DE2318982A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Pafenfanwdt

Dr. Heimut Späth

Wax-Josefs-Platz 6

59 P 67

STANADYNE. Inc. ^

92 Deefield Road,
Windsor, Conn.

KRAFTSTOFFEINS PRITZPUMPE

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Kraftstoffeinspritzpumpen for Verdichtungszündungsmotoren,, insbesondere die Verbesserung einer Einspritzpumpe von dem Typ gemä'ss der USA Patentschrift 3.255.974 vom 14. Juni 1966 welche den Namen "Brennstoffeinspritzdüse" tra*gt. Bei sich nach innen öffnenden, druckbetätigten Einspritzpumpen für flüssigen Kraftstoff, von denen die Erfindung ausgeht, wird ein Tauchkolben oder Ventil durch den Druck des zu der Einspritzpumpe von einer zugeordneten Hochdruckpumpe gelieferten Kraftstoffs in abgemessenen Mengen oder Chargen von seinem Sitz abgehoben. Jede zugemessene Menge eines unter Druck stehenden Kraftstoffes wird von der Einspritzpumpe in eine Verbrennungskammer einer zugeordneten Brennkraftmaschine abgegeben, wobei die Brennstoffabgabe aus der Einspritzpumpe in präzisen Zeitabständen während des Verdichtungshubes des Kolbens in der Verbrennungskammer statt-findet. Um dies zu erreichen ist es wesentlich dass das Ventil der Einspritzpumpe unter allen Arbeitsumständen keine Neigung zum Anhaften oder Festfressen in seiner Führung hat, das durch seitliche Kräfte auf das Ventil hervorgerufen werden kann.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Einspritzpumpe mit verringerter Neigung zum Festfressen des Ventils, sowie zugeordneten Fehlfunktionen, unter allen Betriebsbedingungen.

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Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung einer verbesserten Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit Verdichtüftgszündung mit auf hydraulischen Druck ansprechendem hin-und hergehendem Ventil welches durch eine vorgespannte Feder gesteuert wird die den seitlichen Druck welchem das Ventil unterliegt, verringert und kleinere Herstellungskosten abverlangt«

Weitere -Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung zum Teil erkennbar und zum Teil näher erläutert. Die Erfindung besteht aus den Konstruktionseigenschaften der Kombination von Elementen„ und der. Anordnung von Teilen welche an Hand des nachfolgenden Beispiels dargestellt werden» In der Zeichnung ist die einzige Figur eine Seitenansicht,, zum. Teil in Schnittdarstellung, einer Einspritzpumpe gemäss' dieser Erfindung. , "

Die Einspritzpumpe umfasst einen länglichen, rohrförmigen Block 10 mit einer Auslaufspitze 12 an seinem einen Ende/ und eine zentrale Längsbohrung 14. Ein Stössei oder Ventil 16 mit einer kpnischen Spitze 18, welches mit einem konischen Ventilsitz 20 zusammenwirkt um die Ab/gab^ von Kraftstoff zu steuern, befindet sich in der zentralen Bohrung 14. Am oberen Teil des Ventils 16 bildet ein geläppter Teil' einen zylindrischen Führungsteil 21 welcher in einer geläppten Führung 22 des Einspritzpumpenbloeks 10, an einer vom Ventilsitz entfernten Stelle angeordnet ist, um das Ventil 16 gleitend zu lagern und in-koaxialer Ausrichtung mit dem Ventilsitz 20 zu halten.

Die Einspritzpumpe ist mit einem Kraftstoffeinlass 24 versehen, welcher mit der Bohrung 14 des rohrförmigen Blockes 10 in Verbindung steht um gesonderte, abgemessene Mengen von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff abzugeben, der von. einem (nicht gezeigten) Vorrat geliefert wird. Mittels einer Feder 26 in einer Federkammer

28 oberhalb der Ventilführung 22 wird das Ventil 16 nach unten gegen den Sitz 20 unter Druck vorgespannt. Der Vorspanndruck am Ventil 16,kann durch Abstandsscheiben 30 eingestellt werden welche zwischen der Feder 26 und der Haltebüchse 32 angeordnet sind,

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wobei die Haltebüchse 32.auf der Aussen- und Innenseite mit einem Gewinde versehen ist und in das mit einem Gewinde versehene Ende des rohrförmigen Blockes 10 hineingeführt wird. Ein einstellbarer Hubbegrenzer 34 ist vorgesehen und hat einen Stö'ssel 35 welcher die Anhebung des Ventils 16 gegenüber dem Ventilsitz 20 begrenzt

, und wird durch eine Stellschraube 36 festgehalten. Wenn eine unter Druck stehende Kraftstoff menge, welche.in die Einspritzpumpe abgegeben wird, den Druck des darin befindlichen Kraftstoffes auf einen Wert steigert, welcher zur Ueberwxndung der Vorspannung der Feder 26 ausreicht, wird das Ventil 16 von dem Sitz 20 abgehoben und die Kraftstoffmenge gelangt durch di.e Bohrungen 37 in der Ventilspitze 12 in eine Verbrennungskammer der zugeordneten Brennkraftmaschine. Es ist wichtig für den ruhigen Arbeitslauf der zugeordneten Brennkraftmaschine dass der Ventilstössel 16 sich frei schnell hin und her bewegen kann, damit die Ventilbewegung durch keine Reibung oder Festfressen des Ventils 16 und der Ventilführung 22 verzögert wird. Das Ventilsitz 20 und die Ventilführung 22 sind koaxial ausgerichtet um das Festfressen durch Seitenkräfte welche durch irgend ein schlechtes Ausrichten des Ventilsitzes hervorgerufen werden können, auf einem Kleinstwert·.zu halten. Seitenkrä'fte welche auf das Ventil einwirken, können aber auch durch ein mangelhaftes koaxiales Ausrichten der Feder 26 und des Ventils 16 hervorgerufen werden oder auch durch unebene AufIagefleuchen an den Enden der Feder.

Bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine mit Verdichtungszündung beträgt die allgemein zur Verfügung stehende Einspritzperiode für den Kraftstoff während jedes Verdichtungshubes etwas 20 aus einer Kurbelwellendrehung von jeweils 720 . Wenn eine solche Maschine bei etwa 3000 U/min, läuft, so beträgt die Zeitperiode zur Einspritzung einer Kraftstoffmenge etwa 11,1 Millisekunden. Es ist leicht erkennbar dass irgendeine Aenderung der Reibung zwischen dem Ventil 16 zu seiner Führung 22 oder irgend eine Aenderung der Vorspannkraft der Feder die Einspritzung und den ruhigen Arbeitsgang des zugeordneten Motors bedeutend beeinflussen können.

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Die Erfindung betrifft eine leicht zu erzeugende Vorspannungsfederkonstruktion, welche selbstausrichtend und beständig ist, und in welcher die Seitenkräfte dessen das Ventil unterliegt auf einem Kleinstwert gehalten werden, trotz Fehlens jeglicher Ebenheit der Abflachung der Auflageflächeη der Enden der Feder 26 oder irgend einer schlechten axialen Ausrichtung zwischen dem Ventil 16 und der Feder 26. -

Das Ende 39 des Ventils 16 ist flach ausgebildet und ist senkrecht zur Ventilachse. Der Federsitz 38 der Feder 26 besitzt eine flache Gegenfuhrüngsfläche 40 welche mit dem flachen Ende 39 des Ventils zusammenwirkt um den Uebergang von Seitenkräften dazwischen auf einem Kleinswert zu halten. Ein nach oben vorstehender Teil 42 auf dem Federsitz 38 wird eng anliegend in dem Ende der Feder 26 eingesetzt und der Federsitz 38 ist so bemessen dass gegenüber der Wand der Federkammer 28 eine kreisförmige Lichtung 41 gebildet wird um ein Berühren zwischen dem Federsitz 38 und.der Wand der Federkammer zu vermeiden. Somit wird der Federsitz 38 seitlich nur durch die Feder 26 gehalten und ist einem Festfressen oder Anhaften nicht ausgesetzt welches durch das Spannen des Federsitzes 38 oder durch Berührung mit der Wand hervorgerufen werden könnte. .

:üm eine glatte Oberfläche zu erhalten ist der Stössel 35 der Hubbegrezungseintellschraube 34 geschliffen um die Reibung dazwischen auf dem Kleinstwert zu halten, und ist so bemessen dass er innerhalb der Windungen der Vorspannfeder 26 in engem Gleitsitz geführt werden kann. In dieser Konstruktion dient der Hubbegrenzer als Führung um die seitliche Lage der Feder zu regeln welche ihrerseits dazu dient den Federsitz 38 zu haltern so dass der Federsitz selbstzentrierend ist und seine Vorspannkraft entlang der Hin- und Herbewegungsachse des Ventils 16 ansetzt ohne eine Seitendruck darauf auszuüben. Ferner wird dadurch dass die Feder 26 durch den Stössel 35 des Hubbegrenzers 34 geführt wird der Feder eine seitliche Stabilität zugeteilt um ein Krümmen oder Einknicken der Feder ,zu vermeiden und zu gewährleisten dass die Achse der Feder

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mit der Achse des Stössels 35 zusammenfällt, und um gleichmässige Arbextseigenschaften der Feder 26 unter allen Vibrationsbedingungen zu gewährleisten. '

Durch den Abstand zwischen dem Federsitz 38 und der Bohrungswand ist es leicht verständlich dass irgendein Spannen des Federsitzes öder irgendeine seitliche Bewegung des Sitzes keine Berührung mit der Wand der Federkammer 28 hervorruft, und irgendein sich daraus ergebendes Festfressen welches dem Arbeitsgang der Einspritzpumpe schaden könnte wird vermieden.

