EP0180032A2

EP0180032A2 - Fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: EP0180032A2
Application number: EP85111893A
Authority: EP
Inventors: Anton Karle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-10-27
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1986-05-07
Also published as: JPS61104159A; EP0180032A3; DE3439499A1; BR8505337A

Abstract

In the pump, a pump plunger (17) is moved in the pumping direction by a cam drive (12, 13) and in the suction direction at least by a return-spring unit (30). To ensure that shear stresses of the helical compression springs (35, 36) of the spring unit do not reach an impermissible level due to vibrations building up in the springs, the spring unit comprises two springs connected in series, one of which is more highly prestressed than the other. <IMAGE>

Description

Bei einer durch die DE-OS 29 23 423 bekannt gewordenen Einspritzpumpe dieser Art besteht eine Federeinheit aus zwei hintereinander geschalteten Schraubenfedern und einem zwischen diesen angeordneten Reibglied. Das Reibglied soll die der Hubschwingung sich überlagernden Resonanzschwingungen vermeiden oder in einen unkritischen Bereich verschieben, um Bruch der Federn bei überhöhten dynamischen Spannungen zu unterbinden. Derartige Reibglieder unterliegen einer Abnutzung, so daß ihre Wirksamkeit laufend abnimmt und ihre Wirkdauer, verglichen mit der Lebensdauer der Einspritzpumpe, stark vermindert ist. Angeregt durch die Hubschwingung des Nockentriebs bauen sich in üblich verwendeten Schraubendruckfedern Resonanzschwingungen auf, insbesondere in Verbindung mit neuerdings favorisierten hochdrehenden Dieselmotoren mit Direkteinspritzung, wobei eine starke dynamische Überhöhung der Schubspannungen in den Schraubendruckfedern sich ausbildet. Wegen zeitweiser Überbeanspruchung bei bestimmten Drehzahlbereichen wird die Dauerhaltbarkeit der Federn stark beeinträchtigt.In an injection pump of this type which has become known from DE-OS 29 23 423, a spring unit consists of two coil springs connected in series and a friction member arranged between them. The friction member is intended to avoid the resonance vibrations superimposed on the stroke vibration or to shift it into an uncritical range in order to prevent the springs from breaking in the event of excessive dynamic stresses. Such friction elements are subject to wear, so that their effectiveness decreases continuously and their duration of action is greatly reduced compared to the service life of the injection pump. Stimulated by the stroke vibration of the cam drive, resonance vibrations build up in commonly used helical compression springs, especially in connection with recently favored high-speed diesel engines with direct injection, whereby a strong dynamic increase in the shear stresses in the helical compression springs develops. Because of the temporary overstress at certain speed ranges, the durability of the springs is severely impaired.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sich während eines Hubs des Pumpenkolbens keine saubere Schwingung entsprechend der Eigenfrequenz der Federn aufbauen kann, da die angestrebte harmonische Eigenfrequenz der einen Feder die der anderen Feder und die der beiden gekoppelten Federn die Eigenfrequenzen zu den einzelnen Federn stört.The fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that no clean vibration can build up according to the natural frequency of the springs during a stroke of the pump piston, since the desired harmonic natural frequency of one spring that of the other spring and that of the two coupled springs Natural frequencies to the individual springs are disruptive.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Federeinheit, bei der die eine Feder stärker vorgespannt ist als die andere. Bei dieser Anordnung bilden sich bei einem Kolbenhub zunächst, solange die stärker vorgespannte Feder noch nicht zusammengedrückt wird, in jeder der beiden Federn Schwingungen mit der jeweiligen Eigenfrequenz aus, und ab dem Zusammendrücken der stärker vorgespannten Feder eine Schwingung mit einer Frequenz, die der Einheit aus den beiden gekoppelten Federn eigen ist, mit der Folge, daß ein starkes Aufschwingen der Federn durch drei Frequenzbereiche gestört wird. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß beim Zusammendrücken der stärker vorgespannten Feder der Spannungsbauch am Ende der schwächer vorgespannten Feder auf die andere Feder überspringt, so daß sich dieser auf zwei Stellen verteilt.The measures listed in the subclaims enable advantageous further development and improvement of the fuel injection pump specified in the main claim. A spring unit is particularly advantageous in which one spring is biased more than the other. With this arrangement, as long as the more prestressed spring is not yet compressed, vibrations with the respective natural frequency are formed in each of the two springs during a piston stroke, and from the compression of the more prestressed spring, an oscillation with a frequency that the unit is made of is inherent in the two coupled springs, with the result that a strong spring oscillation is disturbed by three frequency ranges. A further advantage is that when the more biased spring is compressed, the tension belly at the end of the less biased spring jumps to the other spring, so that it is divided into two places.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe teilweise geschnitten und Figur 2 eine vergrößerte Darstellung einer Rückholfedereinheit der Kraftstoffeinspritzpumpe nach Figur 1 in Seitenansicht.An embodiment of the invention is shown in the drawing and in the following description explained in more detail. FIG. 1 shows a simplified side view of a fuel injection pump, partially in section, and FIG. 2 shows an enlarged illustration of a return spring unit of the fuel injection pump according to FIG. 1 in a side view.

