EP0971123A2 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

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EP0971123A2
EP0971123A2 EP99113205A EP99113205A EP0971123A2 EP 0971123 A2 EP0971123 A2 EP 0971123A2 EP 99113205 A EP99113205 A EP 99113205A EP 99113205 A EP99113205 A EP 99113205A EP 0971123 A2 EP0971123 A2 EP 0971123A2
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EP
European Patent Office
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control
fuel injection
bore
piston
cross
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EP99113205A
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French (fr)
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EP0971123A3 (de
EP0971123B1 (de
Inventor
Rolf Prillwitz
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LOrange GmbH
Original Assignee
LOrange GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/24—Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke
    • F02M59/26—Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders
    • F02M59/265—Varying fuel delivery in quantity or timing with constant-length-stroke pistons having variable effective portion of stroke caused by movements of pistons relative to their cylinders characterised by the arrangement or form of spill port of spill contour on the piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/001—Pumps with means for preventing erosion on fuel discharge

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection pump for an internal combustion engine according to the Preamble of claim 1.
  • a common fuel injection pump for an internal combustion engine contains one in one Pump cylinder guided pump piston and a limited by the pump piston Pressure chamber, as well as at least one control bore.
  • the pump piston has a upper control edge on the pressure chamber side and at least one lower, sloping one Control edge, which is the beginning and end of Determine the fuel delivery of the injection pump.
  • the pump piston has one in the pressurized piston head to one in the pressure chamber such a fuel injection pump is known for example from DE 4304084 C2.
  • the object of the invention is to provide a fuel injection pump for a Specify internal combustion engine in which the occurrence of cavitation is essential is reduced or even avoided entirely.
  • the fuel injection pump for an internal combustion engine comprises a pump piston guided in a pump cylinder and one from the pump piston limited pressure chamber, as well as at least one control bore, the pump piston an upper control edge on the pressure chamber side and at least one lower, oblique one Control edge, which begins by painting over the control bore (s) and Determine the end of the fuel delivery of the injection pump, with the pump piston one the pressurized piston head in the pressure chamber having.
  • the pump piston in the area of the lower control edge the pump piston is formed a pilot valve groove, which when sweeping the Control hole (s) earlier than the lower, sloping control edge means the control hole a termination of fuel delivery, and that one from the piston head to the Vorab horrnut leading flow connection is provided, which means for Has flow limitation.
  • a major advantage of the fuel injection pump according to the invention is that before the control edge of the pump piston sweeps over the control bore by means of the In advance control groove, there is a significant reduction in pressure in the pressure chamber and thus flow-forming flow processes in the area of the control edge and Control bore can be reduced.
  • Fuel injection pump is provided that the pilot valve groove essentially that Following the course of the lower, oblique control edge in the lateral surface of the Pump piston is formed.
  • the pre-tax groove is by spacing against the lower, oblique control edge sealed high pressure area.
  • the Piston head leading to the pilot valve groove through at least one is formed through the interior of the pump piston bore.
  • a particularly advantageous embodiment of this provides that the Flow connection at least one from the piston head in the axial direction into the interior of the pump piston and at least one bore in the radial direction of the pilot control groove running into the interior of the pump piston, the axial bore cutting hole includes.
  • An advantageous embodiment of the fuel pump according to the invention provides that the pump cylinder has two diametrically opposite control bores and the pump piston each has two diametrically opposite lower control edges and Pre-control grooves, and that the bores extending in the radial direction open diametrically opposite in the axial bore.
  • the diametrical arrangement of the Openings of the radial bores in the axial bore bring the advantageous Effect that the fuel flows entering the radial bores are directed in the opposite direction and thus as much pressure energy as possible is destroyed.
  • each pre-tax groove several radial bores are provided which are angularly offset from one another run, with two holes diametrically opposite each other at the same height in the axial bore open.
  • this leads to a splitting of the piston head fuel flows entering the pre-tax groove with the effect of a strong reduction of pressure energy, as well as the opposite occurring in the pre-tax grooves Fuel flows through which further energy degradation takes place.
