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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, im Pumpengehäuse gelagerten Verteilerrotor, der zumindest einen in einer radialen Bohrung des Verteilerrotors angeordneten Pumpenstempel aufweist, welcher an seiner vom Pumpenarbeitsraum abgewandten Seite mit einem den Verteilerrotor umge- benden Nockenring zusammenwirkt, wobei die radiale Bohrung mindestens eine Absteuerbohrung aufweist, die von einer am Pumpenstempel angeordneten Steuerkante gesteuert wird.
Aus der DE 35 24 746 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, bei der zur Erzielung eines schnellen Schliessvorganges der Pumpenkolben mit einer Steuerfurche versehen ist. Abhängig von der Einstellung des Kolbens steuert dieser Kolben nach Zurücklegung einer gewissen Wegstrecke des Förderhubes eine Steuerkante auf, wodurch die Beendigung des Einspritzvorganges bewirkt wird. Bei einer solchen bekannten Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, in wirksamer Weise eine Voreinspritzung mit einfachen Mitteln zu realisieren. Dadurch sind der Verminderung des Schad- stoffausstosses solcher Motoren deutliche Grenzen gesetzt.
Weiters ist eine Einspritzpumpe aus der DE 22 61 988 A bekannt. In einem Pumpengehäuse ist ein Verteilerrotor drehbar gelagert, der über seinen Endabschnitt von der Brennkraftmaschine antreibbar ist, welche ihrerseits mit der Einspritzpumpe in Verbindung steht. Der Verteilerrotor weist eine ihn radial durchsetzende Bohrung auf, in welcher sich ein Paar hin- und herbeweglicher Pumpenstempel befindet, weiche in der radialen Bohrung einen Pumpenarbeitsraum begrenzen.
Die Pumpenstempel liegen mit ihren äusseren Enden an Stösselschuhen an, welche Rollen tragen, die in radialen Schlitzen des Verteilerrotors geführt sind. Die Rollen wirken mit einem kreisförmigen Nockenring zusammen, auf dessen Innenring sich mehrere Nocken befinden. Der Pumpenarbeits- raum zwischen den Pumpenstempeln steht mit einem sich in Längsrichtung des Verteilerrotors erstreckenden Kanal in Verbindung. Dieser Kanal weist radiale Bohrungen auf, die je nach Dreh- winkel des Verteilerrotors während des Förderhubes mit der Druckleitung zu den Einspritzdüsen oder während des Füllhubes mit der eine Dosiereinrichtung aufweisenden Kraftstoffzuleitung verbunden werden.
Nachteilig bei einer solchen Einspritzpumpe ist es, dass bei grossen Einspritz- mengen auch die Einspritzrate am Beginn der Förderung ansteigt, wodurch eine Erhöhung des Verbrennungsgeräusches verursacht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Kraftstoff- einspritzpumpe zu schaffen, die mit einfachen Mitteln die Erzielung einer Voreinspritzung ermög- licht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Austrittsöffnung der im Bereich des Maximalhubes des Pumpenstempels angeordneten Absteuerbohrung bei Überschreiten einer definierten Hubhöhe beim Förderhub des Pumpenstempels von der Steuerkante verschlossen wird und nur bei grösseren Einspritzmengen ein Teil des Kraftstoffes abgesteuert wird. Am Beginn des Förderhubes des Pumpenstempels wird nun ein Teil des Kraftstoffes abgesteuert, sodass hohe Ein- spritzraten zu Beginn des Einspritzvorganges vermieden werden. Dadurch wird der Effekt einer Voreinspritzung erzielt. Die Lage der Steuerkante ist im allgemeinen so, dass der Kolben nur bei grösseren Einspritzmengen während des Füllhubes die Steuerkante erreicht.
Bei kleineren Ein- spritzmengen, wo eine Voreinspritzung nicht erforderlich ist, wird kein Kraftstoff abgesteuert, da die Absteuerbohrung während des gesamten Förderhubes verschlossen bleibt.
