DE1576298C - Brennstoffzufuhrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe, die mindestens einen Tauch-. kolben und eine Nockenbahn enthält, die den Tauchkolben bewegt, wobei ein Bauteil vorgesehen ist, das durch einen in einem Druckraum herrschenden BrennstofFdruck beaufschlagbar ist und durch seine dadurch bewirkte Verstellung die Nockenbahn ver- ■ stellt, um den Zeitpunkt der Zufuhr des Brennstoffs zur Einspritzvorrichtung zu verändern, und ein zylindrisches Zumeßventil für den von einer Speisepumpe zur Einspritzpumpe fließenden Brennstoff vorgesehen ist, durch dessen Verstellung außerdem der Querschnitt eines Durchgangs verändert wird, über welchen der Brennstoffdruck das Bauteil beaufschlagt.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus. der deutschen Patentschrift 1 092 727 bekannt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird sowohl die der Einspritzpumpe zugeführte Brennstoffmenge als auch der zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes ao erforderliche Steuerdruck mittels eines einzigen Steuerkolbens geregelt. Mit diesem Steuerkolben ist es nicht möglich, die Zufuhr der Brennstoffmenge unabhängig von der Verstellung des Einspritzzeitpunktes zu verändern. Außerdem erfordert ein soleher Kolben eine hohe Präzision in der Herstellung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Brennstoffzufuhreinrichtung in einer solchen verbesserten Form zu schaffen, die es ermöglicht, Einspritzmenge und Einspritzzeitpunkt zwar wie bekannt abhängig voneinander zu regeln, aber voneinander unabhängig einstellen zu können.

Erfindungsgemäß ist bei einer Brennstoffzufuhrvorrichtung der obigen Art in an sich bekannter Weise das Zumeßventil axial verschiebbar und weist eine axiale Bohrung auf; in der Bohrung ist ein Ventilkörper gleitbar angeordnet, der im Zusammenwirken mit dem Zumeßventil den Querschnitt des Durchgangs bestimmt, wobei am stromaufwärtigen Ende des Durchgangs ein annähernd konstant gehaltener Brennstoffdruck herrscht, während der stromabwärts des Durchgangs herrschende Druck ein Steuerventil beaufschlagt, durch das in ebenfalls bekannter Weise eine Verbindungsleitung des Brennstoffs zum Druckraum beherrscht wird.

Dabei kann das Zumeßventil zur Regelung des Ausgangsdruckes aus der Speisepumpe derart angeordnet sein, daß sich der Druck entsprechend der Drehzahl, mit der die Vorrichtung angetrieben wird, ändert; es ist ferner ein erster Begrenzer vorgesehen, der zwischen dem in Richtung der Strömung oberhalb liegenden Ende des Durchgangs und dem Auslaß der Speisepumpe angeordnet ist, und es ist ein Ventil vorgesehen, das den Druck zwischen dem Begrenzer und dem stromabwärts liegenden Ende des Durchgangs im wesentlichen konstant hält. Außerdem kann ein zweiter Begrenzer vorgesehen sein, durch den Brennstoff aus dem Leitungsbereich zwischen dem stromabwärts liegenden Ende des Durchgangs und dem Steuerventil austritt.

Überdies kann der Ventilkörper in einer aus der Bohrung hinausweisenden Richtung federbelastet sein und sein linde an eine Nockenfjiiche anschlagen, die von einem von einem Brennstolfdruek betätigbaren Anschlagglied bestimmt wird, das quer zu der Achse des Zumcßvcntils bewegbar ist, wobei das Aiisclilagglied derart angeordnet sein kann, daß es gegen die Wirkung einer Feder durch den Druck, der am Auslaß der Speisepumpe erzeugt wird, bewegbar ist. Außerdem kann der Durchgang zwei Öffnungen enthalten, die in dem Zumeßventil ausgebildet sind und die in Verbindung mit der Bohrung stehen, und kann der Ventilkörper eine profilierte Nut besitzen, die mit den Öffnungen zusammenwirkt.