Description of the embodiment

In einem Gehäuse 10 der Kraftstoffeinspritzpumpe ist eine Antriebswelle 11 gelagert. Diese ist mit einer quer zur Achse angeordneten Hubscheibe 12 gekuppelt, die so viele Stirnnocken 13 trägt, wie die Brennkraftmaschine Zylinder hat, der die Einspritzpumpe zugeordnet ist. Die Lauffläche der Hubscheibe 12 liegt auf Rollen 14 auf, die in einem feststehenden Rollenring 15 gehalten sind. Ein in einer Zylinderbüchse 16 gleitender Pumpenkolben 17 hat an seinem antriebsseitigen Ende einen Bund 18, der mit der Hubscheibe 12 drehfest verbunden ist. Zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge gleitet ein den Pumpenkolben 17 umgreifender Steuerschieber 20 auf einem antriebsseitigen Pumpenkolbenabschnitt 19, in dem zum Absteuern der Einspritzmenge eine Querbohrung 21 angeordnet ist, die mit einer zur Stirnseite des Pumpenkolbens 17 führenden Längsbohrung 22 verbunden ist. An dem Steuerschieber 20 greifen Verstellmittel 25 an, deren Stellung in bekannter Weise von einem Drehzahlregler gesteuert wird.A drive shaft 11 is mounted in a housing 10 of the fuel injection pump. This is coupled to a lifting disk 12 arranged transversely to the axis, which carries as many end cams 13 as the internal combustion engine has cylinders to which the injection pump is assigned. The running surface of the lifting disc 12 rests on rollers 14 which are held in a fixed roller ring 15. A pump piston 17 sliding in a cylinder liner 16 has at its drive end a collar 18 which is connected to the lifting disk 12 in a rotationally fixed manner. To control the fuel injection quantity, a control slide 20 which surrounds the pump piston 17 slides on a pump piston portion 19 on the drive side, in which a transverse bore 21 is arranged to control the injection quantity and is connected to a longitudinal bore 22 leading to the front side of the pump piston 17. Adjustment means 25 act on the control slide 20, the position of which is controlled in a known manner by a speed controller.

An dem Bund 18 des Pumpenkolbens 17 liegt eine Gleitscheibe 26 an, gegen die ein von wenigstens einer Rückholfedereinheit 30 belastetes Joch 27 drückt. Der Einfachheit halber ist nur eine Rückholfedereinheit 30 dargestellt, vorzugsweise sind jedoch zwei oder mehr Rückholfedereinheiten angeordnet. Gleichachsig zur Rückholfedereinheit 30 erstreckt sich ein Führungsstift 31 der einerseits im Gehäuse 10 befestigt und andererseits durch eine Paßbohrung 28 im Joch 27 hindurchgreift, so daß das Joch 27 gegen Verdrehen gesichert ist. Die Rückholfedereinheit 30 stützt sich mit ihrem einen Ende über einen Federteller 32 am Gehäuse 10 und mit dem anderen Ende am Joch 27 ab, wodurch die Hubscheibe 12 gegen die Rollen 14 gedrückt wird. Beim Drehen der Antriebswelle 11 wird der Pumpenkolben 17 in gleicher Weise mitgedreht und zusätzlich hin- und herbewegt, wobei der Pumphub durch die Stirnnocken 13 entgegen der Wirkung der Rückholfedereinheit 30 der Hubscheibe 12 und der Saughub durch die gespeicherte Kraft der Rückholfedereinheit 30 bewirkt wird.On the collar 18 of the pump piston 17 there is a slide disk 26 against which a yoke 27 loaded by at least one return spring unit 30 presses. For the sake of simplicity, only one return spring unit 30 is shown, but preferably two or more return spring units are arranged. A guide pin 31 extends coaxially with the return spring unit 30 on the one hand fastened in the housing 10 and on the other hand reaches through a fitting bore 28 in the yoke 27, so that the yoke 27 is secured against rotation. The return spring unit 30 is supported at one end via a spring plate 32 on the housing 10 and at the other end on the yoke 27, as a result of which the lifting disk 12 is pressed against the rollers 14. When the drive shaft 11 is rotated, the pump piston 17 is rotated in the same way and additionally moved back and forth, the pump stroke being effected by the end cams 13 counter to the action of the return spring unit 30 of the lifting disk 12 and the suction stroke by the stored force of the return spring unit 30.