  • two radial bores are provided for each pilot control groove each lead into the vicinity of the ends of the pre-tax grooves. This leads to two opposite currents in the pre-tax grooves, whose energies Remove each other from entering the control holes.
  • the means for limiting the flow are advantageously at least one Area of small cross-section of those running through the interior of the pump piston Holes formed.
  • the cross section of the axial bore is smaller than the sum of the cross sections of the radial bores opening into these.
  • the second cross section B is smaller than the first cross section A.
  • the first cross section A advantageously about twice the second cross section B.
  • the cross section of the radial bore is advantageously smaller or approximately small the cross-section of the pre-tax groove.
  • pilot valve groove has rounded edges on its sole with a radius R. having.
  • reference numeral 1 means the pump cylinder Fuel injection pump for an internal combustion engine, in particular a diesel engine.
  • a pump piston 2 is displaceably guided in the axial direction of the pump cylinder 1, which of a camshaft acting on a piston foot of the pump piston is cyclically driven.
  • the camshaft and piston foot are not shown in FIG. 1.
  • the Pump piston 2 is provided at its lower end with a piston vane 11, which in cooperation with, for example, a rack a twist around Piston axis over a predetermined angular range.
  • the pump piston 2 delimits on its upper side a pressure chamber 3 which is in the pump cylinder 1 is provided. At the top of the pressure chamber 3, an inlet channel 10 and open Drain channel 9 for the fuel.
  • Control bores 4a and 4b are provided laterally in the pump cylinder 1.
  • a that the upper end of the pump piston 2 forming piston head 5 is on a circumference with a upper, pressure chamber side control edge 6 and lower, oblique control edges 7a, 7b provided, of which only one control edge 7a is visible in Fig. 1.
  • the top control edge 6 and the lower control edge 7a together limit a connection of the Pressure chamber 3 with the underside of the lower, oblique control edge 7a, 7b producing Piston groove 8 is a control triangle, which by sweeping the control holes 4a, 4b Determines the start and end of fuel delivery for the injection pump.
  • Fuel injection pump are formed two such control triangles, each cooperate with the control bores 4a and 4b.
  • Fig. 1 and Fig. 2a) to c is in the range from the bottom Control edge 7a, 7b on the pump piston 2 a pilot valve groove 20a, 20b in the form of a the routing of the lower control edge 7a, 7b provided.
  • the Pre-control groove 20a, 20b is formed by a formed in the interior of the pump piston 2 Flow connection with the piston head 5 and thus with the pressure chamber in Connection.
  • the flow connection is through a in the center of the pump piston 2 running axial bore 23 and two for each pilot valve groove 7a, 7b provided radially extending bores 21a, 22a and 21b, 22b.
  • the upper side of the axial bore 23 is expanded by a cone 24.
  • the pilot control groove 20a, 20b sweeps when the pump piston moves upward 2 earlier during the delivery stroke of the injection pump, the respective control bore 4a, 4b than the lower, oblique control edge 7a, 7b, so that an earlier pressure relief of the Pressure chamber 3 via the bores 23 and 21a, 22a, 21b, 22b and the pilot valve grooves 20a, 20b in the sense of ending fuel delivery.
  • the cross section of the through the axial bore 23 and the radial bores 21a, 22a, 21b, 22b formed flow connection is selected so that a substantial degradation of the pressure energy stored in the printing space 3 takes place, so that in the final Pressure relief of the pressure chamber 3 via the lower control edge 7a, 7b no cavitation no longer occurs, but on the other hand, there is still no cavitation in the pilot control groove 20a, 20b occurs.
  • the pre-tax grooves 20a, 20b are against the one adjoining the lower control edge 7a, 7b High pressure area sealed by a distance S by spacing.
  • the radial bores 21a, 22a and 21b, 22b each open near the ends of the Pre-tax grooves 20a, 20b in this.
