DD133346B1 - Foerderelement mit schraegsteuerkante fuer eine zylinderabschaltung fuer einspritzpumpen von dieselmotoren - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Förderelement mit Schrägsteuerkante für eine Zylinderabschaltung für Einspritzpumpen von Dieselmotoren, wobei in der Einspritzpumpe alle Kolben der Förderelemente winkelgleich bei der Regelung verdrehbar sind und deren Schrägsteuerkante eine an sich bekannte gleichförmige Steigung aufweist und für die abschaltbaren Förderelernente im wirksamen Bereich von Leerlauf und niedriger Laststellung eine einen Drosselspalt sehr geringen Querschnittes bildende zurückgesetzte Fläche geringer Tiefe vorhanden ist

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Vorbekannt ist es durch das DT-P 1 576 310 für übliche Eeiheneinspritzpumpen eine Anzahl von Pampenelementen vorzusehen, bei denen der Kolben in der Weise verändert ist, daß im Leerlauf und imiauntersten Lastbereich kein wirksamer Förderhub mehr erfolgt. Dies ist einerseits durch eine Schrägsteuerkante mit unterschiedlichen Steigungen am Pumpenkolben zu erreichen, Fig« 6 des DT-P oder aber durch die Verbreiterung.der Rückfördernute in der Richtung, daß die Schrägsteuerkante am Umfang gekürzt ist, realisierbar, Fig, 2 des DT-P. Während eine Schrägsteuerkante mit unterschiedlichen Steigungen bei Verringerung der Motorbelastung eine allmählich stärkere Mengenminderung gegenüber den übrigen Zylindern bewirkt, verursacht die Verbreiterung der Rückfördernut ein abruptes Aussetzen der Förderung, Die vorbeschriebenen Abregelvorgänge sind im wesentlichen nur von der Regelstangenstellung abhängig, nicht aber von der Motordrehzahl.

Dies ist nachteilig, da die abgeschalteten Zylinder unnötigerweise bis zur Nenndreh, zahl abgeschaltet bleiben und zu einem KraftstoffraeUrverbrauch führen.

Auch ist es durch die US-PS 3 974 810 vorbekannt, daß ein abschaltbares Förderelement, der eingangs bestimmten Gattung im wirksamen Bereich von Leerlauf und niedriger Laststellung eine einen Drosselspalt sehr geringen Querschnittes bildende zurückgesetzte Fläche geringer Tiefe aufweist· Dabei kann diese Fläche parallel zur Kolbenoberkante begrenzt sein· Nachteilig ist bei dieser Lösung, daß die tragenden Flächen am Kolben ungünstig verteilt sind, was einen höheren Verschleiß nach sich zieht. Weiterhin ist durch die DT-OS 2 429 423 vorbekannt, ein Element mit Schrägsteuernut und einer zentrisch angeordneten Bohrung im Kolben sowie einer sehr kleinen Quer-, bohrung in der Kolbenwandung auszuführen, die besonders im niedrigen Lastbereich und bei Leerlauf wirksam ist. Hiermit wird erreicht, daß sich bei niedriger Laststellung und fallender Motordrehzahl eine stärkere Abregelung ergibt· Es entstehen damit fließende Übergänge in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit für die allmähliehe Abschaltung der Förderelemente bei niedrigen Laststellungen und Drehzahlen. Durch die Zentralbohrung im Kolben und die sehr kleine Querbohrung strömt der Kraftstoff über die Rückströmbohrung im Elementzylinder ab. Damit wird die wirksame Förderung im Leerlauf und unterem Teillastbereich verhindert. Bei ansteigender Drehzahl vergrößert sich die vom Kolben verdrängte zeitliche Kraftstoffmenge während sich der Zeitquerschnitt der kleinen Abschaltbohrung in gleichem Maße verringert, so daß die Kraftstofförderung drehzahlabhängig früher einsetzt. Mit zunehmender Drehzahl verlagert sich der Zuschaltpunkt der abgeschalteten Zylinder zu immer geringeren Regelstangenwegen. Nachteilig ist, daß sich die Lösung der DT-OS 2 429 4-23 nur bei Pumpenkolben mit zentraler Bohrung anwenden läßt.

Ziel der Erfindung:

Bei Förderelementen mit Eückfördernut und einer Schrägsteuerkante, die in niedrigen LastStellungen und bei Leerlauf keine wirksame Förderung gegenüber den übrigen Förderelementen bei winkeIgleicher Verdrehung aufweisen, soll ein dynamisches Verhalten der Abschaltung in Abhängigkeit von der Drehzahl erzielt werden. Dabei soll die erfindungsgemäße Änderung eine günstigere Verteilung der tragenden Flächen am Kolben gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schrägsteuerkanten-Förderelement der vorbeschriebenen Gattung so zu gestalten, daß es ein dynamisches Verhalten in Form einer allmählichen Absenkung der Kraftstoffeinspritzmengen mit fallender Motordrehzahl und völliger Abschaltung bei niedriger Laststellung und im Leerlauf gewährleistet^ und dessen Herstellung hinsichtlich des Läppens des Elementes sowie der zu fordernden Toleranzen für den Drosselspalt sicher beherrschbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zurückgesetzte Fläche sich parallel in einem Abstand von der achsparallelen Rückfördernut erstreckt, wobei der Abstand in seiner Breite geringer als der Durchmesser der Überströmbohrung ist.

Vorteilhaft kann sich die zurückgesetzte Fläche in an sich bekannter Weise in einem Abstand von der Kolbenoberkante beginnend erstrecken.

In v/eiterer Ausgestaltung kann dabei die zurückgesetzte Fläche eine innere Begrenzung mit spitzerem Winkel als die Schrägsteuerkante aufweisen.

Mit den vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungen ist es möglich, eine bessere Verteilung der tragenden Flächen am Kolben zu realisieren, was ein günstigeres Verschleißverhalten nach sich zieht.

Für das dynamische last- und dreh.zab.labh.angi.ge Abschalten und Mindern des Kraftstoffes werden bei vorzugsweise nur nach unten offenen Drosselspalt günstige Verhältnisse für das dynamisch beeinflußte Abströmen durch die .längere Spaltlänge bei nur einem Abströmquerschnitt des Spaltes erzielt.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Förderelemente ist hinsichtlich des Läppens der Elemente und der zu erzielenden Toleranzen für den Drosselspalt sicherer beherrschbar. Die erfindungsgemäße Lösung verhindert im Gegensatz zu den vorbekannten Konstruktionen die Bildung einer ungünstigen Spitzkante am Übergang des Drosselspaltes zur axialen Nut, deren Form durch übliche Streuung bei der Bearbeitung vielfältig ausfällt, wodurch eine große Streuung der dynamischen Charakteristik der Drosselwirkung verursacht wird. Mit dieser Ausführung ist ein dynamisches Verhalten der Fördermengenverringerung und -abschaltung sicher reproduzierbar zu erreichen. Im einzelnen ist das dynamische Verhalten der Fördermengenverringerung in dem Ausführungsbeispiel erläutert.

Ausführungsbeispiel:

Anhand einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Es zeigen:

Fig· 1 ein Förderelement mit einem Kolben, der eine zurückgesetzte Fläche aufweist, die sich parallel in einem Abstand von der achsparallelen Absteuernut erstreckt.

Fig· 1a eine Draufsicht auf Zylinder und Kolben mit einem Teilschnitt A-A gemäß Fig. 2

Fig· 2 ein Förderelement mit einem Kolben, der eine zurückgesetzte Fläche aufweist, deren innere Begrenzung einen spitzeren Winkel als die Schrägsteuerkante 3 aufweist.

Fig· 3 ein Diagramm der Fördermenge Q von normalen und von erfindungsgemäßen Förderelementen in Abhängigkeit vom Regelweg im Bereich von Leerlauf und Teillast bei verschiedenen Drehzahlen n^ und n~ (TJ/min)

Fig. 4 ein Diagramm der Fördermenge Q eines erfindungsgemäßen und normalen Förderelementes in Abhängigkeit von verschiedenen Drehzahlen im Intervall von n^j bis n₂ bei konstanter Regelstangenstellung ^RWL.

Die Förderelemente bestehen prinzipiell aus einem Kolben 1, der in einem Zylinder 2 eingeläppt ist, wobei der Kolben 1 eine Schrägsteuerkante 3 aufweist, die sich von einer Rückfördernut 5 ausgehend erstreckt. Der wirksame Förderhub des Kolbens 1 wird durch Verdrehen des Kolbens gegenüber dem feststehenden Zylinder 2 erreicht, wobei eine Förderung nur eintritt, solange die Überströmbohrung 4 im Zylinder 2 von einem Bereich des Kolbens 1 zwischen der Kolbenoberkante 7 und der Schrägsteuerkante 3 überdeckt ist·

In Fig. 1 weist der Kolben 1 im Bereich der Überströmbohrung 4 bei Leerlauf und niedrigen Laststellungen eine zurückgesetzte Fläche 60 auf· Diese Fläche beginnt in einem Abstand 71 von der Kolbenoberkante 7 und erstreckt sich in einen Abstand 51 von der Absteuernut 5 beginnend in Richtung des Verlaufes der Schrägsteuerkante 3·

Die zurückgesetzte Fläche 60 entsteht durch ein sehnenartiges Abschleifen des Kolbens, in dem aus Fig. 1a ersichtlichen Bereich. Der Abstand 51 von der Absteuernut ist dabei geringer als der Durchmesser der Überströmbohrung 4. In Fig. 2 ist die ebenfalls nur wenig zurückgesetzte Fläche 62 als ein Schräganschnitt im Abstand 51 von der Absteuernut 5 beginnend zur Schrägsteuerkante 3 ausgeführt. Dabei schließt die sich bildende Begrenzungskanto 8 einen spitzeren Winkel als die Schrägsteuerkante 3 gegen-

über der parallel zur Kolbenachse verlaufenden Absteuernut 5 ein.

In Fig. 3 ist die Fördermenge von einzelnen Elementen in Abhängigkeit vom Hegelweg R^ im Bereich von Leerlauf und Schwachlast mit zwei konstanten Drehzahlen als Parameter ru; n~ dargestellt. Die mit N bezeichneten Förderkurven stellen das Verhalten von normalen Förderelementen dar, wobei die Drehzahl n^ der Leerlauf drehzahl und n₂ der Nenndrehzahl entspricht. Mit E sind jeweils die Fördermengenkurven zu den vorgenannten Drehzahlen für erfindungsgemäße Förderelemente, insbesondere solcher nach Fig. 1 dargestellt, bezeichnet. Es ist deutlich erkennbar, daß bei der Leerlaufdrehzahl n* die erfindungsgemäßen Förderelemente erst nach einem größeren Regelweg R^. zu fördern beginnen als die normalen Förderelemente. Bei der Nenndsehzahl xi^ unter Last bleibt die Fördermenge der erfindungsgemäßen Förderelemente unter der normaler Elemente, erreicht jedoch deren Fördermenge oberhalb des Teillas.tbereich.es.

Weiterhin bezeichnet in Fig. 3 Q* die Leerlaufeinspritzmenge und R^ die Regelstangenstellung bei eingestellter Leerlaufeinspritzmenge.

In Fig. 4- ist das Verhalten der Fördermenge Q bei konstanter Regelstangenstellung R- im Drehzahlintervall zwischen ibj und n~ dargestellt. Es ist erkennbar, daß das Normalelement N in seiner Fördermenge etwa linear ansteigt, während das erfindungsgemäße Element E oberhalb der Leerlaufdrehzahl n^ bei 0 beginnend seine Fördermenge mit steigender Drehzahl unlinear ansteigt. Die Charakteristik des Förderverhaltens des erfindungsgemäßen Elementes ist in Fig. 4 erkennbar, die durch die erfindungsgemäße Gestaltung gut reproduzierbar ist.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Förderelement mit Schrägsteuerkante für eine Zylinderabsclialtung bei Einspritzpumpen von Dieselmotoren, wobei in der Einspritzpumpe alle Kolben der Förderelemente winkelgleich bei der Regelung verdrehbar sind und deren Schrägsteuerkante eine an sich bekannte gleichförmige Steigung aufweist und für die abschaltbaren Förderelemente im v/irksamen Bereich von Leerlauf und niedriger Lastatellung eine einen Drosselspalt sehr geringen Querschnittes bildende zurückgesetzte Fläche geringer Tiefe vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet,

   daß die zurückgesetzte Fläche (60) sich parallel in einem Abstand (51) von der achsparallelen Rückfördernut (5) erstreckt, wobei der Abstand (51) in seiner Breite geringer als der Durchmesser der Überströmbohrung (4) ist.
2. 2. Fördereiement nach Punkt 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die zurückgesetzte Fläche (60) sich in an sich bekannter Weise in einem Abstand (71) von der Kolbenoberkante (7) beginnend erstreckt.
3. 3. Fördere leine nt nach Punkt 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die zurückgesetzte Fläche (62) eine innere Begrenzung (8) mit spitzerem Winkel als die Schrägste uerkante (3) aufweist.

   Hienu JLJieiien Zeichnungen