Als Alternative wird in weiterer Ausbildung vorgeschlagen, daß der Durchgang eine Reihe von abgestuften Öffnungen enthält, die derart angeordnet sind, daß sie aufeinanderfolgend bei der relativen· Bewegung zwischen dem Zumeßventil und dem Ventilkörper abdeckbar sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt .durch die Einspritzpumpe,

Fig. 2 einen weiteren Schnitt nach Fig. 1 durch die Vorrichtung, die die Nockenbahn der Einspritzpumpe steuert,

F i g. 3 einen Schnitt durch die zu F i g. 1 und 2 gehörende Drosselvorrichtung.

In F i g. 1 ist ein Gehäuse 10 gezeigt, in dem ein drehbarer zylindrischer Verteiler 50 derart angeordnet ist, daß er mittels einer Welle 51 von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und somit mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine abgestimmt ist. An einem Ende des Verteilers 50 ist eine sich quer erstreckende Bohrung vorgesehen. Innerhalb der Bohrung sind zwei Tauchkolben 52 angeordnet, die bei der Drehung des Verteilers 50 nach innen mittels einer den Verteiler umgebenden Nockenbahn 53 bewegt werden, die nach innen gerichtete diametral angeordnete Nockenvorsprünge (nicht gezeigt) besitzt, die an dem inneren Umfang der Nockenbahn 53 vorgesehen sind. Die Querbohrung steht mit einem Längsdurchgang in Verbindung, der in dem Verteiler 50 ausgebildet ist, und ein Punkt dieses Durchganges steht mit einem radial angeordneten Zufuhrdurchgang 54 in Verbindung, der derart angeordnet ist, daß er bei der Drehung des Verteilers mit einer Mehrzahl von Auslaßöffnungen 55 in Verbindung gebracht wird, die in dem Gehäuse 10 ausgebildet sind. Diese Auslaßöffnungen 55 sind im Betrieb an Einspritzdüsen angeschlossen, die in den entsprechenden Brennräumen der Brennkraftmaschine angeordnet sind. An einem anderen Punkt steht der Längsdurchgang mit einer Mehrzahl von radial angeordneten und in gleichen Winkelabständen verteilten Einlaßdurchgängen 56 in Verbindung, die der Reihe nach, indem der Verteiler sich dreht, mit einer Einlaßöffnung 57 in Verbindung gelangen, die in dem Gehäuse 10 ausgebildet ist. Die Verbindung der Einlaßöffnung 57 mit einem der Einlaßdurchgänge 56 ist derart angeordnet, daß während der Zeit, in der die Tauchkolben 52 sich nach außen bewegen können, die Verbindung stattfindet. Die Verbindung des Auslaßdurchganges 54 mit einer der Auslaßöffnungen 55 findet während der Zeit statt, in der die Tauchkolben nach innen durch die Nockenbahn gedrückt werden.

Die Einlaßöffnung 57 steht mit einer Brennstoffquclle in Verbindung, die nachstehend beschrieben werden soll, und auf diese Weise wird, indem der Verteiler sich dreht, der Brennstoff zu den Auslaßöffiningen der Reihe nach zugeführt.

Kraftschlüssig mit dem anderen Ende des Verteilers 50 ist eine Speisepumpe 58 gekuppelt, die als Flügelpumpe ausgebildet ist. Die Speisepumpe 58 ist

mit einem Einlaß 59 und einem Auslaß 60 versehen. Der erstere ist im Betrieb an eine Brennstoffquelle angeschlossen, und der Einlaß 59 und der Auslaß 60 sind mittels eines Druckbegrenzerventils 74 miteinander verbunden. Dieses Ventil kann die Gestalt eines federbelasteten Tauchkolbens oder auch die Gestalt eines durch . Zentrifugalkraft betätigbaren Gliedes besitzen. In jedem Fall wird der Ausgangsdruck der Speisepumpe in einer solchen Art gesteuert, daß er sich mit der Drehzahl ändert, mit der der Verteiler und daher die damit zusammenhängende Brennkraftmaschine arbeitet.