Die Rückholfedereinheit 30 umfaßt zwei hintereinander geschaltete, gewundene Schraubendruckfedern 35 und 36. Die eine Feder 35 liegt mit ihrem einen Ende an dem Joch 27 und mit ihrem anderen Ende an einem Federteller 37 an, der auf dem Führungsstift 31 verschiebbar ist. Die andere Feder 36 stützt sich mit ihrem einen Ende auf dem Federteller 32 und mit ihrem anderen Ende an einem Federteller 38 ab, der auf dem Führungsstift 31 verschiebbar ist und an einer Anschlagscheibe 39 anliegt, die sich an einem Absatz 40 im mittleren Bereich des Führungsstiftes 31 abstützt. Durch eine Mutter 41, die auf das gehäuseseitige Ende des Führungsstiftes 31 aufgeschraubt ist, wird die Feder 36 vorgespannt.The return spring unit 30 comprises two helical compression springs 35 and 36 connected in series. One end 35 rests at one end against the yoke 27 and at the other end against a spring plate 37 which is displaceable on the guide pin 31. The other spring 36 is supported with one end on the spring plate 32 and with its other end on a spring plate 38 which is displaceable on the guide pin 31 and abuts a stop disk 39 which is located on a shoulder 40 in the central region of the guide pin 31 supports. The spring 36 is pretensioned by a nut 41 which is screwed onto the housing-side end of the guide pin 31.

Die Vorspannkraft der Feder 36 ist derart bemessen, daß ihre Vorspannung während der Rast des Pumpenkolbens 17 im unteren Totpunkt größer ist als die der einen Feder 35. Demzufolge wird zu Beginn des Pumphubs des Pumpenkolbens 17 zunächst nur die eine Feder 35 zusammengedrückt. Ab einer bestimmten Hubstrecke des Pumpenkolbens 17, wenn die Federkraft der einen Feder 35 gleich der Vorspannkraft der anderen Feder 36 wird, wird auch die andere Feder 36 über die auf dem Führungsstift 31 verschiebbaren Federteller 37 und 38 zusammengedrückt. Bei dieser Anordnung der Federn 35, 36 können diese während der Rast des Pumpenkolbens 17 und im ersten Teil des Pumpenkolbenhubes nur mit ihrer jeweiligen Eigenfrequenz schwingen. Ab dem Zeitpunkt, wo auch die andere Feder 36 zusammengedrückt wird, schwingt das Federsystem mit der gekoppelten Frequenz der hintereinander geschalteten Federn. Durch diese unterschiedlichen Frequenzen kann sich in dem Federsysteme keine saubere Eigenschwingung aufbauen, so daß eine Überhöhung der Schubspannung durch Schwingungen begrenzt bleibt. Außerdem ist der Federweg der beiden Federn 35, 36 bei einem gegebenen Gesamthub klein.The pretensioning force of the spring 36 is dimensioned such that its pretension during the rest of the pump piston 17 at the bottom dead center is greater than that of the one spring 35. Accordingly, at the beginning of the pump stroke of the pump piston 17, only one spring 35 is initially compressed. From a certain stroke distance of the pump piston 17, when the spring force of one spring 35 becomes equal to the biasing force of the other spring 36, the other spring 36 is also compressed via the spring plates 37 and 38 which can be displaced on the guide pin 31. With this arrangement of the springs 35, 36, they can only oscillate at their respective natural frequency during the rest of the pump piston 17 and in the first part of the pump piston stroke. From the point at which the other spring 36 is also compressed, the spring system oscillates at the coupled frequency of the springs connected in series. Due to these different frequencies, no clean natural vibration can build up in the spring system, so that an increase in the shear stress due to vibrations remains limited. In addition, the travel of the two springs 35, 36 is small for a given total stroke.

Claims

1. Fuel injection pump for internal combustion engine with at least one pump piston moved by a cam drive in each case by a certain stroke and with at least one spring unit holding and returning the pump piston in contact with the cam drive and being supported on the housing and consisting of at least two helical compression springs connected in series that one (36) of the helical compression springs is biased more than the other (35).

2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that the more biased spring (36) is caught between stops (39, 41) of a coaxial guide pin (31).

3. Fuel injection pump according to claim 2, characterized in that the more biased spring (36) is supported on the one hand on the housing (JO) and on the other hand via a spring plate (38) on a stop on the guide pin (31) and this spring plate (38) supporting part of a Spring plate (37) of the other spring (35).

4. Fuel injection pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the series-connected helical compression springs (35, 36) have different natural frequencies from each other.