DD151205A5

DD151205A5 - Brennstoffeinspritzpumpe fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DD151205A5
Application number: DD80221424A
Authority: DD
Inventors: Dirk Bastenhof; Roger Brisson; Claude Bonniot
Original assignee: Semt
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1981-10-08
Also published as: AU5882880A; YU42508B; YU142580A; KR840001289B1; US4426198A; JPS55161958A; CS375080A2; FR2482669A2; EP0020249B1; PL136603B1; EP0020249A1; FR2482669B2; ES8103592A1; ES491946A0; DE3069004D1; KR830003002A; JPH0214542B2; CS243455B2; AU544751B2; PL224562A1

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Brennstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen liegt, besteht die Aufgabe darin, einen einwandfreien Voreinspritzungsvorgang zu gewaehrleisten. Als Loesung hierzu ist nunmehr vorgesehen, dasz gegenueber den bekanten Einspritzpumpen die erfindungsgemaesze Einspritzpumpe zusaetzliche Brennstoffeinlaszkanaele umfaszt, die mit einer in der Umfangsflaeche des Kolbens 2 vorgesehenen kreisfoermigen Nut zusammenwirken, wobei diese Nut mit der Brennstoffaufnahmekammer der Pumpe staendig in Verbindung steht. Die Einlaszkanaele und die Nut sind so angeordnet, dasz die Verdraengung von Brennstoff aus der Pumpe heraus unterbrochen werden kann, wenn die Nut im Laufe der Hubbewegung des Kolbens gegenueber den Einlaszkanaelen gelangt. Die erste Phase der Verdraengung dient zur Durchfuehrung einer Voreinspritzung, waehrend die zweite Phase dieser Verdraengung die eigentliche Haupteinspritzung bewirkt. Die Dieselmotoren stelltn z.B. ein Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung dar.

Description

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F02M/221 424

Brennstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine -Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe zur Einspritzung von Brennstoff in den Zylinder einer Brennkraftmaschine.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Einspritzpumpen bekannt, welche eine Brenn-Btoffaufnahmekammer aufweisen, die in einem zy linde rf örmigen Körper begrenzt ist und durch die wechselweise Hin- und Her-Bewegung eines Kolbens zwischen einer oberen Totpunkt stellung und einer unteren Totpunktete llung innerhalb des genannten Körpers ein veränderliches Volumen aufweist, wobei die Brehnstoffaufnahmekammer mit mindestens einer Brennstoffzufuhröffnung versehen ist, die mit einer Brennstoffquelle mit verhältnismäßig geringem Druck verbunden ist und während der Bewegung des Kolbons von der unteren Totpunktstellung zu der oberen Totpunktstellung hin verschlossen werden kann, um die Verdrängung des Brennstoffes der Brennstoffaufnahmekammer in Richtung auf eine mit einem Zylinder des Motors zusammenwirkende Einspritzdüse zu ermöglichen, während der Kolben mit mindestens einer an seinem Umfang angeordneten schraubenförmigen Auskehlung, die bis zu einer axialen Rille reicht sowie mit einer kreisförmigen Nut versehen ist, die innerhalb der Brennstoffaufnähmekammer mit der axialen Rille verbunden ist.

Die bekannten Einspritzpumpen dieser Art sind mit dem Nachteil behaftet, daß die in einem Zylinder vor der Zündung eingespritzte Brennstoffmenge verhältnismäßig groß sein kann, ?iann die Zündung ziemlich viel Zeit in Anspruch nimmt, weil die zugeführt© Luft zu kalt ist oder wegen der schlech-

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ten Qualität des eingesetzten Brennstoffes» Wenn die Zündung endlich stattfindet, entflammt eine große Brennstoffmenge, so -daß der Druck in der Verbrennungskammer stark erhöht wird und die Bestandteile des Motors, wie z. B· die Zylinderlaufbüchse oder Wellenlagern starken Beanspruchungen ausgesetzt werden, welche zu Dichtigkeitsproblernen insbesondere im Bereich der Zylinderkopfdichtung sowie zu erhöhten Laufgeräuschen führen«

Wie an sich bekannt, können diese Schwierigkeiten dadurch behoben werden, daß vor der eigentlichen Haupteinspritzung eine Voreinspritzung stattfindet. Wenn zuerst zur Vorainßpritzung eine geringe Brennstoffmenge gezündet wird, wird die Zündung des zur Haupteinspritzung dienenden Brennstoffes praktisch ohne Verzögerung bewirkt,-Bei dem derzeitigen Stand der Technik erfordert jedoch die Voreinspritzung komplizierte zusätzliche Mittel, deren Einsatz mit Schwierigkeiten verbunden ist*

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und hohe Gebrauchswerteigenschaften aufvjeisendeji Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen*'

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe vorzuschlagen, welche durch ihren geeigneten Aufbau einen einwandfreien VoreinspritζungsVorgang sichert»

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kolben der Einspritzpumpe eine Durchführung besitzt, die an einem Ende in die Brennstoffaufnahmekammer mündet und an ihrem anderen Ende mit mindestens einem Einlaßkanal, der mit der Brennstoffquelle verbunden ist, in den Innenraum des den Kolben enthaltenden Körpers mündet, um zu einem gegebenen Zeitpunkt und während einer vorbestimmten Dauer im Laufe' der Hubbewegung des Kolbens in Richtung auf seinen oberen Totpunkt die Verdrängung des Brennstoffes aus der Brennstoffaufnahmokammer heraus zu der Einspritzdüse hin zu unterbrechen, wobei die erste Phase der Verdrängung eine Brennstoffvoreinspritzung in den Zylinder dos Motors und die zweite Phase dieser Verdrängung die eigentliche Haupteinspritzung bewirken.