  • the radial Bores 21a, 22a and 21b, 22b angularly offset from one another and open each in pairs diametrically opposite each other in the axial bore 23. Die mutual position of the radial bores 21a, 22a and 21b, 22b is again in Fig. 3a) shown enlarged.
  • the axial bore 23 has between the mouths of the radial bores 21a, 21b and 22a, 22b a reduction in the cross section.
  • the cross sections of the axial bore 23 50 selected that the first cross section at the first radial bore 21a, 21b approximately is twice as large as the second cross section at the second radial bore 22a, 22b.
  • This reduction in the flow limiting in the axial bore 23 Cross section should be achieved that the flow from the pressure chamber 3 to the Pre-control grooves 20a, 20b approximately equal to the first radial bore 21a, 21b and the second radial bore 22a, 22b distributed.
  • the cross sections of the holes chosen so that the cross section of the axial bore 23 is smaller than the sum of the Cross sections of the radial bores 21a, 21b and 22a, 22b opening into these.
  • Fig. 3c shows a further enlarged section along the line A-B in Fig. 2c) in Pre-tax groove 20b.
  • the edges of the pre-control groove are on rounded their sole with a radius R, which on the one hand improves the Flow behavior within the pre-control groove 20a, 20b and the other Strength of the pump piston 2 in the area of the pre-control groove 20a, 20b and serves in particular the heavily loaded lower control edges 7a, 7b.
  • the Strength is the measure of the distance S between the pre-control groove 20a, 20b and lower control edge 7a, 7b of importance.
  • This dimension S is to be chosen so that on the one hand the beginning of the pre-control when the pre-control groove 20a, 20b arrives at the Control bore 4a, 4b in an appropriate relationship to the end of fuel delivery when the lower control edge 7a, 7b arrives at the control bore 4a, 4b and on the other hand, the occurrence of damage in this highly stressed area of the Pump piston 2 is reliably excluded.

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Abstract

Es wird eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine mit einem in einem Pumpenzylinder (1) geführten Pumpenkolben (2) und einem von dem Pumpenkolben (2) begrenzten Druckraum (3) und mit Steuerbohrungen (4a, 4b) beschrieben, wobei der Pumpenkolben (2) obere und untere Steuerkanten (6, 7a, 7b) aufweist, welche durch Überstreichen der Steuerbohrungen (4a, 4b) Beginn und Ende der Kraftstofförderung der Einspritzpumpe festlegen. Erfindungsgemäß ist im Bereich der unteren Steuerkante (7a, 7b) an dem Pumpenkolben (2) eine Vorabsteuernut (20a, 20b) ausgebildet, welche beim Überstreichen der Steuerbohrungen (4a, 4b) früher als die untere Steuerkante (7a, 7b) die Steuerbohrung (4a, 4b) im Sinne einer Beendigung der Kraftstofförderung freigibt, wobei eine vom Kolbenkopf (5) zu der Vorabsteuernut (20a, 20b) führende Strömungsverbindung vorgesehen ist, welche Mittel zur Strömungsbegrenzung aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzpumpe wird Kavitation und damit verbundener Schaden im Bereich der Steuerkanten und der Steuerbohrungen vermindert oder ganz vermieden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine übliche Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine enthält einen in einem Pumpenzylinder geführten Pumpenkolben und einen von dem Pumpenkolben begrenzten Druckraum, sowie mindestens eine Steuerbohrung. Der Pumpenkolben verfügt über eine obere, druckraumseitig gelegene Steuerkante und mindestens eine untere, schräge Steuerkante, welche durch Überstreichen der Steuerbohrung Beginn und Ende der Kraftstofförderung der Einspritzpumpe festlegen. Der Pumpenkolben weist einen den in dem Druckraum befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagenden Kolbenkopf auf Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist beispielsweise aus der DE 4304084 C2 bekannt.
