DE1109955B - Kraftstoffeinspritzpumpe an einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

INTERNAT.KL. F 02 f

DEUTSCHES

PATENTAMT

B56793Ia/46c²

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRLFT:

24. FEBRUAR 1960

29. JUNI 1961

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe an einer Brennkraftmaschine mit einem willkürlich verstellbaren Drosselglied in dem zum Pumpenarbeitsraum führenden Kraftstoffeinlaßkanal und mit einem vom Pumpenarbeitsraum abzweigenden Uberströmkanal, dessen in der Kolbenmantelfläche liegende Ausmündung durch einen auf dem Pumpenkolben abhängig vom Förderdruck einer Kraftstoffzubringerpumpe entgegen einer Rückführkraft axial verstellbaren Schieber gesteuert wird.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, die Drehzahlregelung der Brennkraftmaschine hauptsächlich im Leerlaufdrehzahl- sowie im Höchstdrehzahlbereich mit möglichst einfachen Mitteln ohne besonderen zusätzlichen Regler zu erzielen und trotzdem insbesondere eine sichere Begrenzung der Höchstdrehzahl zu erhalten. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine nur das in seine Leerlaufstellung eingestellte DrosselgHed und zur Begrenzung der höchstzulässigen Drehzahl der Brennkraftmaschine nur der Steuerschieber dient.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung wird die auf den Steuerschieber wirkende Rückführkraft durch Federn gebildet, wobei in an sich bekannter Weise die Rückführkraft mit steigender Drehzahl zunimmt und die Zunahme der Rückführkraft je Wegeinheit des Steuerschiebers in jedem der nachfolgend angeführten Drehzahlbereiche und zu jedem der dort angegebenen Zwecke einen anderen Wert aufweist:

a) im Bereich von Startdrehzahl bis Leerlaufdrehzahl zur Verminderung der Kraftstoffmenge um den zum Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen Mehrbetrag;

b) im Bereich von Leerlaufdrehzahl bis Vollasthöchstdrehzahl zur Anpassung der von der Pumpe geförderten Kraftstoffhöchstmenge an die rauchfrei verbrennbare Höchstmenge;

c) im Bereich über der Vollasthöchstdrehzahl zur Begrenzung der höchstzulässigen Drehzahl.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung eine Verteiler-Einspritzpumpe für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Pumpe und

Fig. 2 ein Schaubild der geförderten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl.

Im Unterteil 1 eines aus den beiden Teilen 1 und 2 bestehenden Gehäuses ist eine AntriebsweHe 3 gelagert. Diese trägt eine Stirnnockenscheibe 4 mit vier Nocken 5, deren Laufbahn auf RoUen 6 aufliegt, die im Teil 1 des Pumpengehäuses angeordnet sind.

Kraftstoffeinspritzpumpe an einer Brennkraftmaschine

Anmelder:

Robert Bosch G.m.b.H., Stuttgart W, Breitscheidstr. 4

Gerald Höfer und Franz Eheim, Stuttgart, sind als Erfinder genannt worden

Ein Pumpenkolben 7, der längs durchbohrt und im Außendurchmesser abgestuft ist, hat an seinem antriebseitigen unteren Ende einen Flansch 8, der über den größten Teil seiner Höhe in einer Ausnehmung der Stirnnockenscheibe 4 steckt. Auf der oberen Schulter des Flansches 8 Hegt ein FederteUer 9 für eine Feder 11 auf, die sich über ein Wälzlager 12 am Gehäuseteil 2 abstützt und bestrebt ist, die Laufbahn der Nockenscheibe 4 in ständiger Berührung mit den Rollen 6 zu halten. Durch einen Mitnehmerstift 13 werden die Drehbewegungen der Nockenscheibe auf den Pumpenkolben 7 übertragen.

Der Mittelabschnitt des Pumpenkolbens 7 ist in einem in den Gehäuseteil 2 eingepreßten Pumpenzylinder 14 und sein oben aus dem ZyHnder 14 herausragender, im Durchmesser kleinerer Endabschnitt in einer ZyHnderbüchse 15 geführt. Diese ist im Gehäuseteil 2 verschiebbar angeordnet. Die Längsbohrung des Pumpenkolbens ist an ihrem antriebseitigen Ende durch einen Stopfen 16 verschlossen, der als Widerlager für das eine Ende einer Feder 17 dient, deren anderes Ende an einem beweglichen DruckventilgHed 18 angreift und die bestrebt ist, das Glied 18 auf seinen Sitz im Pumpenkolben 7 zu drücken. In der gezeichneten Schließstellung trennt das DruckventUglied 18 den Pumpenarbeitsraum 19 von einem Druckraum 20. Von diesem geht eine radiale Bohrung 21 aus, die mit vier radialen Bohrungen 22 im PumpenzyHnder nacheinander zusammenarbeitet. In der Zeichnung ist nur eine der Bohrungen 22 dargesteUt. An jeder der radialen Bohrungen 22 schHeßt sich ein Auslaßkanal 23 an, der in einer Auslaßöffnung 24 endet. Jede Auslaßöffnung dient zum Anschluß einer Druckleitung 25, die zu einer Einspritzdüse 26 führt.

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Mit dem Pumpenarbeitsraum 19 in ständiger Verbindung stehen vier im Pumpenkolben angeordnete radiale Bohrungen 27. Diese radialen Bohrungen arbeiten mit einer radialen Bohrung 28 im Pumpenzylinder 14 zusammen. An die radiale Bohrung 28 schließt sich ein Einlaßkanal 29 an, in den als Drosselglied ein verstellbarer Drosselschieber 30 eingebaut ist.

Am Pumpenzylinder 7 stützt sich oben eine Feder 31 ab, deren anderes Ende an einem Ring 32 angreift, der in eine Nut in der Zylinderbüchse 15 eingesprengt ist. Die Feder 31 ist bestrebt, die Zylinderbüchse 15 zusammen mit einer auf diese aufgeschraubten Kappe 33 gegen einen Stopfen 34 zu drücken, der einen Raum 35 im Gehäuseteil 2 abschließt. In dem Verschlußstopfen 34 ist eine Einstellschraube 36 angeordnet, die durch eine Gegenmutter 37 gesichert ist. Ein Bolzen 38 ist mit seinem im Durchmesser größten Abschnitt 39 möglichst dicht in die Zylinderbüchse 15 eingepaßt und begrenzt den Pumpenarbeitsraum 19 nach oben. An seinem vom Arbeitsraum abgewandten Ende trägt der Bolzen 38 einen Bund 41, mit dem er in eine entsprechende Ausnehmung der Einstellschraube 36 eingehängt ist, so daß seine axiale Lage gesichert ist. Am Boden der Kappe 33 stützt sich eine Feder 42 ab, die eine Scheibe 43 gegen das Stirnende der Zylinderbüchse 15 preßt. Zwischen dieser Scheibe 43 und einer an einer Innenschulter 44 der Zylinderbüchse anliegenden Scheibe 45 ist eine Tellerfeder 46 eingespannt.

Der Raum 35 steht durch einen Kanal 47 mit dem vor dem Drosselschieber liegenden Abschnitt des Einlaßkanals 29 in Verbindung. In der Kappe 33 ist eine Öffnung 48 vorgesehen, die den Innenraum 33' der Kappe 33 mit dem Raum 35 verbindet.

Die Zylinderbüchse 15 trennt den Raum 35 von einem die Feder 31 aufnehmenden Raum 49 im Gehäuseteil 2. Der Raum 49 ist durch einen Kanal 50 mit dem von den Gehäuseteilen 1 und 2 umschlossenen Raum 51 verbunden. In den Raum 49 mündet eine radiale Bohrung 52 der Zylinderbüchse 15. Mit dieser radialen Bohrung 52 arbeitet eine Ringnut 53 in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 7 zusammen. Diese Ringnut steht durch radiale Bohrungen 54 mit dem Pumpenarbeitsraum 19 in ständiger Verbindung.

Der Kraftstoff wird der Einspritzpumpe aus einem Behälter 56 durch eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Zubringerpumpe 57 über ein Filter 59 und eine an den Einlaßkanal 29 angeschlossene Leitung 60 zugeführt. An diese Förderleitung der Zubringerpumpe ist ein auf einen bestimmten Druck eingestelltes Überströmventil 61 angeschlossen, über das die von der Zubringerpumpe 57 im Überschuß geförderte Kraftstoffmenge zum Behälter 56 abfließt. Das Überströmventil 61 ist mit einer Drosselstelle 61' versehen, um den Druck des zur Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffes abhängig von der Drehzahl der Zubringerpumpe zu ändern. Der Raum 51 ist durch eine Leitung 62, in die ein Rückschlagventil 63 eingebaut ist, mit dem Behälter 56 verbunden.

Die beschriebene Pumpe arbeitet wie folgt: Der Pumpenkolben 7 befindet sich in der gezeichneten Saughubendstellung. Beim Weiterdrehen der Nockenscheibe 4 beginnt ein Druckhub des Kolbens, bei dem zunächst die Einlaßbohrung 28 geschlossen wird. Daran anschließend beginnt der wirksame Druckhub, der so lange dauert, bis die Ringnut 53 die Rückströmbohrung 52 aufsteuert. Der während des wirksamen Druckhubes geförderte Kraftstoff fließt über

das dabei geöffnete Druckventil 18 in den Raum 20 und von hier durch die Bohrung 21 zu einer der Bohrungen 22 und weiter durch den daran anschließenden Kanal 23 und die Druckleitung 25 zu der zugehörigen Einspritzdüse 26.

Nach dem Aufsteuern der Rückströmbohrung 52 strömt der vom Pumpenkolben weiterhin verdrängte Kraftstoff in den Raum 49 und von diesem über den Kanal 50 in den Raum 51 ab. Aus dem Raum 51 fließt der Kraftstoff über das Rückschlagventil 63 zum Kraftstoffbehälter 56 zurück. Durch das schon bei geringem Überdruck öffnende Rückschlagventil 63 wird verhindert, das sich die Räume 49 und 51 entleeren können.

In der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeichneten Stellung des Durchflußkanals im Drosselschieber 30 sowie der dargestellten Lage der Zylinderbüchse 15 fördert die Einspritzpumpe die größtmögliche Kraftstoffmenge. Diese wird zum Starten der Brennkraftmaschine benötigt. In dem Schaubild nach Fig. 2 ist diese Kraftstoffmenge gleich der Summe von a und b und c.

Sobald die Brennkraftmaschine angesprungen ist, steigt der Druck des von der Zubringerpumpe 57 zur Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffes und damit der Druck in den Räumen 35 und 35' so stark an, daß der Zyhnderschieber 15 zusammen mit der Kappe 33 um den Betrag a' (Fig. 1) entgegen der Kraft der Feder 31 nach unten verschoben wird. In dieser Stellung hegt die Scheibe 45 an der oberen Ringschulter des Abschnittes 39 des Bolzens 38 an. Die Fördermenge wird um den Wert a (Fig. 2) vermindert. Soll die Brennkraftmaschine danach im Leerlauf betrieben werden, so wird der Drosselschieber 30 so verstellt, daß sein Durchflußkanal etwa die in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnete Lage einnimmt, in der er nur einen sehr geringen Querschnitt des Einlaßkanals 29 offenhält. Die Kraftstoffmenge der Einspritzpumpe stellt sich nun infolge der Drosselung im Einlaßkanal auf die in Fig. 2 strichpunktiert gezeichnete Kennlinie ein. Die Drosselung im Einlaßkanal dient als einziges Mittel zur Regelung der Leerlaufdrehzahl M₁.

Zur Steigerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine wird der Drosselschieber 30 wieder in die gezeichnete Lage gebracht. Sofern die Belastung der Brennkraftmaschine dies zuläßt, steigt die Drehzahl bis zur höchsten Vollastdrehzahl M₂ an. Da bei der Drehzahlsteigerung von M₁ auf «₂ auch der Druck in den Räumen 35 und 33' ansteigt, wird die Zylinderbüchse 15 entgegen der Kraft der Tellerfeder 46 um den Betrag b' (Fig. 1) verschoben. Dabei hebt sich die Scheibe 45 von der Schulter 44 der Zylinderbüchse 15 ab, und die Kraftstoffmenge wird um den Betragt (Fig. 2) vermindert. Diese Verminderung der Kraftstoffmenge dient dazu, die durch die Einspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge an die durch die Brennkraftmaschine rauchfrei verbrennbare Kraftstoffhöchstmenge anzupassen.

Sofern die Belastung der Brennkraftmaschine so gering ist, daß eine weitere Steigerung der Drehzahl über die Drehzahl M₂ hinaus möglich ist, bewirkt der ebenfalls ansteigende Druck in den Räumen 35 und 33' ein Verschieben der Zylinderbüchse entgegen der Kraft der Feder 42. Dabei hebt sich die Scheibe 43 von der Zylinderbüchse 15 ab. Durch dieses Verschieben der Zylinderbüchse wird eine Verminderung der Kraftstoffmenge entlang der zum Wert c in Fig. 2

gehörenden Kennlinie erreicht. Bei völliger Entlastung der Brennkraftmaschine kann diese jedoch höchstens die Drehzahl «₃ erreichen. Die Begrenzung der Höchstdrehzahl der Brennkraftmaschine wird also durch die abhängig vom Förderdruck der Zubringerpumpe erfolgende Verschiebebewegung der Zylinderbuchse 15 erzielt.

Da einerseits sich die Rückführkraft der Federn 31, 46 und 42 in Abhängigkeit vom Förderdruck der Zubringerpumpe und damit abhängig von der Drehzahl ändert und andererseits die Fördermenge der Einspritzpumpe in Abhängigkeit vom wirksamen Druckhub des Pumpenkolbens, also abhängig von der Stellung der als Steuerschieber wirkenden Zylinderbüchse 15, können in Fig. 2 als Ordinaten auch die in Klammer angeführten Größen, und zwar ρ für die Rückführkraft und s für den Weg des Steuerschiebers 15, aufgetragen werden, wobei der Weg des Steuerschiebers bei der größten Fördermenge q gleich Null ist. ao

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kraftstoff einspritzpumpe an einer Brennkraftmaschine mit einem willkürlich verstellbaren Drosselglied in dem zum Pumpenarbeitsraum führenden Kraftstoffeinlaßkanal und mit einem vom Pumpenarbeitsraum abzweigenden Überströmkanal, dessen in der Kolbenmantelfläche liegende Ausmündung durch einen auf dem Pumpenkolben abhängig vom Förderdruck einer Kraftstoffzubringerpumpe entgegen einer Rück-

führkraft axial verstellbaren Schieber gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine nur das in seine Leerlaufstellung eingestellte Drosselglied und zur Begrenzung der höchstzulässigen Drehzahl der Brennkraftmaschine nur der Steuerschieber dient.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Steuerschieber wirkende Rückführkraft durch Federn gebildet wird, wobei in an sich bekannter Weise die Rückführkraft mit steigender Drehzahl zunimmt und die Zunahme der Rückführkraft je Wegeinheit des Steuerschiebers in jedem der nachfolgend angeführten Drehzahlbereiche und zu jedem der dort angegebenen Zwecke einen anderen Wert aufweist:

a) im Bereich von Startdrehzahl bis Leerlaufdrehzahl zur Verminderung der Kraftstoffmenge um den zum Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen Mehrbetrag;

b) im Bereich von Leerlaufdrehzahl bis Volllasthöchstdrehzahl zur Anpassung der von der Pumpe geförderten Kraftstoffhöchstmenge an die rauchfrei verbrennbare Höchstmenge;

c) im Bereich über der Vollasthöchstdrehzahl zur Begrenzung der höchstzulässigen Drehzahl.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 058 790.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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