DE1751736C2

DE1751736C2 - Mehrzylindrige Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1751736C2
Application number: DE1751736A
Authority: DE
Inventors: George D. St. Clair Shores Mich. Wolff
Original assignee: Teledyne Inc
Current assignee: Teledyne Inc
Priority date: 1967-07-20
Filing date: 1968-07-20
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE1751736A1; JPS544007B1; US3496880A; FR1557375A; GB1227176A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der vorstehend beschriebenen Art (DE-PS 8 37 617) sind die Zylinder der Kraftstoffeinspritzpumpe V-förmig angeordnet Es sind somit zwei Reihen von Zylindern gebildet wodurch die Baulänge gegenüber einer einfachen Reihenpumpe bereits verkürzt wird. Wenn bei dieser Bauform die Zylinder sehr eng aneinandergerückt sind, kann zwar weiter an Baulänge gespart werden, jedoch auf Kosten der Zugänglich keit zu den Einzelpumpen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine mehrzylindrige Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Nockenwelle,

Fig.6 eine schematische Anordnung der Pumpeinheiten der in F i g. 5 gezeigten Kraftstoffeinspritzpumpe und

F i g. 7 eine schematische Darstellung der winkelmäßigen Anordnung der die Pumpenkolbenachsen aufnehmenden Ebenen sowie der Nocken für die Pumpe nach Fig.5.
Die F i g. 1 bis 4 zeigen eine Kraftstoffeinspritzpumpe

10 mit einzelnen Pumpeinheiten zur Förderung bemessener Kraftstoffmengen zu einem Zwölfzylindermotor, wobei die Pumpeinheiten in einer zeitlichen Folge betätigt werden, die der Zündfolge der Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt besitzt die Kraftstoffeinspritzpumpe 10 ein Gehäuse 12, welches durch einen nicht gezeigten Flansch an eine Brennkraftmaschine 16 angebaut ist und durch eine Halterung 14 getragen wird. Das Gehäuse 12 trägt vier Reihen von Pumpeinheiten 18,20,22 und 24. Die Reihen 18 und 24 liegen einander in einer ersten Ebene gegenüber, und die Reihen 20 und 22 liegen einander in einer zweiten Ebene gegenüber. Längs der Schnittlinie beider Ebenen erstreckt sich die Drehachse einer Nockenwelle 26 (F i g. 2). Jede Pump-

einheit ist einzeln zur Instandsetzung oder Wartung zugänglich, nachdem je eine Kappe 30 abgenommen wird, welche durch Gewindebefestigungsmittel 32 am Gehäuse 12 gehalten wird.

Die Nockenwelle 26 ist im Gehäuse 12 durch zwei

Gesamtlänge weiterhin verkürzt werden kann, ohne

jedoch die Zugänglichkeit zu den Einzelpumpen zu ₆₅ voneinander in Abstand befindliche Rollenlager 33 und

beeinträchtigen. 34 gelagert (F i g. 2). Das Ende 36 der Nockenwelle kann

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des zwei nicht gezeigte Reglerfliehgewichte aufnehmen.

Patentanspruchs !angegebenen Merkmale gelöst. Das entgegengesetzte Ende 38 der Nockenwelle 26

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trägt ein Antriebszahnrad 40, welches durch eine nicht gezeigte Kette o. dgL mit der Kurbelwelle des Motors 16 verbunden ist.

Die Nockenwelle 26 weist drei Nocken 42, 44 und 46 auf, die sich in axialen Abständen voneinander zwischen den Lagern 33 und 34 befinden. Für die Zwecke der Beschreibung sind die Zylinder des Motors 16 in zwei Reihen angeordnet (Fig. 2), nämlich in einer linken Reihe 48 und in einer rechten Reihe 50. Jede der Reihen 48 und 50 umfaßt sechs Zylinder. Die mehrzylindrige Kraftstoiteinspritzpumpe 10 besitzt je eine gesonderte Pumpeinheit zur Kraftstoff-Förderung zu jedem der Motorzylinder. Die Reihen der Pumpeinheiten 18 und 20 sind mit der linken Reihe 48 der Motorzylinder verbunden, während die Reihen von Kolbeneinheiten 22 und 24 mit der rechten Reihe 50 der Motorzylinder verbunden sind. Die Pumpeinheiten sind so angeordnet, daß der erste Nocken 42 die Kolben der Pumpeinheiten für die Zylinder 1 und 6 der linken Rc\he 48 und die Zylinder 3 und 5 der rechten Reihe 50 des Motors betätigt. Der zweite Nocken 44 betätigt die Kolben der Pumpeinheiten für die Zylinder 2 und 4 der linken Reihe 48 und die Zylinder 1 und 6 der rechten Reihe 50, während der Nocken 46 die Kolben der Pumpeinheiten für die Zylinder 3 und 5 der linken Reihe 48 sowie 2 und 4 der rechten Reihe 50 des Motors betätigt.