Die Einlaßöffnung 57 der Einspritzpumpe ist mit der Auslaßöffnung 60 der Speisepumpe 58 über einen Durchgang 18 verbunden, und zur Steuerung des Brennstoffdurchstroms durch diesen Durchgang ist ein Zumeßventil 20 vorgesehen. Das Zumeßventil ist ein zylindrisches Bauteil, das in einer Bohrung gleitbar angeordnet ist, die in dem Gehäyse 10 ausgebildet ist. Das Zumeßventil 20 besitzt eine Aussparung, die einen Teil des Durchganges 18 bildet, und indem das Zumeßventil 20 sich nach oben bewegt, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, wird der Brennstoffstrom durch den Durchgang 18 gedrosselt. Das Zumeßventil 20 ist mittels einer Reglerfeder 23 auf eine Stellung vorgespannt, in der der maximale Brennstoff-Fluß durch den Durchgang 18 stattfinden kann. Diese Einstellung wird durch ein einstellbares Anschlagglied 20 a bestimmt, das ebenfalls im Gehäuse 10 angeordnet ist. Das untere Ende des Zumeßventils 20 ist dem Auslaßdruck der Speisepumpe derart ausgesetzt, daß, indem der Druck ansteigt und bei einer gewissen Einstellung der Reglerfeder das Ventil sich bewegt, die Größe des Brennstoff-Flusses in dem Durchgang 18 gedrosselt wird. Auf diese Weise wirkt das Zumeßventil 20 als ein Regler.

Um den Zeitpunkt der Zufuhr des Brennstoffs zur Brennkraftmaschine zu verändern, ist die Nockenbahn 53 innerhalb des Gehäuses derart angeordnet, daß sie eine begrenzte Verdrehung um einen Winkel um die Drehachse des Verteilers ausführen kann. Um die Nockenbahn 53 um einen gewünschten Winkel zu verdrehen, ist ein Kolben 61 vorgesehen, der durch Flüssigkeitsdruck betätigbar ist und in einem Zylinder angeordnet ist, der in dem Gehäuse ausgebildet ist.

Ein Ende des Zylinders, der den Kolben 61 enthält, ist zu einem Abflußdurchgang 62 hin offen. Von innen, von der benachbarten Stirnfläche' des Kolbens sich erstreckend, ist eine Blindbohrung 73 vorgesehen. Innerhalb dieser Bohrung ist gleitbar ein federbelastetes Steuerventil 63 angeordnet, das eine ringförmige Nut aufweist. Das äußere Ende des Steuerventils 63 steuert das öffnen einer Bohrung 64 entweder zu der Nut in dem Ventilkörper oder zu dem genannten einen Ende des Zylinders. Darüber hinaus steht die Bohrung 64 in Verbindung mit dem entgegengesetzten Ende des Zylinders, in dem der Kolben 61 enthalten ist. Die Nut auf dem Steuerventil 63 steht mit dem Auslaß 60 der Speisepumpe über einen Durchgang 65, der in dem Gehäuse 10 ausgebildet ist, und über eine Bohrung im Kolben 61 in Verbindung. Weiterhin ist ein Durchgang 66 vorgesehen, der über eine Bohrung mit dem hinteren Teil der Blindbolming verbunden ist. Darüber hinaus ist eine Abzweigung 67 vorgesehen, die sicli vom Durchgang 66 erstreckt und die mit einem Begrenzer 68 versehen ist, wobei sich die Abzweigung 67 zum Ablauf erstreckt. Der Brennstoffdruck, der auf das Steuerventil 63 entgegen der Kraft einer Feder wirkt, wird von dem Zumeßventil 20 in einer Ari gesteuert, die nachstehend beschrieben werden soll. Indem sich das Steuerventil 63 bewegt, wird die öffnung 64 von dem äußeren Ende des Steuerventils freigegeben, so daß ein Brennstoffstrom in das andere Ende oder aus dem anderen Ende des Zylinders, in dem der Kolben 61 enthalten ist, fließen kann. Der Kolben 61 wird daher bewegt und nimmt eine neue Stellung ein, in der die Bohrung 64 von dem genannten Ende des Steuerventils 63 abgedeckt wird.