Bei derartigen Einspritzpumpen, wie sie insbesondere bei Dieselmotoren verwendet werden, treten in dem Druckraum Pumpendrücke von bis zu 2000 bar auf, wobei der Kraftstoff mit Ausströmgeschwindigkeiten von 500m/s und darüber aus dem Druckraum entweicht, wenn die Steuerkante die Steuerbohrung freigibt. Aufgrund dieser Bedingungen tritt an den Steuerkanten und den Steuerbohrungen immer wieder die Bauteile zerstörende Kavitation auf.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine anzugeben, bei der das Auftreten von Kavitation wesentlich vermindert oder sogar gänzlich vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine umfaßt einen in einem Pumpenzylinder geführten Pumpenkolben und einen von dem Pumpenkolben begrenzten Druckraum, sowie mindestens eine Steuerbohrung, wobei der Pumpenkolben eine obere, druckraumseitig gelegene Steuerkante und mindestens eine untere, schräge Steuerkante aufweist, welche durch Überstreichen der Steuerbohrung(en) Beginn und Ende der Kraftstofförderung der Einspritzpumpe festlegen, wobei der Pumpenkolben einen den in dem Druckraum befindlichen Kraftstoff druckbeaufschlagenden Kolbenkopf aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß im Bereich der unteren Steuerkante an dem Pumpenkolben eine Vorabsteuernut ausgebildet ist, welche beim Überstreichen der Steuerbohrung(en) früher als die untere, schräge Steuerkante die Steuerbohrung im Sinne einer Beendigung der Kraftstofförderung freigibt, und daß eine von dem Kolbenkopf zu der Vorabsteuernut führende Strömungsverbindung vorgesehen ist, welche Mittel zur Strömungsbegrenzung aufweist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe ist es, daß bevor die Steuerkante des Pumpenkolbens die Steuerbohrung überstreicht, mittels der Vorabsteuernut ein signifikanter Abbau des Drucks im Druckraum erfolgt und damit kaviationsbegründende Strömungsvorgänge im Bereich von Steuerkante und Steuerbohrung vermindert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe ist es vorgesehen, daß die Vorabsteuernut im wesentlichen dem Verlauf der unteren, schrägen Steuerkante folgend in der Mantelfläche des Pumpenkolbens ausgebildet ist.
Hierbei ist insbesondere die Vorabsteuernut durch Beabstandung gegen den an die untere, schräge Steuerkante anschließenden Hochdruckbereich abgedichtet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die vom Kolbenkopf zu der Vorabsteuernut führende Strömungsverbindung durch mindestens eine durch das Innere des Pumpenkolbens verlaufende Bohrung gebildet ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform hiervon sieht es vor, daß die Strömungsverbindung mindestens eine vom Kolbenkopf in axialer Richtung in das Innere des Pumpenkolbens verlaufende Bohrung und mindestens eine in radialer Richtung von der Vorabsteuernut in das Innere des Pumpenkolbens verlaufende, die axiale Bohrung schneidende Bohrung umfaßt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe sieht es vor, daß der Pumpenzylinder zwei diametral gegenüberliegende Steuerbohrungen aufweist und der Pumpenkolben jeweils zwei diametral gegenüberliegende untere Steuerkanten und Vorabsteuernuten aufweist, und daß die in radialer Richtung verlaufenden Bohrungen diametral gegenüberliegend in die axiale Bohrung münden. Die diametrale Anordnung der Einmündungen der radialen Bohrungen in die axiale Bohrung bringt die vorteilhafte Wirkung mit sich, daß die in die radialen Bohrungen eintretenden Kraftstoffströme entgegengesetzt gerichtet sind und damit möglichst viel Druckenergie vernichtet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, daß für jede Vorabsteuernut mehrere radiale Bohrungen vorgesehen sind, die winkelmäßig gegeneinander versetzt verlaufen, wobei jeweils zwei Bohrungen diametral gegenüberliegend auf gleicher Höhe in die axiale Bohrung münden. Dies führt einerseits zu einer Aufspaltung der vom Kolbenkopf in die Vorabsteuernut eintretenden Kraftstoffströme mit der Wirkung eines starken Abbaus an Druckenergie, sowie in den Vorabsteuernuten auftretende entgegengesetzte Kraftstoffströme, durch welche ein weiterer Energieabbau erfolgt.
