EP0090791A1

EP0090791A1 - Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: EP0090791A1
Application number: EP83890011A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Huber
Original assignee: Friedmann and Maier AG
Current assignee: Friedmann and Maier AG
Priority date: 1982-03-30
Filing date: 1983-02-01
Publication date: 1983-10-05
Also published as: ATA125982A; AT378243B

Abstract

ei einer Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mündet die am Ende des Förderhubes zuerst geöffnete Steuerbohrung (17) noch vor dem Austritt in das Pumpengehäuse in eine Querbohrung (19) in der Flanschkolbenbüchse (4). Der Prallbereich der Mündung in diese Querbohrung weist eine den auftreffenden Absteuerstrahl aufgefächtert ablenkende, im wesentlichen konvexe Oberfläche (23) auf, womit Materialausschwemmungen an dem Prallbereich gegenüberliegenden Bauteilen vermieden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer in eine Aufnahmebohrung eines Pumpengehäuses eingesetzten Flanschkolbenbüchse mit einer ersten und einer gleichachsig gegenüberliegenden zweiten Steuerbohrung je Pumpenelement, die den eine erste und eine zweite obere und eine untere Steuerkante aufweisenden Pumpenkolben führt, wobei die der ersten oberen Steuerkante zugeordnete erste Steuerbohrung die Flanschkolbenbüchse geradlinig durchsetzt und die zweite Steuerbohrung mit der zweiten oberen Steuerkante und der unteren Steuerkante des Pumpenkolbens zusammenarbeitet, und wobei die zweite Steuerbohrung in eine Querbohrung mündet, die in bezug auf die Achse des Pumpenkolbens sowie in bezug auf die Achse der Steuerbohrungen unter vorzugsweise rechten Winkeln angeordnet ist, und nur die zweite Steuerbohrung am Ende des Förderhubes von der unteren Steuerkante aufgesteuert ist.
Mit dieser in der AT-PS 362.199 beschriebenen Ausbildung einer Einspritzpumpe ist es möglich, dem am Förderende mit hohem Druck aus dem Pumpenzylinder austretenden Absteuerstrahl vor seinem Austritt in den umgebenden Saugraum des Pumpengehäuses einen Großteil der kinetischen Energie zu nehmen und dadurch Materialausschwemmungen am Pumpengehäuse ohne eigene zusätzliche Prallschutzteile zu vermeiden.
Es hat sich jedoch herausgestellt, daß durch die Tendenz, die Kraftstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen mit immer höheren Drücken zu betreiben, die abgesteuerten Kraftstoffstrahlen am Ende des Förderhubes bereits derartig hohe Ausströmgeschwindigkeiten erhalten, daß auch die vom Prallbereich an der Mündung von Steuerbohrung und Querbohrung reflektierten Kraftstoffstrahlen noch genügend Energie besitzen, um Kavitation an den dem Prallbereich gegenüberliegenden Bauteilen hervorrufen zu können. Dies gilt insbesonders auch für die im Augenblick der Absteuerun^g unmittelbar betroffene Steuerkanten am Pumpenkolben, was naturgemäß große Nachteile hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einspritzpumpe gemäß der AT-PS 362.199 so zu verbessern, daß die angeführten Nachteile vermieden werden und daß insbesonders die Kavitationsgefahr durch am Prallbereich der Mündung von Querbohrung und Steuerbohrung bereits abgelenkte Kraftstoffstrahlen beseitigt wird.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß der dem am Ende des Förderhubes aufgesteuerten Querschnitt der zweiten Steuerbohrung, in Richtung der Achse der Steuerbohrung gesehen, gegenüberliegende Prallbereich der Mündung in die Querbohrung eine den auftreffenden Absteuerstrahl aufgefächert ablenkende, im wesentlichen konvexe Oberfläche aufweisen. Damit ist im Gegensatz zu den in der AT-PS 362.199 behandelten Ausführungsformen, bei denen der auftreffende Absteuerstrahl bis zu einem gewissen Grad auf einen dem Prallbereich gegenüberliegenden Brennpunkt fokussiert wird und dort naturgemäß erhöhte Kavitationsgefahr bewirkt, erreicht, daß der auftreffende Absteuerstrahl weiter aufgefächert wird, womit die Strahlenenergie auf eine wesentlich größere Oberfläche der gegenüberliegenden Bauteile aufgeteilt wird und dort keinen Schaden mehr anrichten kann. Insbesonders kann es bei dieser Ausbildung auch bei hohen Kraftstoffdrücken und Fördermengen zu keinen Kavitationserscheinungen an den Steuerkanten durch den aus den Prallbereich reflektierten Absteuerstrahl mehr kommen.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Prallbereich von einer im wesentlichen gleichachsig mit der Steuerbohrung liegenden Kegelfläche gebildet, deren Spitze dem Pumpenkolben zugewandt ist. Diese relativ einfach herzustellende Oberflächenform für den Prallbereich ermöglicht eine wirksame Auffächerung des auftreffenden Absteuerstrahles, die jede Kavitationsgefahr an dem Prallbereich in Strahlrichtung gesehen gegenüberliegenden Bauteilen vermeidet.
Im Rahmen der Erfindung sind natürlich die verschiedensten Formen für die dem auftreffenden Absteuerstrahl ausgesetzte Oberfläche des Prallbereiches möglich, so z.B. Teile von Kugel- oder Zylinderflächen, parabolische oder hyperbolische Flächen u.s.w., wobei auch die jeweilige Ausrichtung dieser Flächen relativ zur Achse der Steuerbohrung mit dazu verwendet werden kann, die Auffächerung des energiereichen Absteuerstrahls in gewünschtem Sinne zu beeinflussen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Vertikalschnitt einer Einspritzpumpe nach der Erfindung,
Fig. 2 einen teilweisen Horizontalschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, und
Fig. 3 das Detail einer Flanschkolbenbüchse eines anderen Ausführungsbeispieles nach der Erfindung in einem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt.

Das Pumpengehäuse 1 in Fig. 1 weist je Pumpenelement eine Aufnahmebohrung 2 für die mit einem Flansch 3 versehene Flanschkolbenbüchse 4 auf.
auf. In der Flanschkolbenbüchse 4 ist der Pumpenkolben 5 des Pumpenelementes, welcher'in bekannter Weise von einem nicht dargestellten Nockentrieb betätigt wird, und eine erste 21' und zweite 20' obere und eine untere Steuerkante 20 aufweist, gleitbar geführt. In einem erweiterten Abschnitt der axialen Bohrung der Flanschkolbenbüchse 4 oberhalb des Pumpenkolbens 5 befindet sich das Druckventil 6, welches von der Druckverschraubung 7, von der die nicht dargestellte Einspritzleitung ausgeht, gegen einen in die Flanschkolbenbüchse 4 eingelegten Dichtring 8 gepreßt wird.
Die Flanschkolbenbüchse 4, die sich unter Beilage von Vorhubeinstellplättchen 9 an der oberen Stirnfläche des Pumpengehäuses 1 abstützt, ist mittels Stiftschrauben 10 und Muttern 11 unter Beilage von Unterlegescheiben 12 mit dem Pumpengehäuse 1 starr verbunden.
Die Aufnahmebohrung 2 des Pumpengehäuses 1 ist zu einem die Flanschkolbenbüchse 4 umgebenden Saug- und bzw. oder überströmraum 13 erweitert, der durch die O-Ringe 14 und 15 abgedichtet ist. In diesem Bereich weist die Flanschkolbenbüchse 4 die Steuerbohrungen 16 und 17 auf.
Die die Flanschkolbenbüchse 4 geradlinig durchsetzende erste Steuerbohrung 16 hat an der Saugraumseite eine Erweiterung 18, welche das Strömungsverhalten verbessert.
Die der ersten Steuerbohrung 16 gegenüberliegende zweite Steuerbohrung 17 mündet in eine Querbohrung 19, die etwa den gleichen Durchmesser wie die zweite Steuerbohrung 17 aufweist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist in der hier dargestellten Ausführungsform die Querbohrung 19 als Sackloch ausgebildet.
Der am Ende des Förderhubes aufgrund des öffnens des pumpenkolbenseitigen Querschnittes 22' der zweiten Steuerbohrung 17 durch die untere Steuerkante 20 am Pumpenkolben 5, aus dem Pumpenraum mit hohem Druck durch die zweite Steuerbohrung 17 austretende Absteuerstrahl trifft auf den dem Querschnitt 22', in Richtung der Achse der Steuerbohrung 17 gesehen, gegenüberliegenden Prallbereich 23 der Mündung in die Querbohrung 19, der eine im wesentlichen konvexe Oberfläche aufweist. Dadurch wird der auftreffende Absteuerstrahl aufgefächert und abgelenkt, wodurch ein großer Teil der Strömungsenergie vernichtet und der Kraftstoffstrahl in Richtung der Querbohrung 19 abgeführt wird. Der Austritt in den Saugraum 13 erfolgt somit etwa parallel zu dessen Wand und kann, da auch die kinetische Energie des Kraftstoffstrahles schon sehr herabgesetzt ist, zu keinen Materialausschwemmungen am Pumpengehäuse 1 führen. Aufgrund der hier als Teil einer Kugelfläche ausgebildeten konvexen Oberfläche des Prallbereiches 23 kann es auch zu keiner Fokussierung des Absteuerstrahles auf dem Prallbereich 23 gegenüberliegende Bauteile kommen, wodurch auch bei hohen Drucken im Pumpenraum und damit hochenergetischen Absteuerstrahlen keine Kavitationserscheinungen am Pumpenkolben bzw. dessen Steuerkanten auftreten können.
Die Flanschkolbenbüchse 4 des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles unterscheidet sich von der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß der Prallbereich 23 hier von einer im wesentlichen gleichachsig mit der Steuerbohrung 17 liegenden Kegelfläche 24 gebildet ist, deren Spitze dem Pumpenkolben bzw. dem Druckraum der Pumpe zugewandt ist. Auch bei dieser Ausführung wird demnach der im Prallbereich, welcher auch hier eine im wesentlichen konvexe Oberfläche aufweist, auftreffende Absteuerstrahl aufgefächert abgelenkt, womit eine Kavitationsgefahr an dem Prallbereich gegenüberliegenden Bauteilen mit Sicherheit vermieden wird.
Abgesehen von den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die vorliegende Erfindung natürlich auch beispielsweise bei durchgehenden Querbohrungen 19, welche zwei Mündungen zum Saugraum der Pumpe haben,, vorteilhaft anwendbar. Ebenso sind Variationen der Oberflächenausbildung des Prallbereiches hinsichtlich Krümmung oder Ausrichtung im Rahmen der Erfindung möglich.