Der Brennstoff, der unter Druck steht und der die Bewegung des Steuerventils 63 bewirkt, wird von dem Auslaß 60 der Speisepumpe 58 abgeleitet und strömt über einen Begrenzer 69 einer Öffnung 40 zu, die in eine Bohrung 41 mündet, die in dem einen Ende des Zumeßventiis 20 ausgebildet ist. Der Druck des Brennstoffs, der der öffnung 40 zugeführt wird, wird mittels eines Druckventils 70 im wesentlichen konstant gehalten. Innerhalb der Bohrung 41 ist ein Ventilkörper 42 angeordnet, der in einer Richtung, die in bezug auf das Zumeßventil 20 nach außen gerichtet ist, mittels einer Schraubendruckfeder 43 belastet ist. Darüber hinaus steht der Teil der Gegenbohrung, in dem die Feder 43 enthalten ist, in Verbindung mit dem Raum unterhalb des Zumeßventils 20 über eine Bohrung, die in dem Ventilkörper 42 ausgebildet ist. Auf diese Weise sind die Flüssigkeitsdrücke, die auf den Ventilkörper 42 wirken, vollkommen ausgeglichen. Am Umfang des Ventilkörpers 42 ist eine ringförmige Nut 44 ausgebildet, die in einer solchen Art ausgeformt ist, daß sie die erforderliche Charakteristik ergibt, die nachstehend beschrieben werden soll. Diametral entgegengesetzt zu der öffnung 40 ist eine weitere öffnung 45 vorgesehen, die mit einem Durchgang 66 in Verbindung steht.

Betrachtet man zuerst den Fall, bei dem der Ventilkörper 42 feststeht, wobei sich das Zumeßventil 20 mit den Änderungen der Belastung der Brennkraftmaschine bewegt, so wird die wirksame Abmessung der öffnungen 40 und 45 verändert, und daher wird der Strom des Brennstoffes durch diese Öffnungen ebenfalls verändert. Infolge des Vorhandenseins des Begrenzers 68, der zwischen dem Auslaß 60 und dem Durchgang 66 abzweigt, wird der Druck, der auf das Steuerventil 63. wirkt, ebenfalls verändert, und in dieser Weise wird die Einstellung des Kolbens 61 entsprechend der Einstellung des Zumeßventils 20 verändert. Durch eine Formgebung der Seiten der Nut 44 kann das Verhältnis zwischen der Einstellung des Zumeßventils 20 und der Einstellung des Kolbens 61 verändert werden.

Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, kann die Einstellung des Ventilkörpers 42 außerdem mittels eines Anschlaggliedes 46 verändert werden, das in einer Bohrung im rechten Winkel zu dem Zylinder angeordnet ist, in dem sich das Zumeßventil 20 befindet. Das Anschlagglied ist mittels einer Schraubendruckfeder 47 in einer Richtung vorgespannt und ist entgegengesetzt der Federkraft mittels des Brennstoffdruckes, der an das andere Ende des Anschlaggliedes angelegt wird, betätigbar. Dieser Druck wird direkt von dem Auslaß 60 der Speisepumpe 58 abgenommen und verändert sich daher mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Daher kann bei dieser Anordnung die Einstellung des Ventilkörpers 42 sich entsprechend der Drehzahl des Verteilers 50 und

daher auch entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine derart verändern, daß die Einstellung des Kolbens 61 auch von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist.