Vorteilhafterweise sind für jede Vorabsteuernut zwei radiale Bohrungen vorgesehen, die jeweils in der Nähe der Enden der Vorabsteuernuten in diese münden. Dies führt zu zwei entgegengesetzten Strömungen in den Vorabsteuernuten, deren Energien sich beim Eintreten in die Steuerbohrungen gegenseitig abbauen.
Die Mittel zur Strömungsbegrenzung sind vorteilhafterweise durch mindestens einen Bereich geringen Querschnitts der durch das Innere des Pumpenkolbens verlaufenden Bohrungen gebildet.
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, daß der Querschnitt der axialen Bohrung kleiner ist als die Summe der Querschnitte der in diese mündenden radialen Bohrungen.
Bei den Ausführungsformen, bei denen für jede Vorabsteuernut mehrere radiale Bohrungen vorgesehen sind, ist es vorteilhafterweise vorgesehen, daß sich der Querschnitt der axialen Bohrung vom Kolbenkopf her zwischen den einmündenden radialen Bohrungen vermindert.
Insbesondere ist es bei den Ausführungsformen, bei denen für jede Vorabsteuernut zwei radiale Bohrungen vorgesehen sind, besonders vorzuziehen, daß die vom Kolbenkopf ausgehende axiale Bohrung vor der ersten radialen Bohrung einen ersten Querschnitt A und vor der zweiten radialen Bohrung einen zweiten Querschnitt B aufweist, wobei der zweite Querschnitt B kleiner als der erste Querschnitt A ist. Insbesondere beträgt dabei der erste Querschnitt A vorteilhafterweise etwa das Doppelte des zweiten Querschnitts B.
Vorteilhafterweise ist der Querschnitt der radialen Bohrung kleiner oder ungefähr klein dem Querschnitt der Vorabsteuernut.
Bei allen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe ist es von Vorteil, wenn die Vorabsteuernut an ihrer Sohle mit einem Radius R verrundete Kanten aufweist.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1)
eine Querschnittsansicht eines Pumpenelements einer Einspritzpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2a)
eine vergrößerte Seitenansicht des mit dem Druckraum und den Steuerbohrungen zusammenwirkenden Teils des Pumpenkolbens;
Fig. 2b)
eine Draufsicht auf den Pumpenkolben;
Fig. 2c)
eine Abwicklung um 360° des mit dem Druckraum und den Steuerbohrungen zusammenwirkenden Teils des Pumpenkolbens;
Fig. 3a)
eine nochmals vergrößerte Draufsicht auf den Kopf des Pumpenkolbens;
Fig. 3b)
eine Schnittansicht der durch den Pumpenkolben als Strömungsverbindung führenden Bohrungen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 3c)
eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie A-B in Fig. 2c), welche den Querschnitt der Vorabsteuernut zeigt.
In Fig. 1 bedeutet das Bezugszeichen 1 den Pumpenzylinder einer Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor. In dem Pumpenzylinder 1 ist ein Pumpenkolben 2 in Axialrichtung verschieblich geführt, welcher von einer auf einen Kolbenfuß des Pumpenkolbens einwirkenden Nockenwelle zyklisch angetrieben wird. Nockenwelle und Kolbenfuß sind in Fig. 1 nicht gezeigt. Der Pumpenkolben 2 ist an seinem unteren Ende mit einer Kolbenfahne 11 versehen, welche im Zusammenwirken mit beispielsweise einer Zahnstange eine Verdrehung um die Kolbenachse über einen vorgegebenen Winkelbereich ermöglicht. Der Pumpenkolben 2 begrenzt an seiner Oberseite einen Druckraum 3, welcher in dem Pumpenzylinder 1 vorgesehen ist. An der Oberseite des Druckraums 3 münden ein Zulaufkanal 10 und ein Ablaufkanal 9 für den Kraftstoff.