Gemäß ,einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben in einem axial vorbestimmten Abstand unterhalb des mit der schraubenförmigen Rippe versehenen Bodens an. seinem Umfang eine kreisförmige Nut besitzt, die mit der genannten Durchführung in Verbindung steht, und daß der Körper mindestens einen Einlaßkanal besitzt, der an einem axial vorbestimmten Abstand unterhalb der Zufuhröffnungen liegt und durch die Umfangsfläche des Kolbens verschließbar ist, wobei der Brennstoffeinlaßkanal und die kreisförmige Nut so angeordnet sind, daß die*Nut zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Deckung der Mündungen der Einlaßkanäle durch den Kolben während dessen Hubbewegung in Richtung auf seinen oberen Totpunkt hin genau gegenüber dem genannten Einlaßkanal gelangen kann.

Wenn der Kolben der Einspritzpumpe mit mindestens einer schraubenförmigen Rippe versehen ist, welche an einem Ende in eine axiale Rille mündet und an ihrem anderen Ende mit

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einer kreisförmigen Nut in Verbindung steht, welche durch die genannte axiale Kille mit dem freien Raum oberhalb des Kolbens, welcher die Brennstoffaufnahmekammer bildet, verbunden ist, ist es zweckmäßig, daß die Nut, welche die Unterbrechung der Brennstoffverdrängung zu der Einspritzdüse ermöglicht, von der in dem Kolbenboden vorgesehenen Nut über einen Bund getrennt ist, welcher zur Herstellung von Verbindungen zwischen den Nuten mit Flachstellen versehen ist«

Bei zwei schraubenförmigen Rippen, welche jeweils mit einem. Ende in.die axiale Nut, die bis zur Brennstoffaufnahmekammer reicht, münden, sind vorzugsweise zur Verringerung des -jeweiligen Durchmessers der Zufuhröffnungen bzw« Einlaßkanäle sowie der Höhe der Nut zwei Paare von Einlaßkanälen vorgesehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß .mindestens ein Einchaßkanal, der mit der Brennstoffquelle mit .verhältnismäßig geringem Druck verbunden ist, annähernd in der gleichen Höhe wie die Zufuhröffnungen vorgesehen ist und daß eine Nut, die in einem vorbestimmten Abstand zur oberen Stirnfläche des Kolbens in der Umfangsflache desselben ausgearbeitet ist, jedem Einlaßkanal zugeordnet ist, wobei diese Nut, die einen Teil der genannten Durchführung bildet und mit dem Innenraum der Brennstoffaufnahmekammer ständig in Verbindung steht, so angeordnet ist, daß sie während der Hubbewegung des Kolbens vor dem Einlaßkanal vorbeigleitet. Wenn hierbei wiederum der Kolben mit zwei schraubenförmigen Hippen versehen ist, welche jeweils mit einem Ende in eine axiale Rille, die mit der Brennstoffaufnehmekammer in Verbindung steht, münden, ist vorteilhafterweise die Ausbildung so getroffen, daß auch zwei Einlaß-

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kanäle vorgesehen sind und daß die Nut, die jedem Einlaßkanal zugeordnet ist, sich gleichlaufend zu der Kante der oberen Stirnfläche des Kolbens erstreckt und in eine der genannten senkrechten Rillen mündet.

Im'Sinne der Erfindung ist'ebenfalls, daß die obere Kante der Nut, welche zur Unterbrechung der Verdrängung dient, mindestens zum Teil in Form einer schraubenförmigen Rippe

ausgebildet ist, damit der Zeitpunkt der Unterbrechung der genannten Verdrängung beliebig einstellbar ist· ^:

Gleichfalls ist es vorteilhaft, wenn die untere Kante der Nut, die zur Unterbrechung der genannten Verdrängung dient\ mindestens zum Teil in· Form einer schraubenförmigen Rippe ausgebildet ist, damit der Anfang der die Haupteinspritzung bewirkenden Verdrängung beliebig einstellbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Einspritzpumpe mit einer Vorrichtung zur Sammlung des durch den Kolben verdrängten Brennstoffes versehen ist, und daß diese Sammelvorrichtung es ermöglicht, den Ausgangspunkt der die ·Voreinspritzung bewirkenden Verdrängung zu verschieben, ohne dabei den Anfang der Verdrängung, welche die eigentliche Einspritzung bewirkt, zu beeinflussen.

Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch, daß die Sammelvorrichtung eine Sammelkammer umfaßt, welche mit der Brennstoff auf nahmekammer ständig in Verbindung steht und deren Volumen über einen Kolben, der entgegen der Wirkung einer Rückstellfeder in der Sammelkammer bewegbar angeordnet ist, veränderlich ist, wobei der Hub des Kolbens durch einen

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Anschlag, der einen dichten Sitz bildet, begrenzt ist, und daß der Kolben während der Unterbrechung der Verdrängung, die durch die Inverbingungsetzung der Nut mit den zusätzlichen Einlaßkanälen hervorgerufen wird, in Anlage gegen seinen Sitz bzw. Anschlag gehalten ist.

Im Sinne der Erfindung ist weiterhin, daß der Teil der Sammelkammer, in welchem die Rückstellfeder enthalten ist, mit dem Raum, von welchem die jeweiligen Einlaßkanäle ausgehen, in Verbindung gesetzt ist.

Zweckmäßigereeise ist die Hublänge des Kolbens, welcher in der Sammelkammer bewegbar eingebaut ist, durch die Veränderung der Stellung des Anschlages veränderbar.

Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch, wenn die Stellung des Anschlages von außen her, d. h. mit Hilfe von Mitteln, welche über den Pumpenkörper hinausragen, beliebig einstellbar ist.

Als günstig hat es sich ebenfalls gezeigt, wenn der Kolben in der Sammelkammer im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Sammelkammer aufweist, daß eine Stange an der hinteren Stirnfläche des Kolbens befestigt ist und daß das freie Ende dieser Stange zur Einstellung der Hublänge des Kolbens aus dem Pumpenkörper hinausgeführt ist.

Ausführungsbe ispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigons

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Pig* 1 bis 4: jeweils Längsschnitte einer ersten ,Aus

führungsform der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe, welche jeweils spezifischen Betriebsstufen der Pumpe entsprechen;

Fig. 5: eine Darstellung im Schnitt entlang der

Linie V-V der Pig. .2;

Fig. 6s__ eine graphische Darstellung der Brenn-

ßtoffverdrängungsphasen aus der Brennst off auf nähme kammer der Einspritzpumpe heraus in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Kolbens des Zylinders des Motors, wobei diese Stellung eine Winkelstellung in Bezug'auf die Kurbelwelle ist;

Fige 7: einen Längsschnitt einer zweiten Ausfüh

rungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzpumpe;

Fig* 8: einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII

der Fig. 7;

Fig. 9* eine schematische Darstellung im Schnitt

der erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung;

Fig, 10 und. 11: jeweils zwei konkrete Ausführungsformen

einer erfindungsgemäßeη Sammelvorrichtung.

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.β-' 5766527

Die in Fig. 1 bis 5 geziegte Einspritzpumpe umfaßt einen zylinderförmigen Körper 1 und einen in dem Körper 1 geradlinig.hin und her bewegbar angeordneten Kolben 2, der sich unter der Wirkung eines nicht dargestellten Steuernockens, der mit einer durch den Motor angetriebenen Welle fest verbunden ist, zwischen einer unteren Totpunktstellung und einer oberen Totpunktstellung verstellt wird.

In dem Körper 1 oberhalb des Kolbens 2 ist eine Brennstoffaufnahmekammer 3 begrenzt, in welche Brennstoffzufuhröffnungen 4 münden» Die Zufuhröffnungen 4 sind so angeordnet, daß sie die Füllung der Brennstoffaufnahmekammer 3 mit Brennstoff ermöglichen, sobald der Kolben 2 sich in seiner unteren Totpunktstellung befindet. Im oberen Bereich der Brennst off auf nahmekammer 3 ist eine nicht dargestellte öffnung vorgesehen, die die Verdrängung des Brennstoffes in Richtung des Pfeiles FI zu einer Einspritzdüse, die mit dem Zylinder einer Brennkraftmaschine zusammenwirkt, ermöglicht. Diese Verdrängungsöffnung kann in an sich bekannter Weise durch eine Entladungseinrichtung verschlossen werden»

Der Kolben 2 umfaßt eine erste kreisförmige Nut 5» die an seinem Unterteil durch eine geradlinige Kante 6 und an seinem Oberteil durch eine schraubenförmige Kante 7 begrenzt ist, wobei letztere eine schraubenförmige Auskehlung bildet und bis zu einer Rille 8 reicht, die sich gleichlaufend zur Achse des Kolbens 2 erstreckt« Diese Rille 8 stellt zwischen der Brennstoff aufnahme kammer 3 und <3er Nut 5 eine dauernde Verbindung her. Soweit sind der Kolben 2 und der Körper 1 der Einspritzpumpe konstruktionsmäßig bekannt.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Kolben 2 mit einer zweiten kreisförmigen Nut 9 versehen, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel oben durch eine geradlinige Kante 10 und unten durch eine geradlinige Kante 11 begrenzt ist. Diese zweite Nut 9 steht über axial gerichtete Durchführungen, die in dem vorliegenden Fall durch zwei Flachstellen 12 in einem zwischen den Nuten 5 und 9 eingeschlossenen Bund 13 gebildet sind, mit der ersten Nut 5 i*i Verbindung. Es wird darauf hingewiesen, daß die Kanten 6, 7, 10 und 11 •jeweils einen scharfen Winkel von 90° aufweisen.

