DD205217A1

DD205217A1 - Foerdereinrichtung fuer gleichdruck-einspritzanlagen von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DD205217A1
Application number: DD24006582A
Authority: DD
Inventors: Klaus Matthees
Original assignee: Klaus Matthees
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1983-12-21
Also published as: DE3315927A1

Abstract

Die erfindungsgemaesse Foerdereinrichtung ist bestimmt fuer Einspritzmengen mit staendig druckbeaufschlagten, jedoch gesondert angesteuerten Einspritzventilen, insbesondere fuer Kraftfahrzeugmotoren. Sie umfasst eine vom Motor angetriebene Hochdruckpumpe und Foerderpumpe, wobei letztere die Saugseite der Hochdruckpumpe speist. Aufgabe ist es, die Foerdereinrichtung so zu gestalten, dass vor dem Start des Verbrennungsmotors die Einspritzanlage betriebsbereit ist.Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die Foerderpumpe einerseits an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung angekuppelt ist und andererseits unter Zwischenschaltung einer weiteren Einwegkupplung mit einem Hilfsmotor verbunden ist, wobei vermittels eines Umschaltventiles die Druckseite der Foerderpumpe an den Hochdruckkreis oder nach dem Erreichen des Soll-Vordruckes an die Saugseite der Hochdruckpumpe anschaltbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Lichtmaschine als Hilfsmotor dienen.

Description

-7-

Titel der Erfindung:

Fördereinrichtung für Gleichdruck-Einspritzanlagen von Verbrennungsmotoren

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft die Fördereinrichtung von Gleichdruck-Einspritzanlagen mit ständig druckbeaufschlagten, jedoch gesondert angesteuerten Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren sowie einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruck- und Förderpumpe für den Kraftstoff, wobei die Druckseite der Förderpumpe im Betriebszustand an die Saugseite der Hochdruckpumpe abgeschlossen ist. Die Erfindung ist besonders für Fördereinrichtungen von Gleichdruckeinspritzanlagen an Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren bestimmt.

Charakteristik des vorbekannten Standes der Technik:

Vorbekannt ist eine Fördereinrichtung der eingangs be- . sehriebenen Gattung für Hochdruckspeicher-Einspritzanlagen durch die DD-PS 126 713« Die Hochdruckpumpe ist dabei unter Zwischenschaltung eines Filters von einer Förderpumpe saugseitig beaufschlagt und speist den Einspritzkreis mit dem Hochdruckspeicher.

Weiterhin ist es bei einer vorbeschriebenen Fördereinrichtung für den Einsatz an Schiffsdieselmotoren bekannt, eine zusätzliche, nicht vom Verbrennungsmotor, sondern von einem •Elektromotor angetriebene Vordruckpumpe vorzusehen, die vor

2400 65 2

dem Start den Hochdruckspeicher des Einspritzkreises bis auf einen Mindestdruck beaufschlagt, jedoch während des übrigen Motorbetriebes abgeschaltet ist; Druckschrift: "SKL~Motoren - elektrisch gesteuertes Einspritzsystem am Dieselmotor 6VDS 26/20 ALE-2", Herausgeber: VEB Schwermaschinenbau Karl Liebknecht Magdeburg, 1981. Die vorbeschriebenen Fördereinrichtungen werden den Anlaßbedingungen eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors nicht gerecht. Bei der ersten Ausführung ist es erforderlich, über den Anlasser den Dieselmotor und die Hochdruck- und Förderpumpe solange anzutreiben, bis ein Mindest-Speicherdruck im Einspritzkreis für den Kraftstoff hergestellt ist. Nachteilig ist, daß eine größere Energiemenge aus der Anlasserbatterie bis zur Funktionsbereitschaft der Kraftstoff-Einspritzmenge entnommen werden muß.