Erst bei grösseren Kraftstoffmengen, wenn die Pumpenstempel während des Füllhubes eine bestimmte Hubhöhe überschreiten, wird durch die Steuerkante am Pumpenstempel die Austritts- öffnung in Abhängigkeit von der vorgelagerten Kraftstoffmenge geöffnet.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere einem Pumpenstempel zugeordnete Absteuerbohrungen vorhanden sind, deren Austrittsöffnungen bezogen auf die Steuerkante des Pumpenstempels in Hubrichtung versetzt angeordnet sind. Durch die Anbringung mehrerer Absteuerbohrungen, welche nicht gleichzeitig von der Steuerkante überstrichen werden, ist es möglich, die Einspritzrate am Förderbeginn den Erfordernissen der Brennkraftmaschine noch besser anzupassen. Dabei ist es durchaus möglich, mehrere Absteuerbohrungen in einer Höhe anzubringen und den Pumpenstempel mit einer schrägen Steuerkante auszustatten.
Soll die abzusteuernde Menge linear mit dem Hub des Pumpenstempels ansteigen, so ist in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Austrittsöffnung der Absteuerbohrung einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen Längsseite gegebenenfalls parallel zur Achse des Pumpenstempels liegt.
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Besonders einfach lässt sich der erfindungsgemässe Gedanke weiterentwickeln, wenn bei einem Verteilerrotor mit mehreren Pumpenstempeln, oder bei sich jeweils paarweise gegenüberliegenden Pumpenstempeln nur einem Pumpenstempel Absteuerbohrungen zugeordnet sind.
Schliesslich ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass jeder mit der Steuerkante ausgestattete Pumpenstempel einen zum Arbeitsraum gerichteten Fortsatz aufweist, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der der radialen Bohrung im Verteilerrotor. Durch die Anbringung von zum Arbeitsraum gerichteten Fortsätzen lässt sich der Pumpenschadraum auf einfache Weise klein halten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei- gen Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Erfindung nach der Linie l-l in Fig. 2, Fig. 2 einen teilweisen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1, die Fig. 3,4 ein anderes Aus- führungsbeispiel in gleicher Schnittdarstellung wie Fig. 1 bzw. 2, die Fig. 5a ein Detail aus der Fig. 2, die Fig. 5b bis 5d verschiedene Ausführungsvarianten des Details nach Fig. 5a und Fig. 6 ein Hubdiagramm des Pumpenstempels.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe weist einen in einer Bohrung 1' des Pumpengehäuses 1 drehbar gelagerten Verteilerrotor 2 auf, der an einem Endabschnitt 3 über eine mit einem Zapfen 4 zusammenwirkende Welle 5 von der Brennkraftmaschine antreibbar ist. In dem aus dem Gehäuse 1 hervorstehenden Endabschnitt 3 des Verteilerrotors 2, welcher einen grösseren Durchmesser aufweist als der in der Bohrung 1' des Gehäuses 1 gelagerte Teil 6, befindet sich eine durchgehende radiale Bohrung 7, welche auf die Achse 8 des Verteilerrotors 2 normal steht. Die radiale Bohrung 7 nimmt zwei gegenüberliegende Pumpenstempel 9 auf, welche zusammen mit der Bohrung 7 einen Arbeitsraum 10 definieren.
An seinem dem Arbeitsraum 10 abgewandten Ende liegt jeder Pumpenstempel 9 an einem in einem radialen Schlitz 11 des Verteilerrotors 2 geführten Rollenschuh 12 an, welcher seinerseits je eine Rolle 13 trägt. Die Rollen 13 arbeiten mit einem kreisförmigen Nockenring 14 zusammen, welcher an einem Gehäuseteil 15 befestigt ist. Am Innenumfang 16 des Nockenringes 14 befinden sich die Nocken 17, deren Nockenkontur aus Fig. 2 ersichtlich ist. Es ist natürlich im Rahmen der Erfindung auch möglich, eine andere Nockenzahl bzw. andere Nockenkonturen zu wählen.
Im Teil 6 des Verteilerrotors befindet sich, ausgehend vom Arbeitsraum 10, eine zentrale Bohrung 18, die an ihrem vom Arbeitsraum 10 abgewandten Ende mit einer radialen Verteiler- bohrung 19 in Verbindung steht. Diese Verteilerbohrung 19 mündet - je nach vorliegendem Dreh- winkel des Verteilerrotors 2 - in eine von mehreren am Umfang des Gehäuses 1 verteilten Druck- bohrungen 20, die ihrerseits zu den jeweiligen Einspritzdüsen der nicht weiter dargestellten Brenn- kraftmaschine führen.
Die Bohrung 1' des Pumpengehäuses weist eine ringförmige Nut 21 auf, die mit dem Kraft- stoffzulauf 22 verbunden ist. Ausgehend von der Nut 21 führt eine Bohrung 23 zu einer Dosier- vorrichtung 24, welche über ein Drehventil 25 mit Schrägkante 26 verfügt, mittels welcher die benötigte Kraftstoffmenge über eine weitere radiale Bohrung 33 im Verteilerrotor 2 der zentralen Bohrung 18 zugeführt wird.
Der Arbeitsraum 10 des Verteilerrotors 2 weist zumindest eine Absteuerbohrung 27 auf, dessen Austrittsöffnung 28 bei Überschreiten einer definierten Hubhöhe S1 des Pumpenstempels 9 im Bereich des Maximalhubes von dessen Steuerkante 29 aufgesteuert wird. Beim Erreichen der Hubhöhe S2 ist der gesamte Querschnitt der Austnttsöffnung 28, durch welche Kraftstoff in den Niederdruckbereich der Einspritzpumpe abströmen kann, frei. Bei geringen einzuspritzenden Kraft- stoffmengen wird die Hubhöhe S1 von der Steuerkante 29 des Pumpenstempels 9 nicht erreicht und die Einspritzpumpe arbeitet auf herkömmliche Art.
Bei Erhöhung der Einspritzmenge wird der
Pumpenstempel über die Hubhöhe S1 angehoben, sodass beim nachfolgenden von den Nocken 17 bewirkten Förderhub am Beginn der Förderung ein Teil des Kraftstoffes durch die Absteuerbohrung 27 abgesteuert wird, wodurch die Einspritzung nicht schlagartig beginnt und die Geräuschent- wicklung auch bei höheren Einspritzmengen verringert wird.
Die Steuerkante 29 wird hier durch eine einen Fortsatz 30 bildende Eindrehung am Pumpen- stempel 9 gebildet. Es ist natürlich auch möglich, die den Arbeitsraum 10 zugewandte Kreisfläche als Steuerkante auszubilden, womit die Eindrehung wegfallen würde.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind jeweils gleiche Teile mit gleichen Bezugs- zeichen versehen.
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In den Fig. 3 und 4 wird ein Verteilerrotor 2 einer Kraftstoffeinspritzpumpe dargestellt, welcher zwei aufeinander normal stehende radiale Bohrungen 7 aufweist. Beide radiale Bohrungen 7 nehmen je zwei Pumpenstempel 9 auf, die in der oben beschriebenen Art mit dem den Verteiler- rotor 2 umgebenden Nockenring 14 zusammenwirken. Die in Fig. 4 ersichtlichen, vertikal ver- schiebbaren Pumpenstempel 9 weisen je eine Steuerkante 29 auf, wovon die in der Abbildung untere mit der Absteuerbohrung 27 zusammenwirkt. Es wäre im Rahmen der Erfindung natürlich auch möglich, auch die horizontal liegenden Pumpenstempel 9 mit Steuerkanten zu versehen und einem oder beiden der Pumpenstempel Absteuerbohrungen zuzuordnen.
