter der Einwirkung der Gase
des Arbeitszylinders stand. Bei der Einspritzpumpe gemäß der Erfindung wird dadurch,
daß die Gase bei Beginn der Einspritzung auf die größere Ringfläche des Kolbenbodens
einwirken, erreicht, daß zu Beginn des Druckhubes der Pumpe eine ausreichende Kraft
auch bei noch verhältnismäßig kleinen Kompressionsdrücken im Zylinder gewährleistet
ist. Darüber hinaus ergibt sich aber der weitere wesentliche Vorteil, daß der Pufferraum
nicht mehr wie vorher mit den äußeren Dichtflächen des Kolbens in Verbindunnkg steht,
deren DrosselwiTkung von dem jeweiligen Zustand der Kolbenringe in großem Maße abhängig
ist. Dies ergibt jedoch :eine wesentlich bessere Dümpfungswvrkung, die- sich in
einer überraschenden und bemerl-,enswerten Laufruhe gegenüber dem bei den bisherigen
Pumpenausführungen hörbaren metallischen Anschlagen des Kolbens äußert.
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Wenn der Zylinderdeckel der Einspritzpumpe am oberen Ende des Zylinders
liegt, wird der Pufferraum zweckmäßig in den Zylinderdeckel, und wenn der Zylinderdeckel
am unteren Ende des Zylinders liegt, wird der Pufferraum zweckmäßig in den Kolbenboden
eingeaTb.eitet. Der dem Pufferraum gegenüberliegende Teil, entsprechend der Lage
des Pufferraumes also entweder der Kolbenboden oder der Zylinderdeckel, ist jeweils
mit einem Aufsatz versehen, der bei Rücklaufendlage des Kolbens in den Pufferraum
eintaucht.
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In .der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel einer' Einspritzpumpe
in bekannter Bauform und zwei Ausführungsbeispiele .des Erfindungsgegenstandes dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i eine Einspritzpumpe bekannter Bauform in einem Längsschnitt,
Fig.2 eine Einspritzpumpe nach der Erfindung mit in .der Mitte der inneren Zylinderdeckelseite
armgeordnetem Pufferraum in einem Längsschnitt und Fig.3 den unteren Teil einer
Einspritzpumpe mit in den Kolbenboden .eingearbeitetem Pufferraum in ,einem Längsschnitt.
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Bei der Einspritzpumpe nach der bekannten Baufarm (Fig. i) ist mit
i das Pumpengehäuse bezeichnet. Dieses Gehäuse i ist an seinem oberen Ende durch
deal Zylinderdeckel 2 verschlossen. In dem Zylinderdeckel 2 befindet sich eine zentrisch
angeordnete Bohrung 3, an welche die vom Arbeitszylinder kommende Druckluffeitung
q. angeschlossen ist. In dein Gehäuse i ist ein Stufenkolhen 5 gelagert. Der von
den Gasen des Arbeitszylinders beim Einspritzhub beaufschlagte und einen großen
Durchmesser aufweisende Teil dieses Kolbens ist unmittelbarr im inneren Zylinderraum
6 des Pumpengehäuses i geführt. Der Teil des Kolbens mixt dem kleineren Durchmesser,
welcher beim Einspritzhub auf den Brennstoff drückt, ist in einem besonderen Führungstell7
gelagert. Dieser ist seinerseits an der dem Zylinderdeckel 2 gegenüberliegenden
Seite in dass Pumpengehäuse i eingepaßt. In Verlängerung der zur Führung des Kolbens
bestimmten Bohrung 8 befindet sich in dem Führungsteil eine öffnung 9, an welche
außen die Brennstoffzuleitung io angeschlossen isst. Die öffnung 9 wird gegenüber
der Brennstoffzuleitung beim Einspritzhub durch ein Ventil i i (Einlaßventil) verschlossen.
Ferner befindet sich in denn Führungsteil eine zum- Anschluß der Brenastoffdruckleitung
12 bestimmte Bohrung 13. Diese liegt etwas oberhalb des Bodens der Bohrung 8, so
daß sie der Kolben gegen Ende des Einspritzhubes überschleift und so eine Pufferung
erzielt wird. -Der Rückhub des Stufenkolbens wird in der Hauptsache durch eine Druckfeder
i q. bewirkt, die zwischen, dem Führungsteil ? und dem Kolbenteil mit dem großen
Durchmesser gelagert ist. Die Abbremsung des Rückhubes wird durch ein Luftpolster
bewirkt, das von den im Zylinderraum zurückbleibenden Restgasen gebildet wird. Dieses
Luftpolster entsteht in einem zwischen der äußeren Ringfläche 15 und -der entsprechenden
Ringfläche 16 des Zylinderdeckels gebildeten Pufferraum 17.
Die beiden konzentrischen
Ringflächen 15, 16 umschließen
einen in .der Mitte des Kolbenbodens
angeordneten Aufsatz 18 und eine dem Aufsatz 18 entsprechende Aussparung 19
im Zylinderdeckel 2. Kurz vor dem Erreichen der Rücklaufendlage des Kolbens taucht
der Aufsatz 18 in die Aussparung i 9 ein und verschließt die im Zylinderdeckel befindliche
Anschlußbohrung 3 für die Druckleitung q gegen den Pufferraum. 17.
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Nach dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig.2) des Erfindungsgegenstandes
ist die oben beschriebene, bekannte Bauform der Einspritzpumpe in der Weise abgeändert,
daß die im Zylinderdeckel 2 befindliche Bohrung 20, an welche die vom Arbeitszylinder
kommende Druckluftleitung 4 angeschlossen ist, seitlich versetzt angeordnet ist.
Da. duTch wird beim Beginn des Einspritzhubes die im Verhältnis zur Stirnfläche
2 i des Aufsatzes 18
größere Ringfläche 15 das Kolbenbodens beaufschlagt,
so daß der Kolben mit größerer Kraft in Bewegung gesetzt werden kann. Demnach wirkt
die Aussparung i9 im Zylinderdeckel 2 als Pufferraum. Durch eine derartige Anordnung
wird also bei wenigstens gleich starker Pufferwirkung eine größere Steigerung der
Anfangsgeschwindigkeit des Stufenkolbens beim Einspritzhub erreicht.
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Wenn. die Pumpe so, angeordnet ist, daß die KolbenführuAg 7 oben und
der Zylinderdeckel 2 auf der Unterseite der Pumpe liegt, bestünde bei der Ausführungsform
gemäß Fig.2 die Gefahr, daß Koks aus .dem Bremsgas sich in der Ausspaxung i 9 sammelt.
Dadurch würde der Rückhub vorzeitig abgebrochen und unzulässig verkürzt. Dies ist
nach dem in Fig. 3 der Zeichnung dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ödes
Erfindungsgegenstandes dadurch vermieden, daß die als Pufferraum dienende Auissparung
22 nicht in den Zylinderdeckel, sondern, in den Kolbenboden eingearbeitet ist. In
diese Aussparung 22 taucht bei Endlage des Rückhubes ein an der Innenseite des Zylinderdeckels
2 angeordnet-er Aufsatz 23 ein. Übereinstimmend mit dem ersten Ausführungsbeispiel
wird beim Beginn des Einspritzhtubes zunächst auch hier die äußere Ringfläche des
Kolbenbodens mit Treibgas durch die seitlich im Zylinderdeckel2 angeordnete Bohrung
2o beaufschlagt. Es wird hierbei eine dem ersten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
entsprechende Wirkung beim Bremsvorgang wie auch beim Einspritzvorgang erzielt.