Bei der weiteren Ausführung ist eine gesonderte kleinere fremdangetriebene Hochdruckpumpe erforderlich, die während des üblichen Betriebes keine Funktion zu erfüllen hat· Vorbekannt sind auch Einspritzanlagen gemäß der DE-OS 26 17 841, bei denen die Einspritzmengen über einen von einer regelbaren Hochdruckpumpe beaufschlagten Druckwandler gefördert werden· Bei diesen Anlagen ist eine Kraftstoffförderpumpe vorhanden, die sowohl die Hochdruckpumpe als auch den Einspritzkreis des Druckwandlers speist. Die Druckseite der Kraftstofförderpumpe ist hierzu über jeweils ein Rückschlagventil mit dem Einspritzkreis des Druckwandlers und dem Einlaß der Hochdruckpumpe verbunden· Vorbekannt sind durch die DE-OS 20 53 140 auch Fördereinrichtungen für Niederdruckeinspritzanlagen, die hydraulisch hintereinander geschaltet je eine Förder- und Druckpumpe aufweisen, wobei beide Pumpen elektrisch angetrieben sind* Diese Lösungen bieten wegen der andersartigen Einspritzsysteme keine Anregung für die der vorliegenden Erfindung zugehörigen Aufgabenstellung»

-3- 240065 2

Ziel der Erfindung%

Bei Speichereinspritzanlagen der eingangs genannten Gattung soll erzielt werden, daß der Startvorgang mittels Anlasser zeitlich so kurz als möglich und mit schnellem Druckaufbau im Hochdruckkreis sowie minimaler Energieentnahme aus den Starterbatterien erfolgt» Außerdem soll beim Anlaßvorgang keine Anlaßenergie zum Vorbereiten der Betriebsbereitschaft der Speichereinspritzanlage für den Verbrennungsmotor aufgewandt werden·

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fördereinrichtung zu schaffen, die bei Anlasserfunktion für den Verbrennungsmotor zwangsläufig eine sofort funktionsbereite Einspritzanlage gewährleistet und auch im üblichen Motorbetrieb genutzt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Heranziehen der an Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren üblichen Lichtmaschine in der Weise gelöst, daß die Förderpumpe einerseits an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung angekuppelt ist und andererseits mit einer als Hilfsmotor schaltbaren Lichtmaschine verbund den ist, wobei vermittels eines druckgesteuerten Umschaltventiles die Druckseite der Förderpumpe an den Hochdruckkreis oder an die Saugseite der Hochdruckpumpe anschaltbar ist.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß die Förderpumpe einerseits an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung angekuppelt ist und andererseits unter Zwischenschaltung einer weiteren Einwegkupplung mit einem Hilfsmotor verbunden ist, wobei vermittels eines Umschaltventiles die Druckseite der Förder-Pumpe an den Hochdruckkreis oder nach dem Erreichen des Soll-Vordruckes an die Saugseite der Hochdruckpumpe anschaltbar ist·

240065

Beide Ausführungen sichern, daß die Fördereinrichtung sowohl als Vordruckerzeuger für den Hochdruckkreis als auch zur Speisung der Hochdruckpumpe dienen kann.

In der ersten beschriebenen Ausführung wird darüber hinaus vorteilhaft die Lichtmaschine als Hilfsmotor angewandt, so daß ein gesonderter Hilfsmotor wie bei der zweiten Ausführung entfallen kann.

Vorteilhaft ist, daß das Umschaltventil direkt oder indirekt - z· B, elektrisch durch einen Vordruckschalter - vom Hochdruckkreis angesteuert ist und nach Erreichen des Soll-Vordruckes im Hochdruckkreis die Druckseite der Förderpumpe vom Hochdruckkreis getrennt, jedoch an die Saugseite der Hochdruckpumpe angeschlossen ist.

Diese Ausführungsform und auch die nächste Ausgestaltung bringt Vorteile für beide eingangs genannten erfindungsge-. mäßen Lösungen« ν

Zum zwangsläufigen Sichern der Betriebsbereitschaft der Einspritzanlage vor der Anlasserbetätigung ist es vorteilhaft, daß der Anlasserstromkreis vermittels eines vom Hochdruckkreis beaufschlagten Vordrucksehalters gesteuert und erst nach Erreichen des Vordruckes im Hochdruckkreis eingeschaltet ist.

In der vorbeschriebenen Fördereinrichtung, bei der die Lichtmaschine als Hilfsmotor dient, ist es von Vorteil, wenn die Lichtmaschine mittels eines vom Anlaßschalter und einem vom Hochdruckkreis direkt oder indirekt angesteuerten Umschalters/Reglers als Motor oder als Generator an das Bordnetz anschaltbar ist, wobei eine Schaltung auf . Motorbetrieb dann eingestellt ist, wenn der Anlaßschalter betätigt und im Hochdruckkreis der Druck geringer als der Soll-Vordruck ist«

Zweckmäßig ist es, daß der Vordruckschalter dem Umschaltventil zugeordnet und von den BetatigungsOrganen des Umschal tventiles betätigbar ist.

Diese Ausführung ergibt eine einfache elektrische und hydraulische ^schalteinrichtung mit nur einem Betätigungsorgan.

_ 5 —

240065 2

Ausführungsbeispiel:

Anhand einer Zeichnung sollen Ausfülirungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden«. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung an einem Verbrennungsmotor mit einer Gleichstrom-Lichtmaschine

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Fördereinrichtung mit einem elektrischen Hilfsmotor. ,

Schematisch zeigt Fig« 1 einen Verbrennungsmotor mit einer "Gleichdruckeinspritzanlage" unter Anwendung von elektromagnetisch angesteuerten Einspritzventilen«. Zur Speisung des Hochdruckkreises 1 mit dem Druckspeicher 2 der Einspritzanlage ist eine vom Verbrennungsmotor angetriebene Hochdruckpumpe 3 vorgesehen. Dieser Hochdruckpumpe 3 wird auf der Saugseite 3s der Kraftstoff von einer aus dem Kraftstofftank 4- saugenden Förderpumpe 5 über deren Druckseite 5d unter Zwischenschaltung eines Umschaltventiles 6 zugefördert. Das Umschaltventil 6 besteht in vorliegendem Beispiel aus einem hydraulisch gesteuerten Wegeventil 61 und einem Rückschlagventil 62. Einerseits ist an der Druckseite 5d der Förderpumpe 5 das Rückschlagventil 62 angeschlossen, das andererseits zum Hochdruckkreis 1 hinführt« Ebenfalls ist das Wegeventil 61 an die Druckseite 5d der Förderpumpe 5 angeschlossen, wobei es bei zu niedriger Druckbeaufschlagung des Hochdruckkreises 1 - unter Sollvordruck - den Durchfluß sperrt und bei höherem Druck als dem Sollvordruck den Durchfluß zur Saugseite 3s der Hochdruckpumpe 3 öffnet. Ein Überdruckventil 16 begrenzt dabei den Fülldruck an der Saugseite 3s der Hochdruckpumpe 3 auf ein wesentlich niedrigeres Druckniveau von 0,015 - 0,03 MPa. Es ergibt sich dabei folgende Funktionsweise: Bei niedrigerem Druck als dem Sollvordruck auf der Hochdruckseite 1· ist das Wegeventil 61 gesperrt. Die Förderpumpe 5 beaufschlagt über das Rückschlagventil 62 die Hochdruckseite 1, wobei sich deren Vordruck ständig erhöht«.

-6-

2A00 65 2

Bei Überschreiten des Sollvordruckes auf der Hochdruckseite 1 öffnet das hydraulich angesteuerte Wegeventil 61 und die Fördermenge der Förderpumpe 5 strömt zur Saugseite 3s mit dem wesentlich niedrigeren Druckniveau. Das Rückschlagventil 62 bleibt wegen des sich einstellenden niedrigen Förderdruckes der Förderpumpe 5 gegenüber dem Soll-i vordruck auf der Hochdruckseite 1 geschlossen· Die beschriebene Funktion des Umschaltventiles 6 gestattet es, die Förderpumpe 5 sowohl zur Vordruckerzeugung im Hochdruckkreis 1 vor dem Start des Verbrennungsmotors als auch zur Speisung der Hochdruckpumpe 3 während des Motorbetriebes heranzuziehen«

