DE3226238A1

DE3226238A1 - Kraftstoffsystem

Info

Publication number: DE3226238A1
Application number: DE19823226238
Authority: DE
Inventors: Dorian Farrar Burnham Buckinghamshire Mowbray
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1983-02-10
Anticipated expiration: 2002-07-15
Also published as: FR2510195A1; ES8307337A1; IT8222532A1; IT8222532A0; MX155359A; GB2102882B; IT1152440B; DE3226238C2; BR8204303A; ES514219A0; FR2510195B1; US4522182A; GB2102882A; CA1177346A

Description

BESCHREIBUNG;

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit Druckzündung, wobei eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit hin- und hergehendem Plunger einen Auslaß aufweist, an den eine Kraftstoffeinspritzdüse mit ihrem Einlaß angeschlossen ist.

In üblicher Praxis wird die Pumpe bzw. werden die Pumpen in einem Pumpengehäuse untergebracht, das an einer derartigen Stelle der Maschinenkonstruktion angeschlossen ist, daß die Einspritzpumpe mittels der Maschine betreibbar ist, wobei von der oder den Pumpen Rohrleitungen zu der oder den Düsen ausgehen. Um die Einspritzphase zu verringern, die in Winkelgraden der Kurbelwelle der Maschine ausgedrückt wird, während welcher Kraftstoff in den Verbrennungsraum der Maschine eingespritz wird, ist auch schon vorgeschlagen worden, die Einspritzdüse einheitlich mit der Pumpe auszubilden. Die Pumpe wird in diesem Falle mittels eines Nockens angetrieben, der an der Nockenwelle der Maschine angeordnet sein kann und einen entsprechenden Kipphebel aufweist. Bei bekannten Ausführungsformen ist die Düsenachse auf die Achse des Pumpenplungers ausgerichtet. Das Düsengehäuse erstreckt sich in den Verbrennungsraum der Maschine und ist üblicherweise mit einer Stufe versehen, die bezüglich einer in einer Bohrung befindlichen Stufe ausgerichtet und angepreßt ist, um die Düse aufzunehmen.

Der Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine/ insbesondere derjenige Teil, der die Wandung zum Verbrennungsraum aufweist, besitzt mehrere Kanäle, z.B. den Lufteinlaßkanal und den Auspuffkanal sowie Kanäle für Kühlmittel und Bohrungen für die Ventilstößel. Bei größeren Maschinen wird die 35

vorerwähnte Stufe zweckmäßig abgestützt, so daß die Spann-

kräfte und auch die durch die Betriebsweise der Pumpe hervorgerufenen mechanischen Kräfte in Folge der Einwirkung des Nocken bei der Kraftstofförderung absorbiert werden können. Für kleine, mit hoher Drehzahl laufende Maschinen ist das Problem einer geeigneten Abstützung vor allem deshalb von größerer Bedeutung, weil die Größe der Einspritzdüse nicht verhältnismäßig verkleinert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit Druckzündung in einer einfachen und wirkungsvollen Form zu gestalten.

Erfindungsgemäß besitzt das Kraftstoffsystem einer Verbrennungskraftmaschine mit Druckzündung ein Gehäuse, welches sich auf den Zylinderkopf der Maschine montieren läßt und einheitlich mit einer Fassung ausgeführt ist, die die Kraftstoffeinspritzdüse aufnimmt, welche sich durch eine Bohrung am Zylinderkopf in den Verbrennungsraum der Maschine erstreckt; das Gehäuse nimmt weiterhin eine Einspritzpumpe mit hin- und hergehendem Plunger auf, wobei die Wirkungslinie des Plungers außerhalb der Düsenachse verläuft und das Gehäuse eine Eingriffsfläche aufweist, die mit einer komplementären Fläche des Zylinderkopfes der Maschine in Eingriff gelangt, um wenigstens einen Teil der Kräfte auf den Zylinderkopf zu übertragen, denen das Gehäuse aufgrund der Betriebsweise der Pumpe ausgesetzt ist.

In den Zeichnungen stellen dar:

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines

Zylinderkopfes einer Verbrennungskraftmaschine mit bekanntem Kraftstoffsystem, während

Figuren 2, 3 und 4 Ansichten entsprechend der Figur

1 sind und Beispiele für ein erfindungsgemäß geändertes Kraftstoffsystem veranschaulichen. 5

Figur 1 zeigt eine mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehene Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkopf 11, der in bekannter Weise durch Schraubbolzen mit dem Maschinenblock 12 verbunden ist. Letzterer ist in Üblicher Weise mit einem oder mehreren Zylindern 13 für Kolben 14 ausgeführt. Im speziellen Ausführungsbeispiel ist der Kolben noch ausgespart, um den Doppeiverbrennungsraum 15 zu bilden.

Innerhalb des Zylinderkopfes erkennt man ein paar Kanäle, von denen einer das Bezugszeichen 16 trägt, die der Einbringung der Verbrennungsluft in die Verbrennungskammer Sowie dem Auspuff aus der Verbrennungskammer dienen. Die Zeichnung unter dem Hauptteil der Figur läßt die Eingangs-

2Ö Öffnungen in die Wandung des Zylinderkopfes erkennen, der die obere Begrenzung des Verbrennungsraums bildet. Kegelventile, von denen eines mit 17 bezeichnet ist, steuern die Gasströmung durch die erwähnten Kanäle und sind mittels

Nocken auf einer Nockenwelle 18 im Zylinderkopf betätigbar. 25

Das Kraftstoffsystem weist weiterhin eine Kraftstoffpumpe und eine Einspritzdüse auf; der Hauptteil der Pumpe trägt das Bezugszeichen 19, während die Düse mit 20 bezeichnet ist. Letztere ist mit einer Spitze ausgeführt, die sich

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durch die erwähnte Seite des Zylinderkopfes in bekannter Weise erstreckt und mit einer oder mehreren Auslaßöffnungen versehen ist, durch welche Kraftstoff in die Verbrennungskammer gerichtet wird.

Der Hauptteil 19 der Pumpe besitzt ein Gehäuse, an welchem

die Einspritzdüse 20 befestigt ist, sowie einen Plunger 20 A, der teilweise aus dem Gehäuse herausragt, um im Eingriff mit einem Kipphebel 21 zu stehen, der von der Nockenwelle 18 betätigt wird. Die Achse des Plungers 20 A ist auf die Achse der Einspritzdüse ausgerichtet. Die Einspritzdüse ist von abgesetzter Ausführung, zu welcher die Bohrung im Zylinderkopf, durch welche sich die Düse erstreckt, eine komplementäre Form aufweist, so daß man durch zeichnerisch nicht wiedergegebene Spannmittel eine gasdichte Verbindung zwischen der Stufe der Bohrung und der Stufe des Einspritzdüsengehäuses schaffen kann. Die Stufe in der Bohrung muß den Spann" kräften widerstehen und gleichfalls den achsialen Druck aufnehmen, der auf den Plunger bei der Kraftstofförderung ausgeübt wird. Zusätzlich zu den Kanälen 16 besitzt der Zylinderkopf Kühlkanäle. Darüber hinaus ist festzustellen, daß die Einspritzdüse im wesentlichen in der Mitte zwischen den Ventilen liegt, so daß hierdurch der Zylinderkopf an dieser Stelle erheblich geschwächt ist. Bei großen Maschinen läßt sich die Stufe in der Bohrung hinreichend abstützen, so daß sie die Spannkräfte und den achsialen Druck des Plungers aufnehmen kann. Bei kleinen Maschinen besteht das Problem von der Abstützung der Stufe jedoch gleichfalls, und aus dem Grunde wurde das erfindungsgemaß geänderte Kraftstoffsystern geschaffen.

In Figur 2 sind, soweit irgend möglich, übereinstimmende Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet worden. Bei der Ausführungsform der Figur 2 besitzt das Pumpengehäuse ^u 19 einen seitlichen Ansatz 22, der die Kraftstoffeinspritzduese 20 trägt. Die Achse des Plungers 20 A und der Düse 20 sind in Bezug zueinander geneigt, und weiterhin bildet das Pumpengehäuse eine Eingriffsfläche 23 für den Eingriff mit einer komplementären Fläche 24 des Zylinderkopfes der Maschine an einer von den Kanälen 16

entfernten Stelle. Die Fläche 24 nimmt die Kraft des Plungers 20 A, die vom Nocken ausgeht, auf und unterliegt weiterhin der Spannkraft, die jedoch geringer ist, da die Dichtung zwischen der Einspritzdüse 20 und der Bohrung, in welcher sie angeordnet ist#abweichend ausgeführt ist» Man braucht keine Druckdichtung mehr; die aus einem kreisförmigen Ring bestehende Dichtung befindet sich in einer Nut im Gehäuse der Einspritzdüse; der mit der Wandung der Bohrung, in welcher sich die Einspritzdüse befindet, im Eingriff stehende Ring ist so angebracht, daß er als eine Gasdichtung wirkt.

Man erkennt, daß durch die Anwendung dieser Konstruktion der Kipphebel 21 entbehrlich ist, was indes bei dem besonderen Ausführungsbeispiel nur deshalb der Fäll ist, veil die Achse des Plungers A auf die Drehachse der Nockenwelle ausgerichtet ist. Bei anderen Ausführungsformen kann die Neigung zwischen den genannten Achsen geringer sein, indem die Achse des Plungers beispielsweise in vertlkaler Richtung verläuft. In diesem Falle würde es notwendig sein, einen Kipphebel 21 oder eine getrennte Nockenwelle vorzusehen.

Bei der in Figur 3 wiedergegebenen Ausführungsform ist der Zylinderkopf mit einer abgesetzten Bohrung 25 versehen, die sich in den Verbrennungsraum der Maschine erstreckt. Der Zylinderkopf ist mit einer Montagefläche 26 ausgeführt, gegen welche eine komplementäre Fläche des Pumpengehäuses 27 angepreßt ist. Das Pumpengehäuse 27 hat

einen Ansatz 28, der die Einspritzdüse 29 aufnimmt.

Letztere ist mittels einer üblichen Überwurfmutter 30 am Ansatz gehalten.

Das Gehäuse 27 und der A_nsatz mit der Überwurfmutter sind

so bemessen, daß ein geringes Spiel zwischen der Überwurf-

-δι mutter 30 und der Stufe in der Bohrung 25 besteht, um eine Dichtung zwischen der überwurfmutter und der Stufe anzuordnen, wobei ein gewellter Abdichtungsring verwendet werden kann. Die Achse der Düse steht rechtwinklig δ zur Eingriffsfläche des Gehäuses, die in Bezug auf die Fläche 26 komplementär ausgeführt ist. Das Gehäuse nimmt auch das mit 31 bezeichneten Pumpenteil mit dem hin- und herbeweglichen Plunger auf. Eine Rolle 32 ist als weiteres Teil der Pumpe ausgeführt und kann mittels eines an einer Nockenwelle, die zeichnerisch nicht dargestellt ist, befindlichen Nockens betätigt werden, für welche die mit 33 bezeichnete Drehachse besteht. Die Pumpenachse ist relativ zur Düsenachse versetzt; Schraubbolzen halten das Gehäuse am Zylinderkopf. Die Montagefläche 26 ist mit Abstand von der Stufe innerhalb der Bohrung 25 angeordnet und läßt sich somit genügend stark ausbilden, um der Pumpenkraft zu widerstehen. Indes verläuft die Wirkungslinie des Nockens unter einem Winkel zur erwähnten Montagefläche. Im Ergebnis ist daher die sich auswirkende Kraft parallel zur Montagefläche 26 gerichtet; um diese Kraft aufzufangen, ist ein Einsatz 34 im Gehäuse 27 vorgesehen, welcher in eine komplementäre Ausnehmung des Zylinderkopfes eingreift. Der Einsatz und die Aussparung bilden zylindrische Flächen, die der Kraftaufnahme dienen.

²^ Der Einsatz ist zweckmäßig von hohler Zylinderform und besitzt eine senkrecht zur Montagefläche 26 verlaufende Achse, die parallel zur Düsenachse 29 gerichtet ist. Mit Vorteil wird ein Teil des Zylinderkopfes mit einer Strebe 35 versehen, die im wesentlichen bezüglich der Pum-

penachse 31 ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden die von der Wirkung des Nockens ausgehenden Kräfte an einer Stelle auf den Zylinderkopf übertragen, die vom Zylinder entfernt liegt.