Wie es die Fig. zeigen, sind in der Wandung des Körpers 1 der Einspritzpumpe mit einem vorbestimmten Abstand unterhalb der Zufuhröffnungen 4 Brennstoffeinlaßkanäle 14 vorgesehen* Die Einlaßkanäle 14 und Zufuhröffnungen 4 sind mit einer Brennstoffquelle, die einen verhältnismäßig geringen Druck aufweist, verbunden.

Der. Abstand in der Achsenrichtung des Kolbens 2 zwischen den Zufuhröffnungen 4 und den Einlaßkanälen 14, der Abstand zwischen der oberen Stirnfläche 15 des Kolbens 2 und den Begrenzungskanten beider Nuten 5 und 9 sowie die Höhe in axialer Richtung des Bundes 13 und die Breite der zweiten Nut 9 sind so ausgelegt, daß die spezifischen Betriebsstufen der Einspritzpumpe j die in Fig„ 1 bis 4 schematisch gezeigt sind, erreicht werden«

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Kolbens 2 steht die Brennstoffaufnähmekammer 3 mit den Zufuhröffnungen 4 in Verbindung, so daß die Brennst off auf nahiae kammer 3 mit Brennstoff gefüllt werden kann. Wenn der Kolben 2 nach oben,

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d. h. in Richtung auf seine obere Totpunktstellung verstellt wird, gelangt er in die in Fig. 2 gezeigte Stellung, in welcher er die Zufuhröffnungen 4 anfänglich bzw. teilweise deckt. Da indessen der Bund 13 gegenüber den Einlaßkanälen 14 liegt und letztere dabei verschließt, besteht zwischen der Brennstoffaufnahmekammer 3 und einer Brennstoffzufuhrleitung, die übrigens einen geringen Druck aufweist, keine Verbindung mehr. Dieser Umstand entspricht dem Anfang der Verdrängung des Brennstoffes zu der Einspritzdüse in der Richtung des Pfeiles Fl. Der Anfang der Verdrängung ist in Fig. 6 durch den Buchstaben A angedeutet.

Im Laufe der Fortsetzung seines Hubes gelangt der Kolben 2 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, in welcher die obere Kante 10 der zweiten kreisförmigen Nut 9 den unteren Rand der Einlaßkanäle 14 erreicht, so daß dadurch zwischen den Einlaßkanälen 14 und der Nut 9 einerseits und über die Flachetellen 12 zwischen der Nut 5 sowie der Rille 8 und der .Brennstoffaufnähmekammer 3 andererseits eine anfängliche Verbindung hergestellt wird* Dadurch entsteht in der Brennstoffaufnahmekammer 3 Qin plötzlicher Druckabfall. Die Verbrennung des Brennstoffes wird dann unterbrochen, obwohl der Hub des Kolbens 2 fortgesetzt wird* Dieser Zustand ist in Fig. 6 durch den Buchstaben B angedeutet. Die genannte Verbindung und der dadurch hervorgerufene Druckabfall in der Brennstoffaufnahmekammer 3 sind solange aufrecht erhalten, bis der Kolben 2 die in Fig. 4 gezeigte Stellung erreicht, in welcher die untere Kante 11 der Nut 9 im Bereich des oberen Randes' der Einlaßkanäle 14 gelangt. Die Einlaßkanäle 14 decken sich dann mit der zylinderförmigen Fläche des Kolbens 2, die der Nut 9 folgt. In dieser Stellung sind

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die Einlaßkanäle 14 immer noch verschlossen. Da die Brennstoff aufnähmekammer 3 auf diese Weise mit den Zufuhröffnungen 4 und Einlaßkanälen 14 keine Verbindung aufweist, erhöht sich der Druck des Brennstoffes innerhalb der Brennstoffaufnahmekammer 3» so daß die Verdrängung des Brennstoffes zu der Einspritzdüse w ie derbe wirkt wird, wie das durch den Buchstaben C in Fig. 6 angedeutet ist. Dieser Verdrängungsvorgang endet in D, sobald die schraubenförmige Kante ξ? gegenüber einer der Zufuhröffnungen 4 gelangte Der Einspritzungsvorgang geht zwischen den Punkten C und D schneller als zwischen den Punkten A und B vor sich hin, da die Geschwindigkeit des Steuernockens des Kolbens 2 zwischen A und B immer noch gering ist, weil sie dem Anfang des Hubes des Kolbens 2 im wesentlichen entspricht»

Die untere Totpunktstellung des Kolbens 2 in Bezug auf die Bewegung des Kolbens des Zylinders des Motors ist so ausgelegt, daß der Anfang A der ersten Einspritzphase in den Zylinder des Motors in Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens des genannten Zylinders eine ausreichende Voreilung aufweist, damit diese erste Einspritzphase an sich die Voreinsprit'zung darstellt, welche in der Verbrennungskammer eines Zylinders des Motors die Zündung der zur Haupteinspritzphase dienenden Brennstoffmenge praktisch ohne Verzögerung bewirkt. Der Anfang der Voreinspritzung könnte z« B, zu einem Zeitpunkt vorgesehen werden, welcher einem Dreh-Msinkel von etwa -30° der Kurbelwelle vor dem oberen Totpunkt des Kolbens entspricht,- und die Haupteinspritzung könnte bei einem Winkel von etwa -15° der Kurbelwelle ausgelöst werden« Diese Werte sind selbstverständlich nur beispielsweise angegebene

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Es hat sich erwiesen, daß die Voreinspritzwirkung von der Drehgeschwindigkeit des Motors beeinflußt wird, Bei den verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten entspricht die Darstellung der ersten Verdrängungsphase in Form eines Viereckes in Fig. 6 den tatsächlich vorliegenden Umständen,

Bei höheren Geschwindigkeiten nehmen jedoch die Verdrängung und die Voreinspritzung in Abhängigkeit von der Zeit vielmehr einen glockenförmigen Verlauf an, da die Herstellung eines ziemlich hohen Druckes in der Brennstoffaufnahmekaminer

3 während der Verdrängung des Brennstoffes aus derselben heraus sowie der Abfall des Druckes in der Brennstoffaufnahmekammer nach Inverbindungsetzung derselben mit den Einlaßkanälen 14 doch Zeit in Anspruch nehmen, zumal die Zufuhröffnungen 4 und Einlaßkanäle 14 im Querschnitt begrenzte Abmessungen besitzen.

Bei höheren Drehgeschwindigkeiten erhöht sich dann der Druck in der Brennstoffaufnahmekammer 3» bevor die Zufuhröffnungen

4 verschlossen werden· Die Abdeckung der Einlaßkanäle 14 durch den Bund 13 ruft keinen sofortigen Druckabfall in der Brennstoffaufnähmekammer hervor. Demzufolge finden die Verdrängung des Brennstoffes sowie ein EinspritζungsVorgang auch bei höheren Geschwindigkeiten des Motors statt, sobald die Einlaßkanäle 14 vor der tatsächlichen Schließung der Zufuhröffnungen 4 freigesetzt werden. Die Verdrängung des Brennstoffes aus der Brennstoffaufnahmekammer 3 heraus durch "Wälzungswirkung" kann z. B. mit einem Kolben erzielt werden, dessen obere Stirnfläche 15 mit einex· Kerbe versehen ist. Ein derartiger Kolben arbeitet in einer WinkeIstellung _t in welcher die Kerbe gegenüber aen Zufubröffmingen 4 liegt, so daß die Schließung dieser Öffnungen verzögert wird. Wenn

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die Kerbe ausreichend tief ist, kann die Nut 9 gegenüber den Einlaßkanälen 14 gelangen, bevor die Zufuhröffnungen 4 verschlossen werden. Bei geringer Geschwindigkeit, kann die Verdrängungsphase A-B (Fig. 6) nicht stattfinden und im Gegensatz dazu werden bei voller Geschwindigkeit wegen der Wälzungswirkung die Verdrängung und demzufolge die Voreinspritzung bewirkt·

In dem dargestellten Ausführungsbe isρie1 Bind die oberen und unteren Kanten 10, 11 der zweiten Nut 9 gerade und kreisförmig ausgebildet. Mindestens eine Kante, Z₀ B. die obere Kante kann jedoch mindestens zum Teil in Form einer schraubenförmigen Kippe ausgeführt werden. So kann durch die Drehung des Kolbens 2 um seine Längsachse der Zeitpunkt des Endes aex zur Einspritzung dienenden Verdrängung B (in Fig. 6) anders eingestellt werden. Durch die geeeignete Ausbildung der unteren Kante 11 der Nut 9 könnte auch der Anfang der die Haupteinspritzung bewirkenden Verdrängung (C) zu einem anderen Zeitpunkt bewirkt werden«.

In der in Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind jeweils eine kreisförmige Nut 9 und zwei mal zwei Einlaßkanäle 14 vorgesehen, und zwar um die Höhe der Nut 9 sowie den jeweiligen Durchmesser der Einlaßkanäle 14 zu verringern, da beide letztgenannten Abmessungen für den Abstand zwischen B und C in Fig. 6, d. fcu für den Zeitpunkt der Voreinspritzung in Bezug auf die Haupteinspritzung einerseits und für den Hub des entsprechenden Nockens zu diesem Zeitpunkt andererseits bestimmend sind. Durch diese Maßnahme können der unwirksame Teil, d. Iu der Teil ohne Verdrängung des Kolbenhubes verringert werden_s

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wobei der Anfang der zur Haupteinspritzung dienenden Verdrän gung voreilt und/oder der Anfang der die Voreinspritzung bewirkenden Verdrängung nacheilt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der erf indungsgemäßen Einspritzpumpe, in welcher die Einlaßkanäle 14* - zwei in dem vorliegenden Ausführungsbe ispie1 annähernd in Höhe der Zufuhröffnungen 4 angeordnet sind. Zwei Nuten 9^t»^deren Funktion derjenigen der kreisförmigen Hut 9 der eben beschriebenen Ausführungsform entspricht, sind in der Umfangsfläche des Kolbens 2 vorgesehen, und zwar in einem vorbestimmten Abstand zur oberen Stirnfläche 15 dieses Kolbens 2 und im wesentlichen gleichlaufend zu letzterer.