Seitlich in dem Pumpenzylinder 1 sind Steuerbohrungen 4a und 4b vorgesehen. Ein das obere Ende des Pumpenkolbens 2 bildender Kolbenkopf 5 ist an einem Umfang mit einer oberen, druckraumseitigen Steuerkante 6 und unteren, schrägen Steuerkanten 7a, 7b versehen, von denen in Fig. 1 nur eine Steuerkante 7a sichtbar ist. Die obere Steuerkante 6 und die untere Steuerkante 7a begrenzen zusammen mit einer eine Verbindung des Druckraums 3 mit der Unterseite der unteren, schrägen Steuerkante 7a, 7b herstellenden Kolbennut 8 ein Steuerdreieck, welches durch Überstreichen der Steuerbohrungen 4a, 4b Beginn und Ende der Kraftstofförderung der Einspritzpumpe festlegt. Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe sind zwei derartige Steuerdreiecke ausgebildet, welche jeweils mit den Steuerbohrungen 4a bzw. 4b zusammenwirken.
Durch Verdrehen des Pumpenkolbens 2 mittels der Kolbenfahne 11 wird durch Veränderung der gegenseitigen Lage von unterer Steuerkante 7a, 7b und Steuerbohrung 4a, 4b das Ende der Kraftstofförderung und damit die Einspritzdauer eingestellt. Insoweit entspricht die beschriebene Kraftstoffeinspritzpumpe Bekanntem.
Wie aus Fig. 1 und Fig. 2a) bis c) ersichtlich ist, ist im Bereich von jeweils der unteren Steuerkante 7a, 7b an dem Pumpenkolben 2 eine Vorabsteuernut 20a, 20b in Form einer dem Verlauf der unteren Steuerkante 7a, 7b folgenden Einfräsung vorgesehen. Die Vorabsteuernut 20a, 20b steht durch eine im Inneren des Pumpenkolbens 2 ausgebildete Strömungsverbindung mit dem Kolbenkopf 5 und damit mit dem Druckraum in Verbindung. Die Strömungsverbindung ist durch eine im Zentrum des Pumpenkolbens 2 verlaufende axiale Bohrung 23 und jeweils zwei für jede Vorabsteuernut 7a, 7b vorgesehene radial verlaufende Bohrungen 21a, 22a bzw. 21b, 22b hergestellt. An ihrer Oberseite ist die axiale Bohrung 23 durch einen Konus 24 erweitert.
Die Vorabsteuernut 20a, 20b überstreicht bei der Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens 2 während des Förderhubes der Einspritzpumpe früher die jeweilige Steuerbohrung 4a, 4b als die untere, schräge Steuerkante 7a, 7b, so daß eine frühere Druckentlastung des Druckraums 3 über die Bohrungen 23 und 21a, 22a, 21b, 22b und die Vorabsteuernuten 20a, 20b im Sinne einer Beendigung der Kraftstofförderung erfolgt.
Der Querschnitt der durch die axiale Bohrung 23 und die radialen Bohrungen 21a, 22a, 21b, 22b gebildeten Strömungsverbindung ist so gewählt, daß ein wesentlicher Abbau der in dem Druckraum 3 gespeicherten Druckenergie erfolgt, so daß bei der endgültigen Druckentlastung des Druckraums 3 über die untere Steuerkante 7a, 7b keine Kavitation mehr auftritt, andererseits jedoch noch keine Kavitation an der Vorabsteuernut 20a, 20b auftritt.
Wie aus Fig. 2c) ersichtlich ist, die eine Abwicklung des oberen Teils des Pumpenkolbens 2 um 360° zeigt, überstreichen die Vorabsteuernuten 20a, 20b jeweils gleichzeitig die Steuerbohrungen 4a, 4b, die in Fig. 2c) gestrichelt dargestellt sind. Die Vorabsteuernuten 20a, 20b sind gegen den an die untere Steuerkante 7a, 7b anschließenden Hochdruckbereich durch Beabstandung um einen Abstand S abgedichtet.