Claims

1. Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer in eine Aufnahmebohrung eines Pumpengehäuses eingesetzten Flanschkolbenbüchse mit einer ersten und einer gleichachsig gegenüberliegenden zweiten Steuerbohrung je Pumpenelement, die den eine erste und eine zweite obere und eine untere Steuerkante aufweisenden Pumpenkolben führt, wobei die der ersten oberen Steuerkante zugeordnete erste Steuerbohrung die Flanschkolbenbüchse geradlinig durchsetzt und die zweite Steuerbohrung mit der zweiten oberen Steuerkante und der unteren Steuerkante des Pumpenkolbens zusammenarbeitet, und wobei die zweite Steuerbohrung in eine Querbohrung mündet, die in bezug auf die Achse des Pumpenkolbens sowie in bezug auf die Achse der Steuerbohrungen unter vorzugsweise rechten Winkeln angeordnet ist, und nur die zweite Steuerbohrung am Ende des Förderhubes von der unteren Steuerkante aufgesteuert ist, nach Patent Nr. 362.199, dadurch gekennzeichnet, daß der dem am Ende des Förderhubes aufgesteuerten Querschnitt (22') der zweiten Steuerbohrung (17), in Richtung der Achse der Steuerbohrung (17) gesehen, gegenüberliegende Prallbereich (23) der Mündung in die Querbohrung (19) eine den auftreffenden Absteuerstrahl aufgefächert ablenkende, im wesentlichen konvexe Oberfläche aufweist.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallbereich (23) von einer im wesentlichen gleichachsig mit der Steuerbohrung (17) liegenden Kegelfläche (24) gebildet ist, deren Spitze dem Pumpenkolben zugewandt ist.