In Fig. 5a wird die Austrittsöffnung 28 der Absteuerbohrung 27 im Detail dargestellt, und zwar in einer Schnittführung entsprechend Fig. 2 oder 4. Zur besseren Übersichtlichkeit wurde der in der radialen Bohrung 7 geführte Pumpenstempel weggelassen und lediglich durch seine zentrale Achse 31 angedeutet. Der im radialen Schlitz 11des Verteilerrotors 2 geführte Rollenschuh wurde ebenfalls weggelassen. Die mit S1 bezeichnete Hubhöhe bezeichnet den Förderbeginn für kleine Einspritzmengen, wo kein Kraftstoff abgesteuert wird, jene mit S2 den Förderbeginn für grosse Ein- spritzmengen, wobei bei Einspritzbeginn ein Teil des Kraftstoffes abgesteuert wird.
Die Fig. 5b bis 5d zeigen Ausführungsvarianten der Absteuerbohrungen. So sind aus Fig. 5b mehrere am Umfang der Bohrung 7 verteilte, gleichzeitig aufgesteuerte Austrittsöffnungen 28 ersichtlich. Die von den Austrittsöffnungen wegführenden Absteuerbohrungen 27 können dabei entweder radial oder auch zueinander parallel nach aussen geführt werden.
Nach Fig. 5c ist es auch möglich, mehrere in Hubrichtung versetzte Absteuerbohrungen 27 vorzusehen und so den Bereich zwischen S1 und S2 zu vergrössern. Der gleiche Effekt liesse sich jedoch auch durch die Ausführungsvariante nach Fig. 5b erreichen, wenn man den Pumpenstem- pel mit einer schrägen Steuerkante ausstattet.
Bei der Ausführung nach Fig. 5d weist die Austrittsöffnung 28' einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei dessen Längsseite 32 parallel zur Achse 31 des Pumpenstempels liegt. Es ist natürlich auch möglich zur Erzielung anderer Absteuercharakteristiken Austrittsöffnungen mit anderen Quer- schnitten vorzusehen, beispielsweise quadratische oder dreieckige.
In Fig. 6 ist das Hubdiagramm des Pumpenstempels einer erfindungsgemässen Einspritzpumpe dargestellt. Auf der Abszisse des rechten Teildiagramms ist der Nockenwinkel a aufgetragen, auf der gemeinsamen Ordinate der Hub H des Pumpenstempels, wobei De das Förderende bezeich- net. Von S2 bis S1 wird die Austrittsöffnung von der Steuerkante überstrichen, wobei die jeweils für die Absteuerung wirksame freie Fläche der Austrittsöffnung aus dem linken Teildiagramm ersicht- lich ist, auf dessen Abszisse die Fläche A der Austrittsöffnung aufgetragen ist, wobei Am bei voll- ständiger Öffnung der Austrittsfläche erreicht wird. Die Kurve im linken Teildiagramm entsteht beispielsweise beim Überstreichen einer Austrittsöffnung nach Fig. 5a.
Die Ausführungsvarianten nach Fig. 5b bis 5d erzeugen entsprechend andere Kurvenformen, beispielsweise würde bei der Ausführungsvariante nach 5d ein linearer Zusammenhang zwischen Hubhöhe und aufgesteuerter Fläche entstehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1 Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, im Pumpengehäuse gelagerten Verteilerrotor, der zumindest einen in einer radialen Bohrung des Verteilerrotors angeordneten Pumpenstempel aufweist, welcher an seiner vom Pumpenarbeitsraum abgewandten Seite mit einem den Verteilerrotor umge- benden Nockenring zusammenwirkt, wobei die radiale Bohrung mindestens eine Absteuer- bohrung aufweist, die von einer am Pumpenstempel angeordneten Steuerkante gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung (28;
28') der im Bereich des
Maximalhubes des Pumpenstempels (9) angeordneten Absteuerbohrung (27) bei Über- schreiten einer definierten Hubhöhe (S1) beim Förderhub des Pumpenstempels (9) von der
Steuerkante (29) verschlossen wird und nur bei grösseren Einspritzmengen ein Teil des
Kraftstoffes abgesteuert wird.