Die radialen Bohrungen 21a, 22a bzw. 21b, 22b münden jeweils nahe den Enden der Vorabsteuernuten 20a, 20b in diese. Wie aus Fig. 2b) ersichtlich ist, sind die radialen Bohrungen 21a, 22a und 21b, 22b winkelmäßig gegeneinander versetzt und münden jeweils paarweise einander diametral gegenüberliegend in die axiale Bohrung 23. Die gegenseitige Lage der radialen Bohrungen 21a, 22a und 21b, 22b ist in Fig. 3a) nochmals vergrößert dargestellt.
Wie aus Fig. 3b) ersichtlich ist, weist die axiale Bohrung 23 zwischen den Einmündungen der radialen Bohrungen 21a, 21b und 22a, 22b eine Verminderung des Querschnitts auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Querschnitte der axialen Bohrung 23 50 gewählt, daß der erste Querschnitt an der ersten radialen Bohrung 21a, 21b ungefähr doppelt so groß wie der zweite Querschnitt an der zweiten radialen Bohrung 22a, 22b ist. Durch diese Verminderung des die Strömung in der axialen Bohrung 23 begrenzenden Querschnitts soll erreicht werden, daß sich die Strömung vom Druckraum 3 zu den Vorabsteuernuten 20a, 20b ungefähr gleich auf die erste radiale Bohrung 21a, 21b und die zweite radiale Bohrung 22a, 22b verteilt. Weiterhin sind die Querschnitte der Bohrungen so gewählt, daß der Querschnitt der axialen Bohrung 23 kleiner ist als die Summe der Querschnitte der in diese mündenden radialen Bohrungen 21a, 21b bzw. 22a, 22b.
Fig. 3c) zeigt einen nochmals vergrößerten Schnitt entlang der Linie A-B in Fig. 2c) im Bereich der Vorabsteuernut 20b. Wie ersichtlich ist, sind die Kanten der Vorabsteuernut an ihrer Sohle mit einem Radius R verrundet, was zum einen einer Verbesserung des Strömungsverhaltens innerhalb der Vorabsteuernut 20a, 20b und zum anderen die Festigkeit des Pumpenkolbens 2 im Bereich der Vorabsteuernut 20a, 20b und insbesondere der hochbelasteten unteren Steuerkanten 7a, 7b dient. Hinsichtlich der Festigkeit ist das Maß des Abstandes S zwischen der Vorabsteuernut 20a, 20b und der unteren Steuerkante 7a, 7b von Bedeutung. Dieses Maß S ist so zu wählen, daß einerseits der Beginn der Vorabsteuerung beim Anlangen der Vorabsteuernut 20a, 20b an der Steuerbohrung 4a, 4b in einer passenden Beziehung zum Ende der Kraftstofförderung beim Anlangen der unteren Steuerkante 7a, 7b an der Steuerbohrung 4a, 4b steht und andererseits das Auftreten eines Schadens in diesem hochbeanspruchten Bereich des Pumpenkolbens 2 zuverlässig ausgeschlossen ist.

Claims (15)

  1. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine mit einem in einem Pumpenzylinder (1) geführten Pumpenkolben (2) und einem von dem Pumpenkolben (2) begrenzten Druckraum (3), und mit mindestens einer Steuerbohrung (4a, 4b), wobei der Pumpenkolben (2) eine obere, druckraumseitig gelegene Steuerkante (6) und mindestens eine untere, schräge Steuerkante (7a, 7b) aufweist, welche durch Überstreichen der Steuerbohrung(en) (4a, 4b) Beginn und Ende der Kraftstofförderung der Einspritzpumpe festlegen, wobei der Pumpenkolben (2) einen den in dem Druckraum (3) befindlichen Kraftstoff beaufschlagenden Kolbenkopf (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der unteren Steuerkante(n) (7a, 7b) an dem Pumpenkolben (2) eine Vorabsteuernut (20a, 20b) ausgebildet ist, welche beim Überstreichen der Bohrung(en) (4a, 4b) früher als die untere, schräge Steuerkante (7a, 7b) die Steuerbohrung (4a, 4b) im Sinne einer Beendigung der Kraftstofförderung freigibt, und daß eine von dem Kolbenkopf (5) zu der Vorabsteuernut (20a, 20b) führende Strömungsverbindung vorgesehen ist, welche Mittel zur Strömungsbegrenzung aufweist.
