DE3624134A1 - Einspritzpumpe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffein­ spritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere auf den Aufbau des Kolbens derartiger Pumpen.

Es hat sich gezeigt, daß bei herkömmlichen Einspritz­ pumpen, die insbesondere bei Großmotoren mit 12 bis 20 Zylinder und einer Leistung von bis zum 400 KW pro Zylinder eingesetzt werden, unerwartete Kolbenfresser auftreten. Die Schadstellen liegen dabei meist im Bereich der Steuerbohrungen sowie hinten am Zylinder. Die Ursachen für diese Kolbenfresser können verschiedener Art sein; bedingt sind sie jedoch fast immer durch Partikel, die in die Passungs­ zone gelangen. Diese Partikel können aus dem Urschmutz der Pumpe und dem Niederdruckkreislauf stammen, bei der Montage entstehen oder einfach im Kraft­ stoff vorhanden sein. Ursächlich sind auch die Belastungs- und Bewegungsverhältnisse bei derartigen Großmotoren, bei denen auch oft schnelle und große Laständerungen vorkommen, die zu Mischreibung und damit zu adhäsivem Verschleiß führen.

Sehr nachteilig ist dabei aber noch, daß Folgeschäden, z.B. an der Druckplatte, am Mitnehmer und Stößel der Einspritzpumpe, auftreten können.

Mit den bisherigen Materialien für die Kolben und der bislang üblichen Oberflächenbehandlung der Kolben konnten die genannten Schwierigkeiten nicht überwunden werden.

Vorteile der Erfindung

Hier will also die Erfindung Abhilfe schaffen, indem vorgeschlagen wird, die Kolben für Einspritz­ pumpen aus hochtemperaturfestem, pulvermetallurgisch hergestelltem Schnellarbeitsstahl zu machen und im sogenannten PVD-Verfahren mit Titannitrid (TiN) zu beschichten. Erstens kann die TiN-Schicht 3 bis 4 µm dick sein, wobei diese Schichtdicke der zulässigen Passungstoleranz entgegenkommt, die bei derartigen Einspritzpumpen im µm-Bereich liegt. Bei diesen Pumpen dienen bekanntlich die einander berührenden Flächen von Kolben und Zylinder als Hochdruckdichtung. Zweitens läßt sich der Schnell­ arbeitsstahl mit seinem homogenen Gefüge sehr gut bearbeiten und ohne Festigkeitsverlust beschichten.

Das PVD-Verfahren oder auch Ionenplattieren genannte Verfahren benötigt in vorteilhafter Weise keine hohen Prozeßtemperaturen, die somit unter der Anlaßtemperatur von etwa 550° gehalten werden können. Die TiN-Beschichtung kann daher auch als letzter Arbeitsgang durchgeführt werden, ohne daß sich dabei das Stahlgefüge ändert. Mit dieser Kombination erhält man außerdem bisher nicht er­ wartete Laufeigenschaften. Hinzu kommt, daß sich dieser spezielle Schnellarbeitsstahl bei der Wärme­ behandlung weniger verzieht als die üblicherweise für Pumpenkolben von Einspritzpumpen verwendeten Stähle.

Zeichnung

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung gezeigt anhand eines Zylinders und Pumpenkolbens einer Einspritzpumpe für den Großmotoreneinsatz.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In einem Pumpenzylinder 1 mit Steuerbohrungen 2 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet axial verschieblich und radial selbstdichtend ein Pumpen­ kolben 3. Am unteren Ende 4 des Pumpenkolbens 3 greifen die nicht dargestellten Antriebsmittel des Kolbens 3 an.

In der Mantelfläche des oberen Teils 5 des Pumpen­ kolbens 3 sind Steuernuten 6 vorhanden, die mit den Steuerbohrungen 2 des Pumpenzylinders 1 zusammen­ wirken.

Der Kolben 3 besteht nun erfindungsgemäß aus hoch­ temperaturfestem, pulvermetallurgisch hergestelltem Schnellarbeitsstahl und ist in seinem Laufflächen­ bereich mit einer TiN-Schicht 6 beschichtet, die ca. 3 bis 4 µm dick und sehr hart ist und keine Neigung zu adhäsivem Verschleiß zeigt. Natürlich kann auch der gesamte Kolben beschichtet werden, wenn sich dieses aus praktischen Gründen ergibt.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen insbesondere für den Einsatz bei Großmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben aus hochtemperatur­ festem, pulvermetallurgisch hergestelltem Schnell­ arbeitsstahl besteht und mindestens in seinem Lauf­ bzw. Arbeitsoberflächenbereich mit einer Titannitrid­ (TiN)-Schicht (6) von etwa 3 bis 4 µm nach dem PVD-Verfahren beschichtet ist.