Wie in der Zeichnung veranschaulicht ist hat das Ende des Stössels 35 eine kegelförmige Verjüngung von ungefähr 2°-3° um eine stufenweise austeigende Seitenbewegung der umliegenden Windungen der Feder 26 in Bezug auf ein Stössel 35 aufzunehmen um eine begrenzte seitliche Elastität zu gewährleisten um den Federsitz 38 in eine koaxiale Stellung vorzuspannen und dadurch auch den Federsitz freischwebend zu machen damit er sich in bezug auf das Ende des Ventils ausrichten kann ohne eine Seitenkraft darauf auszuüben. Vorzugsweise ist ein konvexer Radius 46 an der oberen Kante des vorstehenden Teiles 42 des Ventilsitzes 38 gebildet um ein seitliches Ausweichen des Federsitzes 38 zu ermöglichen ohne dass scharfe Enden der Federwindungsteile erforderlich sind welche einem seitlichen Biegungsdruck ausgesetzt sind.

Aus der vorhergehenden Beschreibung geht hervor dass es sich bei dieser Erfindung um eine neue und verbesserte, nach innen öffnende druckbetätigte Einspritzpumpe handelt in der eine neue Federkonstruktion die Gleichförmigkeit der Kraftstofflieferung aus der Düse weitgehend verbessert und sowohl die Möglichkeit eines Festfressen vermindert wie auch Veränderungen der mechanischen Reibung zwischen dem Ventil und seiner Führung oder Veränderungen der Arbextseigenschaften der Vorspannfeder.

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Claims (6)

1. PATENTANSPRUEGHE

   !1.^Einspritzpumpe for flüssigen Kraftstoff zwecks Abgabe von vorgemessenen Mengen flüssigen Kraftstoffs an die Verbrennungskammer einer zugeordneten Maschine, wobei die Einspritzpumpe mit einem •rohrförmigen Block nebst einer mit einem Ventilsitz und einer Abgabespitze an einem Ende versehener Bohrung ausgestattet ist, einem druckbetä'tigten nach innen öffnenden Ventil in der Bohrung, einer mit einem Durchtritt versehenen Ventilführung um das Ventil für hin und her gehende Bewegung gegen den Ventilsitz und von diesem weg zu lagern, eine Schraubenfeder um das Ventil gegen den Ventilsitz vorzuspannen, ein Hubbegrenzer xtfelcher an dem Einspritzpumpenblock befestigt ist und welcher einen hat der in die Windungen der. Feder hineinragt, einen Federsit.z welcher, am. entgegengesetzten Ende des Ventilsitzes, an dem Ventil anliegt, wobei der cPedersitz am Ende der Feder angebracht ist um gemeinsam mit 'der Feder seitliche Bewegungen auszuführen und eine Flache besitzt an dem Ventil anliegt um eine freie Seitenbewegung des Federsitzes in Bezug auf _sdas Ventil zu gewährleisten, xvobei die Feder den Stössel in engem Gleitsitz umgibt um. die einzige· seitliche Stütze für den Federsitz zu bilden.
2. 2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass der Stössel an dem Federaitz anliegt um die Bewegung des Ventils aus dem Ventilsitz zu begrenzen.
3. 3. Einspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass das Ende des Stössels eine leichte kegelige Verjüngung aufweist um eine stufenweise steigernde, begrenzte Seitenbewegung der Federwicklungen welche das verjüngende Ende umgeben, zu gewährleisten
4. 4. Einspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass der Federsitz einen vorstehenden Teil hat welcher in das Ende; der Feder hineinragt und dass dieser vorstehende Teil in einen konvexen Radius ausläuft.

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5. 5. Einspritzpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass die zusammenpassenden Flächen des Ventils und des Federsitzes senkrecht zu der Längsachse der Einspritzpumpe stehen,
6. 6. Einspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass zwischen dem Federsitz und der Wand der Einspritzpumpe ein kreisförmiger Spielraum um ein Berühren des Federsitzes mit dieser Wand zu verhindern vorgesehen ist. .

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