Wie in den Fig. 7 und 8 dargestellt, mündet jede Nut 9¹ einem Ende in eine senkrechte Rille 8 und steht somit ständife mit dem Innenraum der Brennstoffaufnahmekammer 3 in Verbindung. Gemäß einer AusführungsVariante der Erfindung, könnte jede Kille 8 durch beide Enden mit der Brennstoffaufnahmekammer 3 in Verbindung gesetzt werden.

Im Prinzip ist bei dieser Ausführungsform die Arbeitsweise der Einspritzpumpe dieselbe wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 4). Die zur Voreinspritzung dienende Verdrängung wird dann ausgelöst, wenn die Zufuhröffnungen durch den Kolben 2 gedeckt sind. Die Einlaßkanäle 14* sind durch denjenigen .Teil der Umfangsfläche 13^f des Kolbens 2, der sich oberhalb der Nuten 9^S befindet, verschlossen· Sobald die Nuten 9* gegenüber den Einlaßkanälen 14* gelangen, ist der VerdrangungsVorgang beendet. Die zur Hauptein-

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spritzung dienende Verdrängung setzt ein, wenn die Einlaßkanäle 14* durch die unter den Nuten 9* liegende Umfangsflache 13* des Kolbens 2 verschlossen sind, und endet,sobald die Kante 7 die Zufuhröffnungen 4 deckt.

Die erfindungsgemäße Einspritzpumpe ist ebenfalls mit Mitteln versehen, welche eine andere Einstellung des Anfangs der die Voreinspritzung bewirkende Verdrängung ermöglichen» Diese Mittel bestehen aus einer Sammelvorrichtung. In der schematischen Darstellung der Pig. 9 umfaßt die Sammelvorrichtung eine Sammelkammer 16, in welcher ein Kolben 17 gegen die Wirkung einer Rückstellfeder 18 bewegbar angeordnet ist. Die Sammelkammer 16 steht über eine Durchführung 19» welche in einer oberhalb des oberen Totpunktes des Kolbens 2 liegenden Höhe inj3ie Brennst of f auf nahmekammer 3 der Pumpe mündet, mit der Brennstoffaufnahmekammer 3 ständig in Verbindung. Der Hinterteil 20 der Sammelkammer 16, in wel- ehern die Rückstellfeder 18 gelagert ist, ist mit einem Raum 21 ständig verbunden, wobei die ZufuhröffnungenΛ von diesem Raum 21 ausgehen. Diese Maßnahme sichert, daß ein verhältnismäßig geringer Druck auf die hintere Stirnfläche des Kolbens 17 wirkt. Der Hub des Kolbens 17 wird durch einen Anschlag 22, z. B. eine Schulter in der Wandung der Sammelkammer 16 begrenzt« Der Kolben 17 bewegt sich über eine Länge e_. Der Anschlag 22 ist in Form eines dichten Sitzes ausgeführt, um zwischen der Sammelkammer 16 und ihrem die Rückstellfeder enthaltenden Hinterteil 20 eine Dichtigkeitssperre zu bilden, wenn der Kolben 17 unter der Wirkung des starken Druckes, der während der Verdrängung des Brennstoffes zu der Einspritzdüse hin in der Brennstoffaufnahmekammer 3 der Pumpe und der Samme!kammer 16 herrscht, gegen den Anschlag 22 gedruckt wird.

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Die eben beschriebene Sammelvorrichtung funktioniert wie folgt:

Wenn nach der Schließung der Zufuhröffnungen 4 die steigende Hubbewegung des Kolbens fortgesetzt wird, erhöht sich der Druck im Inneren der Brennst off auf nähme kammer 3 nur langsam, da die Verringerimg des Volumens dieser Kammer durch eine Erhöhung des Volumens der Sammelkammer 16 ausgeglichen wird, zumal der Kolben 17 durch die Erhöhung des Druckes zurückgeschoben wird. Demzufolge wird der zur öffnung des Rückschlagventils 23 notwendige Druck erst dann erreicht, wenn der Kolben 17 mit seinem Anschlag 22, der einen dichten Sitz bildet, in Berührung gekommen ist« Das bedeutet, daß der Punkt A in Fig. 6 in Richtung auf den Punkt B verstellt wird und daß die Menge des zur Voreinspritzung verdrängten Brennstoffes verringert wird. Die Sammelvorrichtung hat dagegen keinen Einfluß auf die Unterbrechung der Verdrängung vom Zeitpunkt B, welche ausschließlich durch die Herstellung deiner Verbindung zwischen den zusätzlichen Einlaßkanälen 14 und der Nut 9 bestimmt ist. Der Druck in der Brennstoffaufnahme kammer 3 fallt und bleibt jedoch auf einem Wert, der zur Aufrechterhaltung des Kolbens 17 der Sammelvorrichtung in Anlage gegen seinen Sitz ausreichend ist, weil der genannte Kolben 2 seine Hubbewegung fortsetzt.

