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EP0377102B1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennnkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennnkraftmaschinen Download PDF

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Publication number
EP0377102B1
EP0377102B1 EP89121360A EP89121360A EP0377102B1 EP 0377102 B1 EP0377102 B1 EP 0377102B1 EP 89121360 A EP89121360 A EP 89121360A EP 89121360 A EP89121360 A EP 89121360A EP 0377102 B1 EP0377102 B1 EP 0377102B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
passage
partial suction
fuel injection
fuel
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89121360A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0377102A1 (de
Inventor
Josef Güntert
Johann Warga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0377102A1 publication Critical patent/EP0377102A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0377102B1 publication Critical patent/EP0377102B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or 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
    • 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
    • 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
    • F02M55/007—Venting means

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection pump according to the preamble of the main claim.
  • fuel injection pumps are designed either as so-called in-line injection pumps, in which there is a separate pump element for each cylinder of the internal combustion engine, and in which these pump elements are arranged in a row, or as so-called linear vane pumps, which are primarily used for high outputs, i.e. for the truck application area.
  • the overflow of the fuel under high pressure at the metering control edges leads to a heating of this back-flowing fuel, which also heats the fresh fuel in the suction chamber.
  • the heating changes the physical properties such as density and compressibility of the fuel, so that the amount of fuel metered per pump stroke and its energy content change. Temperature differences in the fuel supplied therefore lead to changed cylinder outputs of the internal combustion engine in the subsequent injection.
  • such fuel injection pumps have partial suction spaces from which the injection pump is filled with fuel is supplied. With the same fuel volume flows in all partial suction spaces, it is achieved that the fuel temperature can be kept the same in all partial suction spaces.
  • the fuel volume flows in the partial suction chambers are regulated by providing radial branch bores acting as throttles in the wall of a pipe serving as a fuel inflow channel and tapering in the flow direction. namely in each stage a hole that is connected to an associated partial suction chamber via an associated connecting channel.
  • the cross sections of these radial branch bores and their length are matched to one another in such a way that the volume flow through the bores is the same for all pump elements.
  • the rotational position of the pipe is determined by a fixing screw running in the housing, whereby very high accuracy requirements must be met for this position, so that, on the one hand, especially with linear slide pumps, the connecting channel between the throttle opening in the pipe and the partial suction chamber and the throttle opening are exactly aligned, otherwise the volume flow is reduced, and secondly, to allow a sufficient seal between the pipe and the pump housing to avoid leakage currents, which also influence the volume flow.
  • the pipe must be pumped very precisely housing can be fitted. Especially with pumps with a large number of cylinders, this requires a high manufacturing effort and therefore leads to high manufacturing costs.
  • metering tubes for in-line pumps have to be configured differently than metering tubes for linear slide pumps, so that two different metering tubes have to be considered as components in series production.
  • the fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the accuracy requirements for the shape and location of the supply bore and thereby the manufacturing costs are much lower.
  • the production costs are significantly reduced by using throttle inserts which are closed on one side and have a throttle bore for metering the fuel into the partial suction chambers, which can be produced from DIN components and are subsequently drilled into the housing bores provided between the main duct and partial suction chambers; because on the one hand these components can be used for in-line pumps as well as for linear vane pumps (large series) and on the other hand far larger dimensional tolerances for the main duct and the housing bores between the main duct and the partial suction chambers are permissible than for fuel injection pumps working with a metering pipe.
  • the condition of the throttle bores can also be checked or checked in a simple manner with regard to dimensional accuracy, production burrs etc.
  • connection channel between the ELAB and the supply borehole is largely freely selectable.
  • the throttle insert is fitted with its open end into a connecting duct leading from the main duct to the partial suction chamber.
  • the throttle insert fulfills two functions, namely, in addition to metering the injection quantity, also sealing the connecting duct between the partial suction chamber and the main duct against leakage currents.
  • the throttle insert is manufactured with an oversize, that is to say with a diameter that slightly exceeds the diameter of the associated connecting channel.
  • the desired position is achieved by pressing the throttle insert into the connecting channel.
  • the throttle insert is additionally secured against loosening by ring caulking. This has the advantage that the position of the throttle insert is permanently secured with simple means.
  • the throttle insert is fitted flush into a housing bore provided in the pump housing for introducing the duct connecting the main duct to the partial suction chamber.
  • the throttle insert also serves as a seal of the main duct to the outside.
  • a separate sealing element such as a screw or a pressed-in ball, is not necessary or can be used in addition.
  • the throttle opening is punched into the throttle insert.
  • the throttle insert has the shape of a cylinder. This is a form that is particularly simple to manufacture and therefore inexpensive.
  • the throttle insert has a shape that tapers conically in the direction of the open side. This configuration has the advantage that the throttle insert manufactured with oversize fits particularly well into the connecting channel between the main channel and Press in partial suction chamber.