  2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorabsteuernut (20a, 20b) im wesentlichen dem Verlauf der unteren, schrägen Steuerkante (7a, 7b) folgend in der Mantelfläche des Pumpenkolbens (2) ausgebildet ist.
  3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorabsteuernut (20a, 20b) durch Beabstandung (S) gegen den an die untere, schräge Steuerkante (7a, 7b) anschließenden Hochdruckbereich abgedichtet ist.
  4. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kolbenkopf (5) zu der Vorabsteuernut (20a, 20b) führende Strömungsverbindung durch mindestens eine durch das Innere des Pumpenkolbens (2) verlaufende Bohrung (21a, 21b, 22a, 22b, 23) gebildet ist.
  5. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung mindestens eine vom Kolbenkopf (5) in axialer Richtung in das Innere des Pumpenkolbens (2) verlaufende Bohrung (23) und mindestens eine in radialer Richtung von der Vorabsteuernut (20a, 20b) in das Innere des Pumpenkolbens (2) verlaufende, die axiale Bohrung (23) schneidende Bohrung (21a, 21b, 22a, 22b) umfaßt.
  6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinder (1) zwei diametral gegenüberliegende Steuerbohrungen (4a, 4b) aufweist und der Pumpenkolben (2) jeweils zwei diametral gegenüberliegende untere Steuerkanten (7a, 7b) und Vorabsteuernuten (2a, 2b) aufweist, und daß die in radialer Richtung verlaufenden Bohrungen (21a, 21b, 22a, 22b) diametral gegenüberliegend in die axiale Bohrung (23) münden.
  7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Vorabsteuernut (20a, 20b) mehrere radiale Bohrungen (21a, 22a bzw. 21b, 22b) vorgesehen sind, die winkelmäßig gegeneinander versetzt verlaufen, wobei jeweils zwei Bohrungen (21a, 21b bzw. 22a, 22b) diametral gegenüberliegend in die axiale Bohrung (23) münden.
  8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Vorabsteuernut (20a, 20b) zwei radiale Bohrungen (21a, 22a bzw. 21b, 22b) vorgesehen sind, die jeweils in der Nähe der Enden der Vorabsteuernuten (20a, 20b) in diese münden.
  9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Strömungsbegrenzung durch mindestens einen Bereich geringen Querschnitts der durch das Innere des Pumpenkolbens (2) verlaufenden Bohrung(en) (21a, 21b, 22a, 22b, 23) gebildet ist.
  10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9 in Verbindung mit einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der axialen Bohrung (23) kleiner ist als die Summe der Querschnitte der in diese mündenden radialen Bohrung(en) (21a, 21b bzw. 22a, 22b).
  11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der axialen Bohrung (23) vom Kolbenkopf (5) her zwischen den einmündenden radialen Bohrungen (21a, 21b und 22a, 22b) vermindert.
  12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 11 in Verbindung mit Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kolbenkopf (5) ausgehende axiale Bohrung (23) vor der ersten radialen Bohrung (21a, 21b) einen ersten Querschnitt und vor der zweiten radialen Bohrung (22a, 22b) einen zweiten Querschnitt aufweist, wobei der zweite Querschnitt kleiner als der erste Querschnitt ist.
  13. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Querschnitt etwa das Doppelte des zweiten Querschnitts beträgt.
  14. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der radialen Bohrung(en) (21a, 21b, 22a, 22b) kleiner oder ungefähr gleich dem Querschnitt der Vorabsteuernut (20a, 20b) ist.
  15. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorabsteuernut (20a, 20b) an ihrer Sohle mit einem Radius R verrundete Kanten aufweist.
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