Wie sich aus F i g. 4 ergibt, ist die Reihe der Pumpeinheiten 18 mit den Zylindern 1, 2 und 3 der linken Reihe 48 verbunden, die Reihe von Pumpeinheiten 20 mit den Zylindern 4, 5 und 6 der linken Reihe 48, die Reihe von Pumpeinheiten 22 mit den Zylindern 4,5 und 6 der rechten Reihe 50 und die Reihe von Pumpeinheiten 24 mit den Zylindern 1, 2 und 3 der rechten Reihe 50 verbunden. F i g. 4 zeigt ferner, wie die Reihen 18 und 24 der Pumpeinheiten in einer gemeinsamen Ebene 54 und auf entgegengesetzten Seiten der Drehachse der Nockenwelle 26 angeordnet sind. Die Reihen 20 und 22 der Pumpeinheiten sind ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene 52 auf entgegengesetzten Seiten der Drehachse der Nockenwelle 26 -, angeordnet Ferner ist ersichtlich, daß die Drehachse der Nockenwelle 26 durch die Schnittlinie der Ebenen 52 und 54 bestimmt wird.

Wenn der Motor 16 als Viertaktmotor betrachtet wird, dessen Zylinder durch eine Zündfolge innerhalb ίο eines Drehungswinkels von 720^J hindurchgehen, beträgt der Motorkurbelwinkel zwischen der Zündung

aufeinanderfolgender Zylinder daher —- = 60 Grad.

Da sich die Nockenwelle 26 mit der halben Drehzahl der

ι -, Motorkurbelwelle dreht, beträgt der Winkel zwischen den Ebenen 52 und 54 daher die Hälfte dieses Winkels von60°,d.h.30° (Fig.4).

Vorzugsweise sind die Pumpeinheiten der Reihe 18 mit Bezug auf die Pumpeinheiten der benachbarten Reihe 20 versetzt Daher betätigt z. B. der Nocken 42 die Kolben der Pumpeinheiten für den Zylinder I mit seinem vorderen Ende und für einen Zylinder 6 mit seinem rückwärtigen Ende (F i g. 2). Aus F i g. 4 ergibt sich, daß die Pumpeinheiten für die Zylinder 1 und 6 sich

r, in den Reihen 18 und 20 befinden. In ähnlicher Weise sind die einzelnen Pumpeinheiten der Reihen 22 und 24 zueinander versetzt, um einerseits die Gesamtlänge der Pumpe zu verkürzen und andererseits ausreichend Raum zwischen benachbarten Pumpeinheiten zu lassen,

jo damit eine einzelne Pumpeinheit leicht ausgebaut werden kann.

Die Nocken 42,44 und 46 weisen jeweils Nockenkuppen 56, 58 und 60 (F i g. 4) in gleichen Winkelabständen von 120° voneinander auf.

j5 Tabellarisch läßt sich die Arbeitsfolge für die Zwölfzylinderpumpe 10 wie folgt darstellen:

Zylinder
\L 6L

IR 6R

5L

3R SR

IL

4L

IR 4R

Kurbelwelle	0°	60°
Pumpennockenwelle	0°	30°
Nocken	42	42

120° 180° 240° 300° 360° 420° 480° 540° 600° 660° 720° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° 360° 44 44 46 46 42 42 44 44 46 46 42