Nach Figur 3 wird die Kraftstoffmenge von der Pumpe zur

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angeschlossenen Maschine mittels eines mit dem allgemeinen Bezügs2eichen 36 versehenen Ventils gesteuert. Vorteilhaft ist die Strebe 35 mit einer Bohrung 36 A versehen, die einen Kraftstoffkanal bildet, während der Einsatz gleichfalls einen Weg für die Kraftstoffströmung vom Ventil 36 bildet.

Die verschiedenen Kraftstoffkanäle sind in Figur 4 innerhalb des Gehäuses 27 deutlicher dargestellt, wobei indes

JO zugleich eine Modifikation zur in Figur 3 dargestellten Anordnung wiedergegeben ist. Bei der Anordnung gemäß Figur 4 fehlt der Ansatz 34, und an seine Stelle tritt ein zylindrischer Einsatz 37 des Gehäuses 27, für den ein dichter Sitz in einer komplementären Aussparung 38 des Zylinderkopfes besteht; der Ansatz 37 und die Aussparung 38 bilden Zylinderflächen, die der Aufnahme von Kräften dienen, welche von der Pumpwirküng ausgehen. Wiederum ist eine Strebe 35 ausgebildet, die eine Stütze für den Wandabschnitt der Aussparung 38 bildet, der während des Betriebös den Ansatz 37 gegen die Seitenkräfte abstützt, die von der Einwirkung des Nockens auf die Rolle ausgehen. Figur 4 zeigt gleichfalls die Verwendung eines Dichtungsringes 29, um zwischen der überwurfmutter und der sie aufnehmenden Bohrung 25 eine Dichtung zu schaffen. Der Raum zwischen Ansatz 37 und der Dichtung 39 wird unter Kraftstoff gehalten, um den Pumpenzylinder über Eintrittsöffnungen 40 zu beaufschlagen. Zusätzliche Dichtungsringe befinden sich zwischen der Eingriffsfläche 26 und dem Gehäuse 27.

Leerseite

Claims

Kraftstoffsystem

Kraftstoffsystem für eine Verbrennungskraftmaschine mit Druckzündung, das eine in einem Gehäuse angeordnete Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem hin- und hergehenden Plunger und eine Kraftstoff-Einspritzdüse, die sich durch eine Bohrung im Zylinderkopf in den Verbrennungsraum der Maschine erstreckt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem auf den Zylinderkopf (11) montierbaren Gehäuse (19 , 27) versehen ist, das mit einer Fassung einteilig ausgeführt ist und die Einspritzdüse, (20, 29) aufnimmt, und daß die Wirkungslinie des Plungers (20 A) außerhalb der Richtung der Düsenachse verläuft, und daß das Gehäuse (19, 27) eine Eingriffsfläche (23) für eine dazu komplementäre Fläche (26) des Zylinderkopfes (11) der Maschine besitzt, die zumindest einen Teil der auf das Gehäuse (19, 27) durch die Pumpenbetätigung ausgeübten Kräfte auf den Zylinderkopf (11) überträgt.
2. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsfläche (23) des Gehäuses (19, 27) im wesentlichen rechtwinklig zur Wirkungslinie des Plungers (20 A) verläuft.
3. Kraftstoffsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß das Gehäuse (19, 27) mittels einer Spannverbindung an der Fläche (26) des Zylinderkopfes (11) gehalten ist.
4. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (27) eine weitere Eingriffsfläche aufweist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Dtisenachse erstreckt, und die betriebsmäßig gegen eine weitere Fläche des Zylinderkopfes (21) der Maschine gespannt ist, wobei die erstgenannte Eingriffsfläche (23) im wesentlichen senkrecht zur weiteren Eingriffsfläche verläuft.
5. Kraftstoffsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Eingriffsfläche (23) an einem zylindrischen Fortsatz des Gehäuses (19) befindet.
6. Kraftstoffsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erste Eingriffsfläche an einem Einsatz (34) des Gehäuses (27) befindet.