Es kann festgestellt werden, daß für eine verschiedene Drehzahlcharakteristik, wie oben beschrieben worden ist, es nur erforderlich ist, den Ventilkörper auszuwechseln, wobei das neue Bauteil ein unterschiedliches Profil an dessen Umfangsnut 44 aufweist. Es kann erforderlich sein, daß die Einstellung der Nockenbahn 53 sich nicht entsprechend der Drehzahl verändern soll, dann wird das Anschlagglied 46 durch ein feststehendes Glied ersetzt.

In einem abgeänderten Ausführungsbeispiel können die öffnungen 40 und 45 durch eine abgestufte Reihe von öffnungen in der Wand des Zumeßventils ersetzt werden, wobei diese öffnungen derart angeordnet sind, daß der Brennstoffstrom dadurch so gesteuert wird, daß die relative Einstellung des Zumeßventils 20 und des Ventilkörpers 42 verändert wird.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Brennstoffzufuhrvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe, die mindestens einen Tauchkolben und eine Nockenbahn enthält, die den Tauchkolben bewegt, wobei ein Bauteil vorgesehen ist, das durch einen in einem Druckraum herrschenden Brennstoffdruck beaufschlagbar ist und durch seine dadurch bewirkte Verstellung die Nockenbahn verstellt, um den Zeitpunkt der Zufuhr des Brennstoffs zur Einspritzvorrichtung zu verändern, und ein zylindrisches Zumeßventil für den von einer Speisepumpe zur Einspritzpumpe fließenden Brennnstoff vorgesehen ist, durch dessen Verstellung außerdem der Querschnitt eines Durchgangs verändert wird, über welchen der Brennstoffdruck das Bauteil beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Zumeßventil (20) axial verschiebbar ist und eine axiale Bohrung (41) aufweist, daß im der Bohrung ein Ventilkörper (42) gleitbar angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit dem Zumeßventil (20) den Querschnitt des Durchgangs bestimmt, wobei am stromaufwärtigen Ende (40) des Durchgangs ein annähernd konstant gehaltener 'Brennstoffdruck herrscht, während der stromabwärts des Durchgangs herrschende Druck ein Steuerventil (63) beaufschlagt, durch das in ebenfalls bekannter Weise eine Verbindungsleitung (65, 64) des Brennstoffs zum Druckraum beherrscht wird. ·

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zumeßventil (20) zur Regelung des Ausgangsdruckes aus der Speisepumpe (58) derart angeordnet ist, daß sich der Druck entsprechend der Drehzahl, mit der die Vorrichtung angetrieben wird, ändert und ein erster Begrenzer (69) vorgesehen ist, der zwischen dem in Richtung der Strömung oberhalb liegenden Ende des Durchgangs und dem Auslaß (60) der Speisepumpe (58) angeordnet ist und ein Ventil (70) vorgesehen ist, das den Druck zwischen dem Begrenzer (69) und dem stromaufwärts liegenden Ende des Durchgangs im wesentlichen konstant hält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Begrenzer (68) vorgesehen ist, durch den Brennstoff aus dem Leitungsbereich zwischen dem stromabwärts liegenden Ende des Durchganges und dem Steuerventil (63) austritt.

4. Vorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (42) in einer aus der Bohrung (41) hinausweisenden Richtung federbelastet ist und sein Ende an eine Nockenfläche anschlägt, die von einem von einem Brennstoffdruck betätigbaren Anschlagglied (46) bestimmt wird, das quer zu der Achse des Zumeßventils (20) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagglied (46) derart angeordnet ist, daß es gegen die Wirkung einer Feder durch den Druck, der am Auslaß der Speisepumpe erzeugt wird, bewegbar ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang zwei öffnungen (40, 45) enthält, die in dem Zumeßventil (20) ausgebildet sind und die in Verbindung mit der Bohrung (41) stehen, und daß der Ventilkörper (42) eine profilierte Nut besitzt, die mit den Öffnungen (40, 45) zusammenwirkt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang eine Reihe von abgestuften öffnungen enthält, die derart angeordnet sind, daß sie aufeinanderfolgend bei der relativen Bewegung zwischen dem Zumeßventil (20) und dem Ventilkörper (42) abdeckbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen