DE1244469B - Kraftstoffeinspritzanlage fuer Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einer den Foerderbeginn der Einspritzpumpe aendernden Verstelleinrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F02d

Deutsche Kl.: 46b2-16

Nummer: 1244 469

Aktenzeichen: B 704591 a/46 b2

Anmeldetag: 24. Januar 1963

Auslegetag: 13. Juli 1967

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einer Einspritzpumpe, deren Pumpenkolben einen abhängig von der Fördermenge sich ändernden Anteil der während des Füllhubes in den Pumpenarbeitsraum eingeströmten Kraftstoffmenge über einen von dem in den Pumpenarbeitsraum mündenden Einlaßkanal ständig getrennten Rückströmkanal verdrängt, sowie mit einer den Kraftstoff der Einspritzpumpe zufördernden Kraftstoffzubringerpumpe, an deren Druckleitung eine den Förderbeginn der Einspritzpumpe ändernde Verstelleinrichtung angeschlossen ist, wobei das Verstellglied der Verstelleinrichtung auf seiner der vom Förderdruck der Zubringerpumpe beaufschlagten Seite abgekehrten Seite zusätzlich durch einen Druck beaufschlagt wird und der vom Pumpenarbeitsraum abzweigende Rückströmkanal unter Umgehung der Druckseite der Zubringerpumpe durch eine Leitung mit der Saugseite der Zubringerpumpe verbunden ist.

Die Leistung und insbesondere der ruhige Lauf (Ganghärte) von Dieselmotoren wird sehr wesentlich vom Einspritzbeginn beeinflußt. Der günstigste Einspritzbeginn ist dabei abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, aber in vielen Fällen auch von deren Belastung, die bei gleichbleibender Drehzahl verschieden groß sein kann. Der Einspritzbeginn wird vor allem durch den auf die Kurbelwellendrehlage bezogenen Förderbeginn der Einspritzpumpe bestimmt.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs beschriebenen Bauart wird der auf die Verstelleinrichtung wirkende Förderdruck der Zubringerpumpe durch ein besonderes Ventil konstant gehalten. Dadurch wird bei dieser Anlage ein nur drehzahlabhängig veränderbarer Förderbeginn der Einspritzpumpe erreicht. Wie vorstehend dargelegt wurde, ist der günstigste Einspritzbeginn und damit Förderbeginn der Einspritzpumpe in vielen Fällen auch von der Belastung der Brennkraftmaschine abhängig. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Kraftstoffeinspritzanlage der eingangs beschriebenen Bauart nicht nur eine drehzahlabhängige, sondern auch eine von der Belastung der Brennkraftmaschine abhängige Änderung des Förderbeginns der Einspritzpumpe zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der auf die Verstelleinrichtung wirkende Förderdruck der Zubringerpumpe sich abhängig von der Drehzahl ändert und am Verstellglied entgegen einer Federkraft wirkt und daß als zusätzlicher Druck der Druck dient, der in ebenfalls bekannter Weise durch die über den Rückströmkanal verdrängte Kraft-Kraftstoffeinspritzanlage für
Brennkraftmaschinen, insbesondere
Dieselmotoren, mit einer den Förderbeginn der
Einspritzpumpe ändernden Verstelleinrichtung

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,
Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Konrad Eckert, Stuttgart-Bad Cannstatt; Günter Kulke, Kornwestheim;

Franz Eheim, Stuttgart

stoffmenge vor einer Drosselstelle erzeugt wird, die in die mit der Saugseite der Zubringerpumpe verbundene Leitung eingebaut ist.

Es wird noch bemerkt, daß für sich bereits Veras stellregier für den Förderbeginn der Einspritzpumpe bekannt sind, die drehzahl- und belastungsabhängig wirken.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in schematischer Darstellung;

F i g. 2 und 3 zeigen je eine Weiterbildung des Beispiels nach Fig. 1.

Mit 1 ist das Gehäuse einer Kraftstoffeinspritzpumpe bezeichnet, das eine Zylinderbohrung 2 hat, in der ein Pumpenkolben 3 geführt ist. In dem Pumpengehäuse ist ein Saugraum 4 und ein von diesem getrennter Rückströmraum 5 angeordnet. Von dem Saugraum 4 führt ein Einlaßkanal 6 in den Pumpenzylinder 2 und von diesem zweigt ein Rückströmkanal 7 ab, der in den Rückströmraum 5 mündet. Der Pumpenkolben 3 hat eine Steuerfläche 8 mit einer schrägen Steuerkante 9. Der den Pumpenarbeitsraum bildende Abschnitt der Zylinderbohrung 2 ist mit 10 bezeichnet. Vom Pumpenarbeitsraum führt ein Auslaßkanal 11 über ein federbelastetes Druckventil 12 zu einer Auslaßleitung 13, an die eine Einspritzdüse 14 angeschlossen ist.

Der Pumpenkolben 3 trägt eine Verzahnung 15, in

die eine im Gehäuse 1 geführte Zahnstange 16 eingreift. Am antriebseitigen Ende des Pumpenkolbens ist ein Bund 17 vorgesehen an dem ein Federteller 18 aufliegt, gegen den das eine Ende einer Schrauben-

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feder 19 drückt, die sich mit ihrem anderen Ende am Pumpengehäuse 1 abstützt. Durch die Kraft der Schraubenfeder wird das ballig geformte Stirnende des Bundes 17 gegen die Lauffläche eines Nockens 20 gedruckt, der auf einer im Pumpengehäuse 1 gelagerten Nockenwelle 21 angeordnet ist.

Am Pumpengehäuse 1 ist ein Ansatz 22 vorgesehen, in dem eine Antriebswelle 23 gelagert ist, die in nicht dargestellter Weise mit der nicht dargestellten Brennkraftmaschine gekuppelt ist Die einander gegenüberliegenden Enden der Nockenwelle 21 und der Antriebswelle 23 sind mit gegenläufigen Steilgewinden 24 und 25 versehen, in die eine Mutter 26 eingreift. Die Mutter 26 trägt einen Mitnehmer 27, der in eine Zylinderbohrung 28 eines Gehäuses 29 einer Verstelleinrichtung hineinragt. In der Zylinderbohrung 28 sind zwei Kolben 30 und 31 geführt, die an dem Mitnehmerarm 27 anliegen. Gegen den Kolben 30 drückt eine Feder 32, die sich am Gehäuse 29 der Verstelleinrichtung abstützt.

Mit 33 ist ein Kraftstoffbehälter bezeichnet, an den die Saugseite einer Kraftstoffcubringerpurnpe 34 durch eine Leitung 35 angeschlossen ist. Die Kraftstoffzubringerpumpe wird ebenfalls durch die Brennkraftmaschine angetrieben. Die Druckseite der Kraftstoffzubringerpumpe ist über eine Leitung 36 mit dem Saugraum 4 der Einspritzpumpe verbunden. Der Rückströmraum 5 der Einspritzpumpe ist durch eine Rückströmleitung 37 an die zur Saugseite der Zubringerpumpe führende Leitung 35 angeschlossen.

Der mit 38 bezeichnete Abschnitt der Zylinderbohrung 28 der Verstelleinrichtung ist durch eine Leitung 39 an die Druckseite der Zubringerpumpe 34 angeschlossen. Von der Leitung 39 zweigt eine Leitung 40 zu einem Gehäuse 41 ab, in dem ein Steuerschieber 42 angeordnet ist, der durch eine Feder 43 belastet ist und eine seitliche Öffnung 44 im Schiebergehäuse 41 steuert. Diese Öffnung ist über eine Leitung 45 mit der Rückströmleitung 37 verbunden. Der die Feder 43 aufnehmende Raum des Steuerschiebergehäuses 41 ist durch eine Leitung 46 an die Rückströmleitung 37 angeschlossen.

In die Rückströmleitung 37 ist eine Drossel 47 eingebaut. Von der Leitung 37 zweigt zwischen dem Rückströmraum 5 und der Drossel 47 eine Leitung 48 ab, welche die Leitung 37 mit dem die Feder 32 aufnehmenden Raum 49 des Gehäuses 29 der Verstelleinrichtung verbindet.

Beim Betrieb der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzanlage saugt die Zubringerpumpe 34 Kraftstoff aus dem Behälter 33 und drückt ihn über die Leitung 36 in den Saugraum 4 der Kraftstoff einspritzpumpe. In der gezeichneten Saughubendstellung des Pumpenkolbens 3 der Einspritzpumpe strömt der Kraftstoff aus dem Saugraum 4 in den Pumpenarbeitsraum 10 ein. Bei seinem darauffolgenden Druckhub sehließt der Pumpenkolben zunächst die Einlaßöffnung 6 ab. Dann beginnt der Pumpenkolben den im Pumpenarbeitsraüm 10 eingeschlossenen Kraftstoff durch das geöffnete Auslaßventil 12 und die Auslaßleitüng 13 zu der Einspritzdüse 14 zu fördern. Die Förderung zur Einspritzdüse endet, sobald die schräge Steuerkante 9 der Steuerfläche 8 den Rückstromkanal 7 aufsteüert. Danach fließt die durch den Pumpenkolben aus dem Pumpenarbeitsraum 10 weiterhin verdrängte Kraftstoffmenge über den Rückströmkansl 7 in den Rückströmraum 5 und von dort durch die Leitung 37 zum Behälter 33.

Die Fördermenge der Einspritzpumpe kann durch Verdrehen des Pumpenkolbens 3 mit Hilfe der Zahnstange 16 verändert werden.

Der Kraftstofförderdruck der Zubringerpumpe ist einerseits abhängig von der Drehzahl dieser Pumpe ufid andererseits von der Stellang des durch diesen Flüssigkeitsdruck belasteten Steuerschiebers 42, dessen Stellung den Querschnitt der Öffnung 44 bestimmt. Der jeweilige Kraftstofförderdruck der Zubringerpumpe, der auch im Raum 38 herrscht, greift an dem Kolben 31 an und sucht diesen entgegen der Kraft der Feder 32 zu verschieben. Dabei nimmt der Kolben 31 über den Mitnehmerarm 27 die Mutter 26 mit. Bei der Verschiebebewegung der Mutter 26 ändert sich die Drehlage der Nockenwelle 21 gegenüber der mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gekuppelten Antriebswelle 23.

Vor der Drossel 47 herrscht in der Leitung 37 ein Druck, der abhängig von der durch die Leitung 37 rückströmenden Kraftstoffmenge in der Zeiteinheit ist. Dieser Druck pflanzt sich über die Leitung 48 in die Kammer 49 fort und beaufschlagt den Kolben 30. Der Druck in der Kammer 49 wirkt zusammen mit der Kraft der Feder 32 dem auf den Kolben 31 wirkenden Flüssigkeitsdruck im Raum 38 entgegen. Diese Kräfte bestimmen die Lage der Kolben 30 und 31 und damit der Mutter 26. Die gegenseitige Drehlage der Wellen 21 und 23 wird somit auch von dem Flüssigkeitsdruck im Raum 49 mitbestimmt.

In manchen Fällen kann es erwünscht sein, den Querschnitt der Drosselstelle 47 beispielsweise abhängig von der Drehzahl verändern zu können. Eine Ausführungsform, die dies gestattet, ist in F i g. 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in die Leitung 37 eine mit 50 bezeichnete Drosseistelle eingeschaltet, deren Querschnitt durch einen kegeligen Abschnitt 51 eines mit 52 bezeichneten Steuerschiebers veränderbar ist. Dieser ist ebenso wie der Steuerschieber 42 beim ersten Beispiel in dem Steuerschiebergehäuse 41 angeordnet, das an die Leitung 40 angeschlossen ist. Der kegelige Abschnitt 51 bildet in dem Gehäuse 41 einen Ringraum 53, der über eine Leitung 54 mit der Leitung 45 verbunden ist.

Auch in diesem Fall ist der Steuerschieber 52 — ebenso wie der Steuerschieber 42 beim Beispiel nach F i g. 1 — durch den drehzahlabhängigen Förderdruck der Zubringerpumpe 34 belastet, der ihn entgegen der Kraft der Feder 43 zu verschieben vermag. Dabei steuert der Schieber 52 mit seinem kegeligen Abschnitt 51 den Querschnitt der Drosselstelle 50 abhängig von der Drehzahl der Zubringerpumpe 34 bzw. der Brennkraftmaschine. Mit steigender Drehzahl wird der Steuerschieber 52 um einen größeren Betrag entgegen der Kraft der Feder 43 verschoben und damit der Querschnitt der Drosselstelle 44 vergrößert.

Eine andere Möglichkeit, den Querschnitt der in der Leitung 37 angeordneten Drosselstelle drehzahlabhängig zu ändern, ist in F i g. 3 dargestellt. Die Drosselstelle ist hier mit 60 bezeichnet und wird durch einen kegeligen Ansatz 61 eines zweiten Steuerschiebers 62 bestimmt. Dieser ist in einem Gehäuse 63 angeordnet, das in die Leitung 37 eingeschaltet ist. Der vor dem Steuerschieber 62 herrschende Flüssigkeitsdruck sucht den Steuerschieber gegen eine Feder 64 zu bewegen, die sich an dem Gehäuse 63 abstützt. Der Federraum des Gehäuses 63 ist durch eine Leitung 65 an die Leitung 37 angeschlossen.

Bei gleichbleibender Fördermenge der Einspritzpumpe je Förderhub ihres Kolbens 3 ändert sich die durch die Leitung 37 fließende Kraftstoffmenge je Zeiteinheit mit der Drehzahl der Einspritzpumpe bzw. der Brennkraftmaschine. Diese drehzahlabhängige Änderung der rückströmenden Kraftstoffmenge erzeugt vor der Drosselstelle 60 einen drehzahlabhängigen Druck und damit eine drehzahlabhängige Änderung der Stellung des Steuerschiebers 62, wodurch wiederum der Querschnitt der Drosselstelle beeinflußt wird. Dieser Einfluß ist durch Wahl der Form des Abschnitts 61 des Steuerschiebers veränderbar. Mit steigender Drehzahl wird der Steuerschieber 62 um einen größeren Betrag entgegen der Kraft der Feder 64 verschoben und damit der Querschnitt der Drosselstelle 60 vergrößert.

Die oben beschriebenen Anordnungen können in gleich vorteilhafter Weise bei allen Kraftstoff einspritzanlagen verwendet werden, bei denen eine Einspritzpumpe vorgesehen ist, deren Pumpenkolben einen Anteil der während des Füllhubes in den Pumpenarbeitsraum eingeströmten Kraftstoffmenge über einen Rückströmkanal verdrängt. Soweit entsprechend F i g. 2 oder 3 ein die Drosselstelle in der Rückströmleitung 37 steuernder Schieber verwendet wird, kann dieser mit einem beliebigen drehzahlabhängig bewegten Glied, insbesondere mit einem durch einen drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruck bewegten Glied der Einspritzpumpe verbunden sein.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einer Einspritzpumpe, deren Pumpenkolben einen abhängig von der Fördermenge sich ändernden Anteil der während des Füllhubes in den Pumpenarbeitsraum eingeströmten Kraftstoffmenge über einen von dem in den Pumpenarbeitsraum mündenden Einlaßkanal ständig getrennten Rückströmkanal verdrängt, sowie mit einer den Kraftstoff der Einspritzpumpe zufördernden Kraftstoffzubringerpumpe, an deren Druckleitung eine den Förderbeginn der Einspritzpumpe ändernde Verstelleinrichtung angeschlossen ist, wobei das Verstellglied der Verstelleinrichtung auf seiner der vom Förderdruck der Zubringerpumpe beaufschlagten Seite abgekehrten Seite zusätzlich durch einen Druck beaufschlagt wird und der vom Pumpenarbeitsraum abzweigende Rückströmkanal unter Umgehung der Druckseite der Zubringerpumpe durch eine Leitung mit der Saugseite der Zubringerpumpe verbunden ist, dadurchgekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der auf die Verstelleinrichtung (27 bis 32) wirkende Förderdruck der Zubringerpumpe (34) sich abhängig von der Drehzahl ändert und am Verstellglied (27) entgegen einer Federkraft (32) wirkt und daß als zusätzlicher Druck der Druck dient, der in ebenfalls bekannter Weise durch die über den Rückströmkanal (7) verdrängte Kraftstoffmenge vor einer Drosselstelle (47, 50, 60) erzeugt wird, die in die mit der Saugseite (35) der Zubringerpumpe (34) verbundene Leitung (37) eingebaut ist.

2. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drossel (50) drehzahlabhängig, vorzugsweise mit steigender Drehzahl größer werdend, veränderbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Änderung des Drosselquerschnitts (50) von dem drehzahlabhängigen Druck der Förderpumpe (34) abgeleitet wird.

4. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 3 mit einem den Druck der Förderpumpe drehzahlabhängig ändernden Regelschieber, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelschieber (52) ein den Drosselquerschnitt (50) bestimmendes Glied (51) betätigt (F i g. 2).

5. Kraftstoffeinspritzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drosselstelle (60) durch einen vom Druck vor der Drosselstelle (60) beaufschlagten Schieber (62) gesteuert wird (F i g. 3).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 685 345, 723 144,

889 092; schweizerische Patentschriften Nr. 211169,

463;
USA.-Patentschrift Nr. 2 230 487.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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