  • the throttle insert consists of a cylindrical region and a conically tapering region.
  • the conical area is assigned to the channel connecting the main channel to the partial suction chamber, the cylindrical area to the housing bore leading to the outside.
  • the connecting duct between the main duct and the partial suction chamber opens tangentially into the partial suction chamber.
  • the fuel outlet opening is provided in the middle and offset in height relative to the inlet opening.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section along the line A-A in FIG. 2 through an in-line injection pump according to the invention
  • FIG. 2 shows a partial cross section along the line B-B in FIG. 1 through this pump with components omitted to illustrate the invention
  • Figure 3 shows a longitudinal section through an inventive plug.
  • 4 shows a longitudinal section along the line C-C in FIG. 5 through a linear slide pump according to the invention
  • FIG. 5 shows a cross section along the line D-D in FIG. 4 through this pump with components omitted to illustrate the invention.
  • cylinder liners 2 are embedded in series in a housing 1, in each of which a pump piston 3 with the interposition of a roller tappet 4 with roller 5 by a camshaft 6 against the pump delivery pressure and the force of a spring 7 for its axial movement forming the working stroke is driven.
  • Corresponding recesses in the cylinder liners 2 and in the housing 1 form partial suction chambers 8, each of which feeds a pump element formed from the cylinder liner 2 and the pump piston 3 are arranged.
  • the pump piston 3, the cylinder liner 2 and a pressure valve 9 delimit a pump working space 10, from which a pressure channel 11 leads to a pressure line (not shown) which ends at an injection nozzle on the engine.
  • Each pump piston 3 has an oblique groove with a control edge 12 which cooperates with an overflow opening 13 of the cylinder liner 2 for metering fuel, the overflow opening 13 leading into the partial suction chamber 8 and at the same time serving as a suction opening.
  • the pump piston 3 has flats 14 on its lower section, on which a sleeve 16 known to be rotatable by a control rod 15 engages, so that an axial displacement of the control rod 15 causes the pump piston 3 to rotate and thus a change in the assignment of the control edge 12 to the overflow opening 13 .
  • the pump piston 3 has a second control edge 17, which determines the start of delivery of the fuel by covering the overflow opening 13.
  • a baffle ring 18 is provided so that the exhausted discharge fuel, which is under high pressure and flows back into the partial suction chambers 8, does not cause any erosions on the surface of the cylinder liner 2 due to its kinetic energy.
  • the fuel supply to the individual partial suction spaces 8 takes place jointly for all six partial suction spaces 8 through an inflow channel 19.
  • the fuel that is not injected flows out of the partial suction chambers 8 via a connecting channel 20 into a return channel 21.
  • connecting channels 22 are provided as part of housing bores 23 which also run between the inflow channel 19 and the outside. 3
  • throttle inserts 24, which are closed on one side, are fitted flush into each of the housing bores 23, the open side opening into the partial suction chamber 8.
  • the central region of the throttle inserts 24 located in the inflow channel 19 is each provided with a throttle bore 25.
  • the direction of the fuel flow in the partial suction chambers 8 is shown in FIG. 2 by the arrow 26.
  • the throttle insert 24 shown in FIG. 3 is closed on one side and has three different areas 26, 27 and 28.
  • the area 26 located on the closed side is solid and serves as a seal between the inflow channel 19 and the exterior.
  • the central region 27 and the region 28 located on the open side of the throttle insert 24 have an axial blind bore 29 which connects the throttle bore 25 which is guided radially outward in the central region 27 to the opening 30 of the throttle insert 24.
  • the area 26 located on the closed side and the central area 27 are preferably designed with cylindrical outer dimensions, the area 28 located on the open side preferably with an outer dimension tapering towards the opening 30.
  • the fuel injection pump shown in FIGS. 1 and 2 operates as follows: During at least part of the suction stroke of the pump piston 3 and in the area of the bottom dead center of its stroke movement, fuel flows from the partial suction chambers 8 through the overflow opening 13 into the pump work chamber 10. During the subsequent pressure stroke of the pump piston 3, the pump chamber 10 is only then built up for the Injection required pressure when the overflow opening 13 is completely covered by the pump piston 3. As long as fuel flows out of the pump work chamber 10 back into the partial suction chambers 8.
  • the overflow opening 13 After the overflow opening 13 has been closed, the high pressure required for the injection builds up in the pump work chamber 10, and delivery to the internal combustion engine begins with the injection.
  • the pump work chamber 10 with the partial suction chamber 8 After the high-pressure stroke of the pump piston 3 has been covered, the pump work chamber 10 with the partial suction chamber 8 connected, so that the further fuel is diverted under high pressure into the partial suction chambers 8.
  • This effective injection stroke of the pump piston 3 is determined by the rotational position of the pump piston 3, which corresponds in each case to a certain distance between the control edge 12 and the radial bore 13, so that a different length of stroke of the pump piston 3 must be covered before the pump working chamber 10 is actuated by this opening the overflow opening 13 is connected to the partial suction chamber 8 to end the injection.
  • Fresh fuel continuously flows from the inflow channel 19 through the throttle bore 25 and the blind bore 29 in the throttle insert 24, as well as via the connecting channel 22 into the partial suction chamber 8. From there, the fuel flows through the connecting channel 20 into the return channel 21 and is not shown via further channels Connection channels fed back to the fuel reservoir.
  • the throttle bores 25 of the individual throttle inserts 24 are designed so that there is a pressure drop between the inflow channel 19 and the partial suction chamber 8 that is the same for all six pump elements and that the same volume flow is fed to each of the partial suction chambers 8. This ensures an even pump work space filling with fuel of the same temperature even in extreme operation.
  • the throttle inserts 24 can be introduced in the case of in-line injection pumps to generate a constant fuel volume flow in the partial suction chambers 8 instead of on the inflow side in the connection channels 20 between the partial suction chamber 8 and the return channel 21.
  • the design of the return duct 21 and the dimensional relationships between the connecting ducts 20 and the throttle inserts 24 are to be selected in accordance with the version described above.
  • the throttle inserts 24 can simultaneously serve as a seal between the partial suction chamber 8 and the return duct 21 or between the return duct 21 and the exterior by being pressed into the corresponding housing bores.
  • FIGS. 4 and 5 show the use of the throttle inserts 24 according to the invention in a linear slide pump.
  • the throttle inserts 24 are inserted in the connecting channels 22 between the inflow channel 19 and the partial suction 8.
  • the functioning of the throttle inserts 24 with throttle bore 25 for generating a constant fuel volume flow in each of the partial suction chambers 8 is identical here.
  • the operation of a linear pump itself is described for example in DE-OS 3546222.
  • An essential difference in the use of the throttle inserts 24 according to the invention in linear vane pumps is that tangential fuel entry in linear vane pumps does not make sense.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Solche Kraftstoffeinspritzpumpen sind entweder als sogenannte Reiheneinspritzpumpen ausgebildet, bei denen für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine ein gesondertes Pumpenelement vorhanden ist und bei denen diese Pumpenelemente in einer Reihe angeordnet sind, oder aber als sogenannte Hubschieberpumpen, die in erster Linie für große Leistungen, d.h. für den LKW-Anwendungsbereich, eingesetzt werden.
  • Bei dieser zweiten Art von Kraftstoffeinspritzpumpen wird durch axiales Verschieben eines auf jedem Pumpenkolben vorgesehenen Steuerschiebers und/oder Verdrehen des Pumpenkolbens neben der exakten Zumessung der Einspritzmenge auch eine sehr genaue Einstellung des Spritzbeginnzeitpunktes erzielt.
  • Bei beiden Arten von Einspritzpumpen führt das Überströmen des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffes an den Zumeßsteuerkanten zu einer Erwärmung dieses rückströmenden Kraftstoffes, der auch den im Saugraum befindlichen frischen Kraftstoff erwärmt. Durch die Erwärmung verändern sich die physikalischen Eigenschaften wie Dichte und Kompressibilität des Kraftstoffes, so daß sich die pro Pumpenhub zugemessene Kraftstoffmenge, sowie dessen Energiegehalt verändern. Temperaturunterschiede im zugeführten Kraftstoff führen daher bei der nachfolgenden Einspritzung zu veränderten Zylinderleistungen der Brennkraftmaschine.
  • Während die Kraftstofftemperatur im Saugraum nahe des Eintritts des Kraftstoffzuflußkanals aufgrund des hohen Frischkraftstoffanteils noch verhältnismäßig kühl ist, erhöht sich diese Temperatur mit zunehmender Entfernung vom Eintritt, bis sie ihr Maximum im Bereich des Kraftstoffabflußes aus dem Saugraum erreicht hat. Entsprechend sind auch die Kraftstofftemperaturen in den einzelnen Pumpenarbeitsräumen der Einspritzpumpe unterschiedlich, mit den obengenannten Folgen.
  • Um ungleichmäßige Zylinderleistungen zu vermeiden, weisen derartige Kraftstoffeinspritzpumpen Teilsaugräume auf, aus denen die Einspritzpumpe mit Kraftstoff versorgt wird. Durch gleiche Kraftstoffvolumenströme in allen Teilsaugräumen erreicht man, daß die Kraftstofftemperatur in allen Teilsaugräumen gleich gehalten werden kann.
  • Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der gattungsgemäßen Art (DE-OS 35 46 222) einer Hubschieberpumpe werden die Kraftstoffvolumenströme in den Teilsaugräumen dadurch reguliert, daß in der Wand eines als Kraftstoffzuflußkanal dienenden, stufenförmig in Strömungsrichtung sich verjüngenden Rohres radiale, als Drosseln wirkende Abzweigbohrungen vorgesehen sind, und zwar in jeder Stufe eine Bohrung, die über einen zugehörigen Verbindungskanal in Verbindung mit einem zugeordneten Teilsaugraum steht. Die Querschnitte dieser radialen Abzweigbohrungen und deren Länge sind so aufeinander abgestimmt, daß der Volumenstrom durch die Bohrungen für alle Pumpenelemente gleich ist. Die Drehlage des Rohres wird dabei durch eine im Gehäuse laufende Fixierschraube festgelegt, wobei sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an diese Lage erfüllt werden müssen, damit zum einen, vor allem bei Hubschieberpumpen, der Verbindungskanal zwischen Drosselöffnung im Rohr und Teilsaugraum und die Drosselöffnung exakt fluchten, da sonst der Volumenstrom verringert wird, und zum zweiten, um eine ausreichende Abdichtung zwischen Rohr und Pumpengehäuse zur Vermeidung von Leckströmen, die ebenfalls den Volumenstrom beeinflussen zu ermöglichen. Aus dem selben Grund muß das Rohr sehr genau in das Pumpen gehäuse eingepaßt werden. Vor allem bei Pumpen mit großer Zylinderzahl erfordert dies einen hohen Fertigungsaufwand und führt deshalb zu hohen Herstellungkosten.
  • Der Fertigungsaufwand und die Kosten werden auch dadurch erhöht, daß Zumeßrohre für Reihenpumpen anders ausgestaltet sein müssen als Zumeßrohre für Hubschieberpumpen, so daß zwei verschiedene Zumeßrohre als Bauteile bei der Serienfertigung berücksichtigt werden müssen.
  • Ein weiteres Problem besteht in der genauen Positionierung des Rohres im Pumpengehäuse und seiner Befestigung darin. Da an die Lage des Rohres hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt sind, muß auch die Befestigung entsprechend sicher ausgeführt sein, damit keine Verschiebungen oder Verdrehungen auftreten. Dadurch, daß beim Kraftstoffeintritt in den Saugraum der Kraftstoffstrom stark umgelenkt wird, besteht die Gefahr von Kavitationsschänden am umgebenen Material.
  • Bei den bekannten Einspritzanlagen der gattungsgemäßen Art muß der Verbindungskanal zwischen Zumeßrohr und elektrischem Absteller (ELAB) an einer bestimmten Stelle angeordnet sein. Dies hat den Nachteil, daß die Positionierung des ELAB am Pumpengehäuse dadurch bestimmt ist und nicht frei gewählt werden kann.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Genauigkeitsanforderungen an Form und Lage der Versorgungsbohrung und dadurch die Herstellungskosten viel geringer sind. Durch die Verwendung von einseitig verschlossenen Drosseleinsätzen mit einer Drosselbohrung zur Zumessung des Kraftstoffes in die Teilsaugräume, die aus DIN-Bauteilen herstellbar sind und anschließend in die zwischen Hauptkanal und Teilsaugräumen vorgesehenen Gehäusebohrungen eingebracht werden, werden die Herstellungskosten deutlich gesenkt; denn zum einen können diese Bauteile sowohl für Reihenpumpen als auch für Hubschieberpumpen verwendet werden (große Serie) und zum zweiten sind weit größere Maßtoleranzen für den Hauptkanal und die Gehäusebohrungen zwischen Hauptkanal und den Teilsaugräumen zulässig als bei denen mit einem Zumeßrohr arbeitenden Kraftstoffeinspritzpumpen. Auch ist der Zustand der Drosselbohrungen im Hinblick auf Maßhaltigkeit, Fertigungsgrate etc. auf einfache Art zu prüfen bzw. zu kontrollieren.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Positionierung des Verbindungskanals zwischen ELAB und Versorgungsbohrung weitgehend frei wählbar ist.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drosseleinsatz mit seinem offenen Ende in einen vom Hauptkanal zum Teilsaugraum führenden Verbindungskanal eingepaßt. Der Drosseleinsatz erfüllt bei dieser Ausgestaltung zwei Funktionen, nämlich neben der Zumessung der Einspritzmenge noch die der Abdichtung des Verbindungskanals zwischen Teilsaugraum und Hauptkanal gegen Leckströme.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drosseleinsatz mit Übermaß gefertigt, also mit einem Durchmesser, der den Durchmesser des zugehörigen Verbindungskanals etwas übersteigt. Durch Einpressen des Drosseleinsatzes in den Verbindungskanal wird die gewünschte Position erzielt. Dies hat den Vorteil, daß einerseits eine gute Abdichtung gegen Leckströme erhalten wird und andererseits keine Befestigungselemente für den Drosseleinsatz vorgesehen werden müssen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird der Drosseleinsatz zusätzlich durch Ringverstemmen gegen Lockern gesichert. Dies hat den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln die Lage des Drosseleinsatzes dauerhaft gesichert ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Drosseleinsatz in eine im Pumpengehäuse zur Einbringung des den Hauptkanal mit dem Teilsaugraum verbindenden Kanals vorgesehenen Gehäusebohrung bündig eingepasst. Dies hat den Vorteil, daß der Drosseleinsatz gleichzeitig als Abdichtung des Hauptkanals nach außen dient. Ein gesondertes Abdichtelement, wie beispielsweise eine Schraube oder eine eingepresste Kugel, ist nicht erforderlich oder kann zusätzlich verwendet werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich auch hier durch Fertigung des Drosseleinsatzes mit Übermaß auch in diesem der Gehäusebohrung zugeordneten Bereich. Dadurch wird ebenso eine gute Abdichtung gewährleistet und die Lage des Drosseleinsatzes zusätzlich gesichert.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Drosselöffnung in den Drosseleinsatz eingestanzt. Dies ist eine besonders einfache und kostengünstige Herstellungsmethode, die entsprechend der hohen Stückzahl für die Massenfertigung geeignet ist.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Drosseleinsatz die Form eines Zylinders auf. Dies ist eine in der Fertigung besonders einfache und daher kostengünstige Form.
  • Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Drosseleinsatz eine in Richtung auf die offene Seite sich konisch verjüngende Form auf. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der mit Übermaß gefertigte Drosseleinsatz sich besonders gut in den Verbindungskanal zwischen Hauptkanal und Teilsaugraum einpressen läßt.
  • Nach noch einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die besonders bei Drosseleinsätzen, die auch in die zweite Gehäusebohrung eingepresst werden, günstig ist, besteht der Drosseleinsatz aus einem zylindrischen Bereich und einem konisch sich verjüngenden Bereich. Der konische Bereich ist dem den Hauptkanal mit dem Teilsaugraum verbindenden Kanal zugeordnet, der zylindrische Bereich der nach außen führenden Gehäusebohrung. Dies hat den Vorteil, daß sich der mit Übermaß gefertigte Drosseleinsatz besonders gut einpressen läßt, wobei der Durchmesser relativ zum rein konischen Drosseleinsatz zumindest teilweise geringer gehalten werden kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mündet der Verbindungskanal zwischen Hauptkanal und Teilsaugraum tangential in den Teilsaugraum ein. Dies hat den Vorteil, daß beim Kraftstoffeintritt weniger Kavitationsschäden hervorrufende Gasbläschen erzeugt werden, da der Kraftstoff zu weniger Umlenkungen gezwungen wird und nicht so hohe Druckgefälle entstehen, wie bei mittigem Eintritt.
  • Aus DE-PS 861762 ist zwar bekannt, die Kavitationsgefahr durch tangentialen Eintritt des Kraftstoffes in den Pumpenarbeitsraum zu verringern. Es handelt sich dabei jedoch um eine Einspritzpumpe mit sehr unterschiedlichem Aufbau. Zudem tritt in der vorliegenden Erfindung der Kraftstoff nicht tangential in den Pumpenarbeitsraum ein, sondern in den Teilsaugraum, der in der genannten Patentschrift nicht vorhanden ist. Außerdem ist die Funktionsweise des Abtransportes der gefährlichen Gasbläschen verschieden, denn dort wird der tangential zugeführte Kraftstoff während des Saughubs auf eine im wesentlichen kreisförmige Bahn gezwungen, wodurch sich die leichten Gasbläschen in der Mitte sammeln und aufgrund ihres geringeren spezifischen Gewichts nach oben durch eine Bohrung im Pumpenkolben zu einer Überströmöffnung und zum Rücklaufkanal gelangen. In der vorliegenden Erfindung wird der Teilsaugraum permanent von Kraftstoff durchströmt und die trotz tangentialen Kraftstoffeintritts entstehenden Gasbläschen durch den Kraftstoffstrom in den Rücklaufkanal mitgerissen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kraftstoffaustrittsöffnung mittig und relativ zur Eintrittsöffnung in der Höhe versetzt vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß die beim Kraftstoffeintritt entstehenden Gasbläschen schnell abtransportiert werden, da durch den tangentialen Eintritt und mittigen Austritt des Kraftstoffs ein Drall entsteht, der die Bläschen mitreißt und schnell durch die mittige Austrittsöffnung abführt.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
    • Zeichnung
  • Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2 durch eine erfindungsgemäße Reiheneinspritzpumpe; Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1 durch diese Pumpe mit zur Verdeutlichung der Erfindung weggelassenen Bauteilen; Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zumeßstopfen; Fig. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 5 durch eine erfindungsgemäße Hubschieberpumpe und Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie D-D in Fig. 4 durch diese Pumpe mit zur Verdeutlichung der Erfindung weggelassenen Bauteilen.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Bei der dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe sind in einem Gehäuse 1 sechs Zylinderbüchsen 2 in Reihe eingelassen, in denen jeweils ein Pumpenkolben 3 unter Zwischenschaltung eines Rollenstößels 4 mit Rolle 5 durch eine Nockenwelle 6 entgegen dem Pumpenförderdruck und der Kraft einer Feder 7 für seine den Arbeitshub bildende axiale Bewegung angetrieben wird. Durch korrespondierende Aussparungen in den Zylinderbüchsen 2 und im Gehäuse 1 werden Teilsaugräume 8 gebildet, die jeweils einem aus Zylinderbüchse 2 und Pumpenkolben 3 gebildeten Pumpenelement zuge ordnet sind.
  • Der Pumpenkolben 3, die Zylinderbüchse 2 und ein Druckventil 9 begrenzen einen Pumpenarbeitsraum 10, von dem ein Druckkanal 11 zu einer nicht dargestellten, an einer Einspritzdüse am Motor endenden Druckleitung führt. Jeder Pumpenkolben 3 weist eine Schrägnut mit Steuerkante 12 auf, die mit einer Überströmöffnung 13 der Zylinderbüchse 2 zur Kraftstoffzumessung zusammenarbeitet, wobei die Überströmöffnung 13 in den Teilsaugraum 8 führt und zugleich als Saugöffnung dient.
  • Der Pumpenkolben 3 hat an seinem unteren Abschnitt Abflachungen 14, an denen eine durch eine Regelstange 15 bekannterweise verdrehbare Buchse 16 angreift, so daß ein axiales Verschieben der Regelstange 15 ein Verdrehen des Pumpenkolbens 3 und damit ein Ändern der Zuordnung der Steuerkante 12 zur Überströmöffnung 13 bewirkt. Der Pumpenkolben 3 weist eine zweite Steuerkante 17 auf, die den Förderbeginn des Kraftstoffes durch Verdecken der Überströmöffnung 13 festlegt. Damit der unter hohem Druck stehende abgesteuerte Abströmkraftstoff, der in die Teilsaugräume 8 zurückströmt, dort infolge seiner kinetischen Energie keine Erosionen an der Oberfläche der Zylinderbüchse 2 verursacht, ist ein Prallring 18 vorhanden.
  • Die Kraftstoffversorgung der einzelnen Teilsaugräume 8 erfolgt für alle sechs Teilsaugräume 8 gemeinsam durch einen Zuströmkanal 19. Der nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoff strömt aus den Teilsaugräumen 8 über je einen Verbindungskanal 20 in einen Rücklaufkanal 21 ab. Zwischen jedem Teilsaugraum 8 und dem Zuströmkanal 19 sind Verbindungskanäle 22 als Teil von auch zwischen Zuströmkanal 19 und außen verlaufende Gehäusebohrungen 23 vorgesehen. In jedes der Gehäusebohrungen 23 sind in Fig. 3 näher dargestellte, einseitig verschlossene Drosseleinsätze 24 bündig eingepaßt, wobei die offene Seite in den Teilsaugraum 8 mündet. Der im Zuströmkanal 19 befindliche mittlere Bereich der Drosseleinsätze 24 ist jeweils mit einer Drosselbohrung 25 versehen.
  • In Fig. 2 ist durch den Pfeil 26 die Richtung der Kraftstoffströmung in den Teilsaugräumen 8 gezeigt.
  • Der in Fig. 3 dargestellte Drosseleinsatz 24 ist einseitig verschlossen und weist drei verschiedene Bereiche 26, 27 und 28 auf. Der auf der verschlossenen Seite gelegene Bereich 26 ist massiv ausgeführt und dient als Abdichtung zwischen Zuströmkanal 19 und Außenraum.
  • Der mittlere Bereich 27 und der auf der offenen Seite des Drosseleinsatzes 24 gelegene Bereich 28 weisen eine axiale Sackbohrung 29 auf, die die im mittleren Bereich 27 radial nach außen geführte Drosselbohrung 25 mit der Öffnung 30 des Drosseleinsatzes 24 verbindet.
  • Der auf der verschlossenen Seite gelegene Bereich 26 und der mittlere Bereich 27 sind bevorzugt mit zylindrischen Außenabmessungen, der auf der offenen Seite gelegene Bereich 28 bevorzugt mit konisch auf die Öffnung 30 sich verjüngender Außenabmessung ausgeführt.
  • Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet wie folgt:
       Während mindestens eines Teils des Saughubs des Pumpenkolbens 3 und im Bereich des unteren Totpunkts seiner Hubbewegung strömt aus den Teilsaugräumen 8 durch die Überströmöffnung 13 Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 10. Bei dem sich anschließenden Druckhub des Pumpenkolbens 3 baut sich im Pumpenarbeitsraum 10 erst dann der für die Einspritzung erforderliche Druck auf, wenn die Übertrömöffnung 13 vom Pumpenkolben 3 vollständig überdeckt ist. Solange strömt Kraftstoff wieder aus dem Pumpenarbeitsraum 10 zurück in die Teilsaugräume 8.