Die Sammelvorrichtung hat daher auf den Anfangsρunkt der die Haupteinspritzung bewirkenden Verdrängung keinen Einfluß, sie ermöglicht vielmehr eine andere Einstellung des Anfanges der Voreinspritzungsverdrängung (Punkt A in Fig. 6) und demzufolge eine Veränderung der entsprechenden Brennstoffmenge·

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Die Pig. 10 und 11 zeigen zwei weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sammelvorrichtung, In beiden Fällen liegt die Sammelvorrichtung über der Brennstoffaufnähmekammer 3 der Einspritzpumpe und neben einer Einrichtung, die als Ent lad ungs e le ment isirkt. So ist die Sammelvorrichtung mit der Pumpe einwandfrei integriert.

Die Sammelvorrichtung der Pig· 11 ermöglicht von außen her die Einstellung des Anfanges der Verdrängung, welche die Voreinspritzung bewirkt* Zu diesem Zweck ist an der hinteren Stirnfläche des Kolbens 17 eine Stange 24 befestigt, deren freies Ende über den Pumpenkörper hinausragt. Die Stange kann von außen her betätigt werden, so daß die endgültige Stellung des Kolbens 17 in einfacher V/eise beliebig eingestellt werden kann. Es ist ebenfalls möglich, dadurch die Voreinspritzung zu verhindern bzv?, die Vorrichtung entsprechend außer Betrieb zu stellen.

Claims

57 655 27 Erfindungsanspruch

1, Einspritzpumpe zur Einspritzung von Brennstoff in den Zylinder einer Brennkraftmaschine, mit einer Brennstoffauf nähme kammer, die in einem zylinderförmigen Körper begrenzt ist und deren Volumen durch die wechselweise geradlinige Hin-und Her-Bewegung eines Kolbens in dem genannten Körper zwischen einer unteren Totpunktstellung und einer oberen Totpunktstellung veränderlich ist, wobei die Brennstoffaufnahmekammer mit Brennstoffzufuhröffnungen versehen ist, welche mit einer Brennstoffquelle mit verhältnismäßig geringem Druck verbunden sind und durch den genannten Kolben während dessen Hubes in Eichtung auf den oberen Totpunkt verschließbar sind, um die Verdrängung des Brennstoffes aus der Brennstoffaufnahmekammer heraus in Richtung auf eine mit dem Zylinder des Motors zusammenwirkende Einspritzdüse zu ermöglichen, wobei der eingesetzte Kolben mit einem Boden versehen ist, der an seinem Umfang mindestens eine schraubenförmige Kippe'aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolben (2) eine Durchführung besitzt, die an einem Ende in die Brennstoffaufnahmekammer (3) mündet und an ihrem anderen Ende mit mindestens einem· Einlaßkanal (1²I-), der mit der Brennst off quelle verbunden ist, in den Innenraum des den Kolben (2) enthaltenden Körpers (1) mündet, um zu einem gegebenen Zeitpunkt und während einer vorbestimmten Dauer im Laufe der Hubbewegung des Kolbens (2) in Richtung auf seinen oberen Totpunkt die Verdrängung des Brennstoffes aus der Brennstoffaufnahmekammer .(3) heraus zu der Einspritzdüse hin zu unterbrechen, wobei die erste Phase der Verdrängung eine BrennstoffVoreinspritzung in den Zylinder des Motors und die zweite Phase dieser Verdrängung die eigentliche Haupteinspritzung bewirken.

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2. Einspritzpumpe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,' daß der Kolben (2) in einem axial vorbestimmten Abstand unterhalb des mit der schraubenförmigen Kippe versehenen Bodens an seinem Umfang eine kreisförmige Nut (9) besitzt, die mit der genannten Durchführung in Verbindung steht, und daß der Körper (1) mindestens einen Einlaßkanal (14) besitzt, der an einem axial vorbestimmten Abstand unterhalb der Zufuhröffnungen (4) liegt und durch die Umfangsflache (13') des Kolbens (2) verschließbar ist, wobei der Brennstoffeinlaßkanal (14) und die kreisförmige Nut (9) so angeordnet sind, daß die Nut (9) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Deckung der Mündungen der Einlaßkanäle (14) durch den Kolben (2) während dessen Hubbewegung in Richtung auf seinen oberen Totpunkt hin genau gegenüber dem genannten Einlaßkanal (14) gelangen kann.

3. Einspritzpumpe nach Punkt 2, deren Kolben mit mindestens einer schraubenförmigen Hippe versehen ist, welche an einem Ende in eine axiale Rille mündet und an ihrem anderen Ende mit einer kreisförmigen Nut "in Verbindung steht, welche durch die genannte axiale Rille mit dem freien Baum oberhalb des Kolbens, welcher die Brennstoffaufnahmekammer bildet, verbunden.ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Nut (9), welche die Unterbrechung der BrennstoffVerdrängung zu der Einspritzdüse ermöglicht, von der in dem Kolbenboden vorgesehenen Nut (5) über einen Bund (13) getrennt ist, welcher zur Herstellung von Verbindungen zwischen den Nuten (5; 9) mit Flachstellen (12) versehen ist.

4. Einspritzpumpe nach Punkt 3» mit zwei schraubenförmigen Rippen, welche jeweils mit einem Ende in die axiale Nut, die bis zur Brennstoffaufnahmekammer reicht, münden, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verringerung.des jeweiligen Durchmessers der Zufuhröffnungen (4·) bzw. Einlaßkanäle (14·) sowie der Höhe der Nut (9) zwei Paare von Einlaßkanälen (14) vorgesehen sind.

5# Einspritzpumpe, nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens ein Einlaßkanal (14^f),^; der mit der Brennstoffquelle mit verhältnismäßig geringem Druck verbunden ist, annähernd in der gleichen Höhe wie die Zufuhröffnungen (4) vorgesehen ist und daß eine Nut (9¹)» die in einem vorbestimmten Abstand zur oberen Stirnfläche (15) des Kolbens (2) in der Umfangsflache (13*) desselben ausgearbeitet ist, jedem Einlaßkanal (14·) zugeordnet ist, wobei diese Nut (9¹)» die einen Teil der genannten Durchführung bildet und mit dem Innenraum der Brennstoffaufnahmekammer (3) ständig in Verbindung steht, so angeordnet ist, daß sie während der Hubbevjegung des Kolbens (2) vor dem Einlaßkanal (14*) vorbeigleitet.

6. Einspritzpumpe nach Punkt 5» deren Kolben mit zwei schraubenförmigen Rippen versehen ist, welche jeweils mit einem Ende in eine axiale Rille, die mit der Brennstoff auf nahmekammer in Verbindung steht, münden, gekennzeichnet dadurch, daß zwei Einlaßkanäle (14*) vorgesehen sind und daß die Nut (9')» die jedem Kanal zugeordnet ist, sich gleichlaufend zu der Kante der oberen Stirnfläche (15) des Kolbens (2) erstreckt und in eine der genannten senkrechten Rillen (8) mündet,,

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7· Einspritzpumpe nach einem der Punkte 2 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die obere Kante der Nut (9, 9*)» weiche zur Unterbrechung der Verdrängung dient, mindestens zum Teil in Form einer schraubenförmigen Eippe ausgebildet ist, damit der Zeitpunkt der Unterbrechung der genannten Verdrängung beliebig einstellbar ist,

8. Einspritzpumpe nach einem der Punkte 2 bis 7» gekennzeichnet dadurch, daß die untere Kante der Nut (9, 9')» die zur Unterbrechung der genannten Verdrängung dient, mindestens zum Teil in Form einer schraubenförmigen Rippe ausgebildet ist, damit der Anfang der die Haupteinspritzung bewirkenden Verdrängung beliebig einstellbar ist,

9, Einspritzpumpe nach einem der vorangehenden Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß sie mit einer Vorrichtung zur Sammlung des durch den Kolben (2) verdrängten Brennstoffes versehen ist, und daß diese Sammelvorrichtung es ermöglicht, den Ausgangspunkt der die Voreinspritzung bewirkenden Verdrängung zu verschieben, ohne dabei den Anfang der Verdrängung, welche die eigentliche Einspritzung bewirkt, zu beeinflussen·

10» Einspritzpumpe nach Punkt 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Sammelvorrichtung eine Sammelkammer (16) umfaßt, welche mit der Brennstoffaufnahmekammer (3) ständig in Verbindung steht und deren Volumen über einen Kolben (17), der entgegen der Wirkung einer Bückstelifeder (18) in de.r Sammelkammer (16) bewegbar angeordnet ist, veränderlich ist, wobei der Hub des Kolbens (17) durch einen

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Anschlag (22), der einen dichten Sitz bildet, begrenzt ist, und daß der Kolben (17) während der Unterbrechung der Verdrängung, die durch die Inverbindungsetzung der Nut (9, 9«) mit den zusätzlichen Einlaßkanälen (14, 14») hervorgerufen wird, in Anlage gegen seinen Sitz bzw, Anschlag (22) gehalten ist.

11» Einspritzpumpe nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß.der Teil der Sammelkammer (16), in welchem die Rückstellfeder (18) enthalten ist, mit dem Baum, von welchem die jeweiligen Einlaßkanäle (14) ausgehen, in Verbindung gesetzt ist»

12. Einspritzpumpe nach Punkt 10 oder 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Hublänge des Kolbens (17), welcher in der Sammelkammer (16) bewegbar eingebaut ist, durch die Veränderung der Stellung des Anschlages (22) veränderbar ist.

13· Einspritzpumpe nach Punkt 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Stellung des Anschlages (22) von außer her, d. h₀ mit Hilfe von Mitteln, welche über den Pumpenkörper hinaus-. ragen, beliebig einstellbar ist.

14.Einspritzpumpe nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolben (17) im wesentlichen d6n gleichen Durchmesser wie die Sammelkammer (16) aufweist, daß eine Stange (24) an der hinteren Stirnfläche des Kolbens (17) befestigt ist und daß das freie Ende dieser Stange (24) zur Einstellung der Hublänge.das Kolbens (17) aus dem Pumpenkörper hinausgeführt ist»