In F i g. 3 ist eine typische Pumpeinheit 62 dargestellt. Sie gehört der Reihe 18 an, ist mit dem ersten Zylinder IL der linken Reihe 48 des Motors verbunden und in der Ebene 54 gegenüberliegend der Pumpeinheit 64 angeordnet, die mit dem dritten Zylinder 3R der rechten Reihe 50 des Motors verbunden ist. Entsprechend sind die beiden versetzt dahinter liegenden Pumpeinheiten mit den Zylindern 6L der linken bzw. 5R der rechten Reihe des Motors verbunden. Die Pumpeinheiten 62 und 64 werden durch die Nockenkuppe 56 betätigt Die Pumpeinheit 62 besitzt eine Rolle 66, einen Stößel 68, eine Schraubenfeder 72, einen Kolben 74, eine Bohrung 80 innerhalb eines Zylinders 76, ein Auslaßventil 78, eine Pumpenarbeitskammer 82 und eine Saugkammer 89. Das Auslaßventil 78 weist einen federbelasteten Ventilkegel 84 auf, der beim Überschreiten eines vorgegebenen Drucks die Verbindung zwischen der Pumpenarbeitskammer 82 und einer Kraftstoffdruckleitung 86 freigibt. Durch einen Kraftstoffzufuhrkanal 88 gelangt Kraftstoff aus der Saugkammer 89 zur Pumpenarbeitskammer 28, und zwar beim Rückhub des Kolbens 74 infolge der Feder 72.

F i g. 5 und 6 zeigen eine Kraftstoffeinspritzpumpe 90 mit sechs Pumpeinheiten zur Belieferung eines Sechszylindermotors. In einem Pumpengehäuse 92 sind zwei in axialem Abstand voneinander befindliche Lager 94 und 96 für eine Nockenwelle 98 vorgesehen. Die Wellenenden 100 und 102 sind zum Anschluß an nicht gezeigte Vorrichtungsteile vorgesehen. Die Nockenwelle 98 weist drei axial voneinander in Abstand befindliche Nocken 104, 106 und 108 auf, von denen jeder eine Kuppe zum Antrieb von zwei Pumpeinheiten besitzt. Die Pumpeinheiten entsprechen der beschriebenen Pumpeinheit 62

Die Pumpeinheiten sind in zwei Ebenen 126 und 128 ai^eordnet (F i g. 7), die einander längs einer Linie _b5 schneiden, welche der Drehachse der Nockenwelle 98 entspricht

Die Pumpeinheiten der Kraftstoffeinspritzpumpe 90 sind in gegenüberliegenden Paaren in zwei Ebenen

angeordnet, wobei die sich gegenüberliegenden, mit den Motorzylindern 1 und 4 verbundenen Pumpeinheiten 112 und 120 sowie die sich gegenüberliegenden und mit den Motorzylindern 3 und 6 verbundenen Pumpeinheiten 116 und 124 in der Ebene 128 liegen, während sich das dazwischen befindliche Paar sich gegenüberliegender und mit den Motorzylindern 2 und 5 verbundener Pumpeinheiten 114 und 122 in der Ebene 126 befindet. Wie sich am besten aus F i g. 7 ergibt, schneiden sich die Ebenen 126 und 128 mit einem eingeschlossenen Winkel von 30°.

Der Winkel zwischen den Kuppen der Nocken 104 und 106 beträgt 150°, der Winkel zwischen den Kuppen 10

der Nocken 106 und 108 beträgt 90° und der Winkel zwischen den Kuppen der Nocken 108 und 104 beträgt 120°.

Da der Drehungswinkel der Motorkurbelwelle zwischen je zwei aufeinanderfolgend gezündeten Zylindern 120° und der Winkelabstand zwischen den Pumpeinheiten in den beiden Ebenen 126 und 128 150° und 30° beträgt, ist die Kuppe des Nockens 106 mit einem Winkel von 30° zur Symmetrieebene für die beiden Nocken 104 und 108 versetzt um die richtige Arbeitsfolge zu erhalten.

Die Arbeitsfolge ist deshalb wie folgt:

Zylinder I 2

Kurbelwelle

Pumpennockenwelle

Nocken

120° 240° 360° 480° 600° 720°
60° 120° 180° 240° 300° 360°
106 108 104 106 108 104

Wie sich am besten aus F i g. 6 ergibt, sind die aufeinanderfolgenden Pumpeinheiten in jeder der Ebenen 126 und 128 so versetzt, daß sie im Gehäuse 92 mit einem angemessenen Zwischenraum — wegen des Ausbaus — angeordnet werden können.

Bei den beschriebenen Mehrzylinder-Kraftstoffpumpen sind die Pumpeneinheiten in einer X-förmigen Anordnung vorgesehen, wodurch die Gesamtlänge verkürzt wird (gedrängte Pumpenbauform). Sowohl bei der Bauform mit zwölf Pumpeinheiten als auch bei der mit sechs Pumpeinheiten wird eine Nockenwelle mit nur zwei Traglagern verwendet, ohne daß ein mittleres Stützlager benötigt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrzylindrige Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit in den Pumpenzylinder:! geführten, axial über Stößel durch Nocken einer Nockenwelle angetriebenen Pumpenkolben, deren Achsen in zwei sich in der Achse der Nockenwelle unter einem bestimmten Winkel schneidenden Ebenen angeordnet sind, wobei die Achsen jeweils zweier ein Pumpenkolbenpaar bildenden Pumpenkolben in weiteren zu den beiden vorgenannten Ebenen senkrecht stehenden Ebenen liegen und diese Pumpenkolbenpaare jweils von einem der in

Bei einer derart ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe wird auf diese Weise eine äußerst kurze Baulänge erzielt, so daß auch bei einer größeren Anzahl von Pumpeneinheiten auf jeden Fall auf eine Zwischenlagerung der Nockenweile verzichtet werden kann. Dennoch ist aufgrund der abwechselnden Anordnung der Pumpeinheiten in zwei sich in der Nockenwellenachse schneidenden Ebenen eine gute Zugänglichkeit zu den einzelnen Pumpen gewährleistet.

Aus der GB-PS 4 53 641 ist zwar die Anordnung von mit ihren Achsen in einer Ebene liegenden !Colbenpaaren bekannt, die jeweils von einem Nocken angetrieben werden. Hier liegen jedoch alle Kolbenpaare mit ihren Achsen nur in dieser einen Ebene, so daß bei dieser

gleicher Weise" ausgebildeten Nocken angetrieben ii Boxer-Anordnung die Einzelpumpen, ähnlich wie bei

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werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der jeweils ein Pumpenkolbenpaar bildenden Pumpenkolben (112,120; 114,122; 116, 124) nur in einer der beiden sich in der Nockenwellenachse schneidenden Ebenen (52, 54; 126, 128) angeordnet sind und abwechselnd von Paar zu Paar der einen oder der anderen Ebene angehören.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Nocken (42, 44,46) der Nockenwelle (26) jeweils zwei Pumpenkolbenpaare angetrieben wer den.

3. Einspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine 12-Zylinderpumpe der Winkel, unter dem sich die beiden Ebenen (52,54) in der Nockenwellenachse schneiden, 30° beträgt, und so die drei zum Antrieb der sechs Pumpenkolbenpaare verwendeten Nocken (42, 44, 46) der Nockenwelle (26) um 120° gegeneinander versetzt sind.

4. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch

der V-Anordnung nach der DE-PS 8 37 617, in Reihen nebeneinander angeordnet sind. Was die Baulänge betrifft, ist somit auch hier keine optimal kurze Baulänge erzielbar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Frontansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit zwölf Pumpenzylindern,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die in F i g. 1 gezeigte Pumpe im Bereich der Nockenwelle,

Fig.3 einen Querschnitt durch eine Einzelpumpe gemäß 3-3 in F i g. 2,

F i g. 4 eine schernatische Darstellung der winkelmäßigen Anordnung der die Pumpenkolbenachsen aufnehmenden Ebenen sowie der Nocken für die Pumpe nach Fig. 1,

Fig.5 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffein-

gekennzeichnet, daß für eine 6-Zylinderpumpe der 35 spritzpumpe mit sechs Pumpenzylindern im Bereich der

Winkel, unter dem sich die beiden Ebenen (126,128) in der Nockenwellenachse schneiden, 30° beträgt, und von den drei zum Antrieb der drei Pumpenkolbenpaare verwendeten Nocken (104, 106, 108) der Nockenwelle (98) zwei Nocken (104» 108) einen w Winkelabstand von 120° aufweisen und der dritte Nocken (106) gegenüber dem einen Nocken (104) um 150° und dementsprechend gegenüber dem anderen Nocken (108) um 90° versetzt ist