  • Nach Schließen der Überströmöffnung 13 baut sich im Pumpenarbeitsraum 10 der für die Einspritzung erforderliche Hochdruck auf, und es beginnt die Förderung zur Brennkraftmaschine mit der Einspritzung. Nach Zurücklegung des Hochdruckhubes des Pumpenkolbens 3 wird der Pumpenarbeitsraum 10 mit dem Teilsaugraum 8 verbunden, so daß der weitergeförderte Kraftstoff unter hohem Druck in die Teilsaugräume 8 abgesteuert wwird. Dieser effektive Einspritzhub des Pumpenkolbens 3 wird durch die Drehlage des Pumpenkolbens 3 bestimmt, der jeweils ein bestimmter Abstand der Steuerkante 12 von der Radialbohrung 13 entspricht, so daß ein unterschiedlich langer Hub des Pumpenkolbens 3 zurückgelegt werden muß, bevor durch dieses Aufsteuern der Pumpenarbeitsraum 10 über die Überströmöffnung 13 mit dem Teilsaugraum 8 zur Beendigung der Einspritzung verbunden wird.
  • Vom Zuströmkanal 19 gelangt fortwährend frischer Kraftstoff durch die Drosselbohrung 25 und die Sackbohrung 29 im Drosseleinsatz 24, sowie über den Verbindungskanal 22 in den Teilsaugraum 8. Von dort fließt der Kraftstoff über den Verbindungskanal 20 in den Rücklaufkanal 21 ab und wird über weitere, nicht dargestellte Verbindungskanäle dem Kraftstoffreservoir wieder zugeführt.
  • Die Drosselbohrungen 25 der einzelnen Drosseleinsätze 24 sind so ausgelegt, daß ein für alle sechs Pumpenelemente gleiches Druckgefälle zwischen Zuströmkanal 19 und Teilsaugraum 8 besteht und jedem der Teilsaugräume 8 Kraftstoff gleichen Volumenstroms zugeführt wird. Dadurch ist eine gleichmäßige Pumpenarbeitsraumfüllung mit Kraftstoff gleicher Temperatur auch im Extrembetrieb gewährleistet.
  • Zusätzlich bewirkt der tangentiale Eintritt des Kraftstoffes in die Teilsaugräume 8, neben der Verminderung der Gasbläschenbildung, in Verbindung mit dem in der Höhe versetzten mittigen Austritt, daß der Kraftstoff einen Drall erhält, der den Abtransport dennoch entstandener Gasbläschen beschleunigt.
  • Die Drosseleinsätze 24 können bei Reiheneinspritzpumpen zur Erzeugung eines konstanten Kraftstoffvolumenstroms in den Teilsaugräumen 8 anstatt zuströmseitig ebenso abströmseitig in die Verbindungskanäle 20 zwischen Teilsaugraum 8 und Rücklaufkanal 21 eingebracht werden. Die Ausgestaltung des Rücklaufkanals 21, sowie die Maßverhältnisse zwischen den Verbindungskanälen 20 und den Drosseleinsätzen 24 sind dabei entsprechend der oben ausgeführten Version zu wählen. Auch hier können die Drosseleinsätze 24 gleichzeitig als Abdichtung zwischen Teilsaugraum 8 und Rücklaufkanal 21 bzw. zwischen Rücklaufkanal 21 und Außenraum dienen, indem sie in die entsprechenden Gehäusebohrungen eingepreßt werden.
  • In den Fig. 4 und 5 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Drosseleinsätze 24 in einer Hubschieberpumpe dargestellt. Wie bei der Reihenpumpe nach Figur 1 und 2 sind hier die Drosseleinsätze 24 in den Verbindungskanälen 22 zwischen Zuströmkanal 19 und Teilsaugram 8 eingesetzt.
  • Die Funktionsweise der Drosseleinsätze 24 mit Drosselbohrung 25 zur Erzeugung eines konstanten Kraftstoffvolumenstroms in jedem der Teilsaugräume 8 ist hierbei identisch. Die Funktionsweise einer Hubschieberpumpe selbst ist beispielsweise in der DE-OS 3546222 beschrieben. Ein wesentlicher Unterschied in der Anwendung der erfindungsgemäßen Drosseleinsätze 24 bei Hubschieberpumpen besteht darin, daß ein tangentialer Kraftstoffeintritt bei Hubschieberpumpen nicht sinnvoll ist.
    • Bezugszahlenliste
    • 1 Pumpengehäuse
    • 2 Zylinderbuchse
    • 3 Pumpenkolben
    • 4 Rollenstößel
    • 5 Rolle
    • 6 Nockenwelle
    • 7 Feder
    • 8 Teilsaugraum
    • 9 Druckventil
    • 10 Pumpenarbeitsraum
    • 11 Druckkanal
    • 12 Steuerkante
    • 13 Überströmöffnung
    • 14 Abflachung
    • 15 Regelstange
    • 16 Buchse
    • 17 Steuerkante
    • 18 Stellring
    • 19 Zuströmkanal
    • 20 Verbindungskanal
    • 21 Rücklaufkanal
    • 22 Verbindungskanal
    • 23 Gehäusebohrung
    • 24 Drosseleinsatz
    • 25 Drosselbohrung
    • 26 Buchsenbereich
    • 27 Buchsenbereich
    • 28 Buchsenbereich
    • 29 Sackbohrung
    • 30 Öffnung

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mehreren in Reihe angeordneten Pumpenelementen, die in Aufnahmebohrungen des Pumpengehäuses (1) angeordnete Pumpenzylinder (2) und in diesen arbeitende, von einer senkrecht zu den Pumpenzylindern (2) im Pumpengehäuse (1) angeordneten Nockenwelle (6) angetriebene Pumpenkolben (3) aufweisen, mit die Pumpenzylinder (2) umgebenden und mittels Überströmöffnungen (13) mit diesen verbundenen Teilsaugräumen (8), mit an den Pumpenkolben (3) angeordneten und zur Zumessung der Einspritzmenge mit den Überströmöffnungen (13) zusammenwirkenden Steuerkanten (12), mit einem parallel zur Nockenwelle angeordneten Zuströmkanal (19) für den Kraftstoffzufluß zu den Teilsaugräumen (8) und mit einem parallel zur Nockenwelle angeordneten Rücklaufkanal (21) für den Kraftstoffabfluß aus den Teilsaugräumen (8), sowie mit je einem den Zuströmkanal (19) über je einen Teilsaugraum (8) mit dem Rücklaufkanal (21) verbindenden Verbindungskanal (22), der an einer Stelle einen definierten Querschnitt aufweist, durch welchen jedem Teilsaugraum unter Auswirkung des durch die Verbindungskanäle erzeugten Druckabfalls die gleiche Kraftstoffmenge zugemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Zuströmkanal (19) und Rücklaufkanal (21) als je eine Bohrung im Gehäuse ausgeführt sind, von welcher die Verbindungskanäle (22) abzweigen und die Verbindungskanäle (22) zwischen Teilsaugraum (8) und einem der beiden Kanäle (19, 21), dem Zuströmkanal (19) oder dem Rückströmkanal (21) je als eine von außerhalb des Gehäuses durch den Kanal gebohrte Gehäusebohrung (23, 22) ausgeführt sind, wobei die vom Kanal nach außen führende Gehäusebohrung (23) durch einen Einsatz (24, 26) dicht verschlossen ist und der vom Kanal zum Teilsaugraum führende Teil der Gehäusebohrung als Verbindungskanal (22) dient, in dem ein den definierten Querschnitt aufweisendes Einsatzteil (28, 27, 24) dicht eingesetzt ist.
  2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzteil (24, 27, 28) eine axiale Sackbohrung (29) aufweist, die zum Teilsaugraum (8) offen ist und von der im Bereich des Kanals eine Bohrung (25) abzweigt, die den definierten Querschnitt aufweist und der Einsatzteil mit seinem massiven Teil (26) dicht in die vom Kanal nach außen führende Gehäusebohrung (23) eingesetzt ist.
  3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (24) mit Übermaß gefertigt und in den Verbindungs- kanal (22) eingepresst ist.
  4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (24) zusätzlich durch Ringverstemmen gegen Lockern gesichert ist.
  5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der definierte Querschnitt (25) in den Einsatz (24) eingestanzt ist.
  6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (24) die Form eines Zylinders aufweist.
  7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz (24) zu seiner offenen Seite (30) hin konisch verjüngt.
  8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (24) einen zylindrischen Bereich und einen konisch sich verjüngenden Bereich aufweist, wobei der konische Bereich dem den zugeordneten Kanal (19) mit dem Teilsaugraum verbindenden Kanal (22) zugeordnet ist, während der zylindrische Bereich der vom Kanal (19) nach außen führenden Gehäusebohrung (23) und dem Kanal (19) selbst zugeordnet ist.
  9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (22) zwischen Zuströmkanal (19) und Teilsaugraum (8) tangential in den Teilsaugraum (8) mündet.
  10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (20) zwischen Teilsaugraum (8) und Rückströmkanal (21) mittig und relativ zum Verbindungskanal (22) zwischen Zuströmkanal (19) und Teilsaugraum (8) in der Höhe versetzt in den Teilsaugraum (8) mündet.
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