Das Umschaltventil 6 könnte aber auch indirekt vom Hochdruckkreis 1 angesteuert sein. Hierzu wäre ein Vordruckschalter am Hochdruckkreis 1 vorzusehen, der ein Elektromagnetsystem für das Wegeventil 61 ansteuert· Mechanisch ist der Antrieb der Förderpumpe 5 einerseits unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung 7 mit einer Nebentriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden und andererseits mit einem Hilfsmotor 8; 10 zum Antrieb während der Startphase gekoppelt.

Setzt man einen üblichen Gleichstromgenerator durch entsprechende elektrische Beschaltung als Hilfsmotor 8 ein, so kann eine direkte Kopplung an die Förderpumpe 5 gemäß Fig. 1 erfolgen. Die Verwendung einer Drehstromlichtmaschine als Motor setzt eine separate Beschaltung voraus, welche nicht Inhalt dieser Anmeldung ist.

Die Einwegkupplung 7 gestattet es, daß vor dem Startvorgang des Verbrennungsmotors nur die Förderpumpe 5 von dem als Motor geschalteten Gleichstromgenerator 8 angetrieben werden kann, bis der Vordruck im Hochdruck^kreis 1 erreicht ist. Die Einwegkupplung 7 wirkt in diesem Fall als Freilauf. Ab dem Starten des Verbrennungsmotors mit dem Anlasser 9 wird sowohl die Hochdruckpumpe 3 als auch über die Einwegkupplung 7 die Förderpumpe 5, und der Gleichstromgenerator 8 vom Nebentrieb des Verbrennungsmotors angetrieben. Durch elektrische Schaltmaßnahmen, die später beschrieben werden, wird j

-7-

-, 9 —

240065 2

nach Erreichen des Sollvordruckes im Hochdruckkreis 1 der Gleichstromgenerator als solcher an das Bordnetz geschaltet und der Anlasser eingeschaltet.

Wird eine Ausführung gemäß Fig* 2 mit einem gesonderten Hilfsmotor 10 vorgesehen, der nur vor dem Start des Verbrennungsmotors die Förderpumpe 5 antreiben soll, so muß zwischen Förderpumpe 5 und Hilfsmotor 10 eine weitere Einwegkupplung 11 angeordnet sein· Diese Einwegkupplung 11 wirkt als Freilauf, wenn die Förderpumpe 5 vom Verbrennungsmotor über die Nebentriebswelle und die Einwegkupplung 7 angetrieben ist·

Um eine zweckgerechte Funktion der erfindungsgemäßen Fördervorrichtung bei verschiedenen Betriebszuständen zu sichern, sind eine Reihe von elektrischen Schaltungsmaßnahmen vorgesehen·

Am Hochdruckkreis 1 ist ein von diesem beaufschlagter Vordruckschalter 12 angeordnet, der den Anlasserstromkreis 13 erst nach Erreichen des Soll-Vordruckes schließt. Er liegt mit dem Anlaßschalter 14 in Reihe«

Bei Einsatz eines Gleichstromgenerators als Hilfsmotor 8 für die Förderpumpe 5 ist der Vordruckschalter 12 als Umschalter ausgeführt, der je nach Druckverhältnissen höher oder niedriger als der Soll-Vordruck im Hochdruckkreis 1 alternativ bei betätigtem Anlaßschalter 14 den Hilfsmotor 8 über den Umschalter/Regler 15 oder den Anlasser 9 einschaltet· Der Umschalter/Regler 15 schließt den Gleichstromgenerator zweckgerecht als Hilfsmotor 8 oder Lichtmaschine an das Bordnetz des Fahrzeuges mit dem Verbrennungsmotor an. Ebenso ist es möglich, die Betätigungsorgane des Umschaltventiles 6 zur Betätigung des Vordruckschalters 12 zu nützen, da auch sie beim Über- oder Unterschreiten des Vordruckes im Hochdrückkreis reagieren. Es ergibt sich eine kompakte hydraulische und elektrische Umschalteinheit mit nur einem am Hochdruckkreis angeschlossenen, hydraulisch-mechanischen Ansteuersystem* Die vom Hochdruckkreis 1 beaufschlagten Einspritzventile werden durch die Steuerelektronik 17 angesteuert«.

-8-

Claims

Erfindungsanspruch:

1, Fördereinrichtung für Gleichdruck-Einspritzanlagen mit ständig druckbeaufschlagten, jedoch gesondert angesteuerten Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren sowie einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruckpumpe, Lichtmaschine und Förderpumpe, deren Druckseite im Betriebszustand an die Saugseite der Hochdruckpumpe angeschlossen ist, gekennzeichnet dadurch,

daß die Förderpumpe (5) einerseits an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung (7) angekuppelt ist und andererseits mit einer als Hilfsmotor (8) schaltbaren Lichtmaschine verbunden ist, wobei vermittels eines druckgesteuerten Umschaltventiles (6) die Druckseite (5d) der Förderpumpe (5) an den Hochdruckkreis (1) oder an die Saugseite (3a) der Hochdruckpumpe (3) anschaltbar ist,
2. Fördereinrichtung für Gleichdruck-Einspritzanlagen mit ständig druckbeaufschlagten, jedoch gesondert angesteuerten Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren sowie einer vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hochdruck- und Förderpumpe für den Kraftstoff, wobei die Druckseite der Förderpumpe im Betriebszustand an die Saugseite der Hochdruckpumpe angeschlossen ist, gekennzeichnet dadurch,

daß die Förderpumpe (5) einerseits an eine Abtriebswelle des Verbrennungsmotors unter Zwischenschaltung einer Einwegkupplung (7) angekuppelt ist und andererseits

unter Zwischenschaltung einer weiteren Einwegkupplung (11) mit einem Hilfsmotor (10) verbunden ist, wobei vermittels eines Umschaltventiles (6) die Druckseite (5d)

-9-

240065 2

der Förderpumpe (5) an den Hochdruckkreis (1) oder nach dem Erreichen des Soll-Vordruckes an die Saugseite (3s) der Hochdruckpumpe (3) anschaltbar ist.
3. Fördereinrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch,

daß das Umschaltventil (6) direkt oder indirekt - z. B· elektrisch durch einen Vordruckschalter - vom Hochdruckkreis (1) angesteuert ist und nach Erreichen des Soll-Vordruckes im Hochdruckkreis (1) die Druckseite (5d) der Förderpumpe (5) vom Hochdruckkreis (1) getrennt, jedoch an die Saugseite (3s) der Hochdruckpumpe (3) angeschlossen ist,
4. Fördereinrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch,

daß der Anlasserstromkreis (13) vermittels eines vom Hochdruckkreis (1) beaufschlagten Vordruckschalters (12) gesteuert und erst nach Erreichen des Vordruckes im Hochdruckkreis (1) eingeschaltet ist.

Fördereinrichtung nach Punkt 1,
gekennzeichnet dadurch,

daß die Lichtmaschine mittels eines vom Anlaßschalter (14) und einem vom Hochdruckkreis direkt oder indirekt angesteuerten Umschalters/Reglers (15) als Motor oder als Generator an das Bordnetz anschaltbar ist, wobei eine Schaltung auf Motorbetrieb dann eingestellt ist, wenn der Anlaßschalter (14) betätigt und im Hochdruckkreis (1) der Druck geringer als der Soll-Vordruck ist.
6. Fördereinrichtung nach Punkt 3»
gekennzeichnet dadurch,

daß der Vordruckschalter (12) dem Umschaltventil (6) zugeordnet und von den Betätigungsorganen des Umschaltventiles (6) betätigbar ist»

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen,