DE1576498B2

DE1576498B2 - Kraftstoffverteilereinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1576498B2
Application number: DE1967C0041729
Authority: DE
Inventors: Kenneth Albert Walters London Kemp
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1966-03-22
Filing date: 1967-03-10
Publication date: 1976-06-16
Also published as: ES338857A1; SE315769B; DE1576498A1; US3427979A; GB1162494A

Description

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs erwähnten Art insofern zu verbessern, als die Einwirkungen unerwünschter drehzahl- und kraftstoffdruckbedingter und damit die eingespritzte Kraftstoffmenge beeinflussender Kräfte auf den Freikolben vermieden werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Freikolben einen pumpenarbeitsraumseitig in der Längsbohrung und bei Anlage des Freikolbens am Anschlag mit den Überströmbohrungen verbundenen in seiner Führungsfläche mündenden Durchgang aufweist, der ein bei Anlage des Freikolbens am Anschlag zu diesem hin gegen die Kraft einer Feder öffnendes und hierdurch die Verbindung der Überströmbohrungen mit dem Pumpenarbeitsraum zu dessen Entlastung freigebendes Ventil aufnimmt.

Durch ein derartiges Ventil wird dafür gesorgt, daß der Freikolben am Ende des Einspritzhubes immer am Anschlag anliegt und damit die Kraftstoffmenge nur so weit variiert, wie es durch die verstellbare Drossel der Einspritzpumpe zugelassen wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das federbelastete Ventil auf den maximalen Einspritzdruck eingestellt. In diesem Zusammenhang sei die DT-PS 5 85 015 genannt, aus der es bekannt ist, innerhalb eines Druckventils einer Einspritzpumpe ein weiteres auf einen Druck oberhalb des Einspritzdrucks eingestelltes Ventil anzuordnen, das hier jedoch lediglich die Funktion eines Sicherheitsventils ausübt.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist ferner der Durchgang eine abgestufte, verteilerbohrungsseitig, sacklochartig ausgebildete und in Längsrichtung des Freikolbens verlaufende Bohrung, die über eine radiale Bohrung in der Führungsfläche des Freikolbens mündet, und deren Stufe als Sitz für das federbelastete Ventil dient. Dabei kann der Durchgang an seinem sacklochartig ausgebildeten Ende über eine Querbohrung zusätzlich mit dem verteilerbohrungsseitigen Abschnitt der Längsbohrung im Verteilerrotor in Verbindung stehen. Die Ausbildung eines Durchgangs, der aus einer innerhalb eines Pumpenkolbens in Längsrichtung verlaufenden Bohrung besteht, die über eine Querbohrung in der Führungsfläche des Kolbens mündet, um hier bei der Axialbewegung des Kolbens mit Überlaufbohrungen in Verbindung zu treten, ist dabei aus der OE-PS 2 03 273 bekannt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Verteilereinspritzpumpe in einem Längsschnitt mit einem mit dem verteilerbohrungsseitigen Abschnitt der Längsbohrung im Verteilerrotor in Verbindung stehenden Durchgang im Freikolben und

F i g. 2 einen Abschnitt des Verteilerrotors mit einem verteilerbohrungsseitig geschlossenen Durchgang im Freikolben.

In einem Pumpengehäuse 10 liegt ein Verteilerrotor 11, der zeitlich gesteuert von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, zu der die Einspritzpumpe gehört. In einem am antriebsseitigen Ende des Verteilerrotors liegenden Kopf ist eine Querbohrung angeordnet, in der sich zwei einen Pumpenarbeitsraum 14a axial begrenzende Pumpenkolben 12 hin- und herbewegen. Um den Kopf des Rotors herum liegt ein Nockenring 12a, dessen Nocken sich nach innen erstrecken und diametral gegenüberliegen. Diese Nocken und diese Kolben sind eine Einspritzpumpe. Am anderen Ende des Verteilerrotors liegt eine Kraftstofförderpumpe 13, die unter Druck stehenden Kraftstoff in eine Zuführleitung 13a des Pumpengehäuses fördert.

Im Verteilerrotor ist eine Längsbohrung 14 ausgebildet, deren eines Ende mit dem Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe und deren anderes Ende mit einer Verteilerbohrung 15 in Verbindung steht. Die Bohrung 15 wiederum wird an mehrere in gleichem Winkelabstand angeordnete Kanäle 16 angeschlossen, wenn sich der Verteilerrotor dreht, und die Kanäle stehen mit Einspritzleitungen in Verbindung, die den Kraftstoff zu den Einspritzdüsen führen. In der Längsbohrung 14 bewegt sich ein Freikolben 17 hin und her, und die Bewegung dieses Freikolbens 17 zu einem Ende der Bohrung hin ist begrenzt durch einen Anschlag 19.

Der Freikolben 17 hat innen eine in Längsrichtung des Kolbens verlaufende Bohrung 21, die an ihrem pumpenarbeitsraumseitigen sowie ihrem verteilerbohrungsseitig sacklochartig ausgebildeten Ende mit der Längsbohrung 14 in Verbindung steht, wobei die Verbindung der Bohrung 21 am verteilerbohrseitigen Ende des Freikolbens mit dem dort gelegenen Abschnitt der Längsbohrung 14 über eine Querbohrung 29 erfolgt. Außerdem ist in dem Freikolben eine weitere Querbohrung 28 ausgebildet, die mit der Bohrung 21 in Verbindung steht und die bei Bewegung des Freikolbens zum Anschlag 19 hin mit mehreren Überlaufbohrungen

20 in dem Verteilerrotor in Verbindung kommt. Die Überlaufbohrungen 20 decken sich bei Bewegung der Kolben 12 nach innen mit Überlauföffnungen 22 im Gehäuse 10, und diese öffnungen 22 stehen in Verbindung mit der Zuführleitung 13a. Die Verbindung des pumpenarbeitsraumseitigen Endes des von der Bohrung 21 und der Querbohrung 28 gebildeten Durchgangs mit dem Ende der Längsbohrung 14, die mit dem Pumpenarbeitsraum Verbindung hat, wird durch ein durch die Kraft einer Feder 32 belastetes in Richtung der Einspritzpumpe schließendes Ventil 23 gesteuert, dessen Wirkung nachfolgend beschrieben wird, und dessen Sitz durch eine Stufe 21a innerhalb der Bohrung

21 gebildet wird.

Zur Zuführung von Kraftstoff zu den gegenüberliegenden Enden der Längsbohrung 14 dienen zwei Gruppen von Zuführungsbohrungen 24,25 im Verteilerrotor 11, und jede dieser Gruppenbohrungen steht bei Bewegung der Kolben 12 nach außen in Verbindung mit zwei Gruppen von Zuführungsöffnungen 26, 27. Durch diese öffnungen gelangt Kraftstoff aus der Zuführleitung 13a und zur Steuerung der durch diese öffnungen hindurchtretenden Kraftstoffmenge dient ein Ventil 30. Hierdurch kann also die von der Pumpe gelieferte Kraftstoffmenge gesteuert werden.

Der Betrieb der Pumpe wird nachfolgend beschrieben, angefangen von der Lage der einzelnen Teile, wie in F i g. 1 dargestellt. Hier ist die Zuführung von Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine gerade beendet, und bei sich drehendem Verteilerrotor kommt die Verteilerbohrung 15 außer Deckung mit dem Kanal 16, und die Zuführungsbohrungen 24, 25 kommen zur Deckung mit den Zuführungsöffnungen 26, 27. Der Kraftstoff kann also in die entgegengesetzten Enden der Längsbohrung 14 einfließen. Während dieses Einfließen des Kraftstoffes bewegt sich der Freikolben 17 in Richtung zum Pumpenarbeitsraum, und zwar um einen Betrag, der von dem Kraftstoffvolumen abhängt, das durch die Zuführungsbohrungen 25 fließt. Am Ende der Füllperiode sind die Längsbohrung 14 und der Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe vollständig mit Kraftstoff gefüllt. Wenn sich der Verteilerrotor weiter

dreht, kommen die Bohrungen 24, 25 außer Deckung mit den öffnungen 26, 27, und die Verteilerbohrung 15 kommt zur Deckung mit einem der Kanäle 16. Kurz nachdem diese Deckung hergestellt ist, beginnen die Kolben 12 ihre Einwärtsbewegung, so daß der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum in die Längsbohrung 14 gelangt. Dieser Kraftstoff bewegt den Freikolben 17 vom Pumpenarbeitsraum weg, so daß Kraftstoff aus dem anderen Ende der Längsbohrung 14 durch die Verteilerbohrung 15 austritt und so zur Einspritzdüse des Motors gelangt. Während des letzten Teiles der Bewegung des Freikolbens vom Pumpenarbeitsraum weg, deckt sich die Querbohrung 28 im Freikolben mit den Überlaufbohrungen 20, die so angeordnet sind, daß sie mit den öffnungen 22 in Verbindung kommen, während oder bevor sich die Kolben 12 nach innen bewegen. Infolgedessen tritt der Kraftstoff vom anderen verteilerbohrungsseitigen Ende der Längsbohrung 14 über die Querbohrung 29, die Längsbohrung 21 und die Querbohrung 28 sowie die Überströmbohrungen 20 aus und gelangt in die Zuführleitung 13a. Durch den aus dem Pumpenarbeitsraum verdrängten Kraftstoff wird der Freikolben weiter bewegt bis zur Berührung des Anschlags 19. Dann ist das Ventil 23 offen, so daß weiter verdrängter Kraftstoff durch die Überlaufbohrungen 20 und durch die öffnungen 22 zur Zuführleitung 13a fließen kann. Auf diese Weise wird im Pumpenarbeitsraum durch das federbelastete Ventil 23 ein höherer Druck als in der Zuführleitung 13a aufrechterhalten, und die Gefahr, daß die Pumpenkolben 12 sich bei einer Bewegung nach innen berühren, ist geringer, und infolgedessen ist auch die Gefahr einer Kavitation geringer. Außerdem ist die Stellung des Freikolbens am Ende des Einspritzvorganges infolge seiner Anlage am Anschlag 19 unabhängig von Drehzahl- und Druckeinflüssen stets gleichbleibend.

Das öffnen der Überlaufbohrungen und Überlauföffnungen zum anderen Ende der Längsbohrung 14 hin bewirkt nicht nur ein genaues Beenden der Kraftstoffzuführung, sondern gestattet auch eine Druckentlastung in den zu den Einspritzdüsen führenden Leitungen. Zur Steuerung dieser Druckentlastung kann in jeder Auslaßöffnung ein Entlastungsventil 31 vorgesehen sein, oder aber es kann ein einziges Entlastungsventil in der Längsbohrung 14 oder in der Verteilerbohrung 15 vorgesehen sein.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Freikolben anders ausgebildet. Die Bohrung 21 in dem Freikolben steht nicht mit dem verteilerbohrungsseitigen Ende der Längungsbohrung 14 in Verbindung, und das Ventil 23 ist so eingestellt, daß es sich bei einem Druck entsprechend dem maximalen Einspritzdruck öffnet. Infolgedessen erfolgt kein Überlaufen des Kraftstoffs vom anderen Ende der Längsbohrung, sondern der Freikolben bewegt sich bis zur Berührung des Anschlags 19, und dann ist die Kraftstoffeinspritzung beendet, und das Ventil 23 öffnet sich, womit weiter verdrängter Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum durch die Querbohrung 28 des Freikolbens und durch die Überlaufbohrungen 20 entweichen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer vorgeschalteten Kraftstoffförderpumpe und wenigstens einem Pumpenkolben, der in einer den Pumpenarbeitsraum aufnehmenden Querbohrung im Kopf eines Verteilerrotors geführt und mittels Nocken eines den Kopf des Rotors umgebenden, im Pumpengehäuse befestigten Nokkenrings während des Druckhubes einwärts sowie durch den dem Pumpenarbeitsraum während des Saughubes von der Förderpumpe zugeführten Kraftstoff auswärts bewegt wird, und mit einer im Verteilerrotor angeordneten, einen Freikolben führend aufnehmenden Längsbohrung, die mit ihrem einen Ende im Pumpenarbeitsraum und mit ihrem anderen, einen Anschlag für den Freikolben aufnehmenden Ende in einer Drehung des Rotors nacheinander an mit im Pumpengehäuse angeordnete, mit den Zylindern der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Kanäle angeschlossene Verteilerbohrung mündet, und in die sowohl außerhalb des Steuerbereiches des Freikolbens liegende, der Zufuhr abgemessener Kraftstoffmengen dienende Bohrungen als auch vom Freikolben gesteuerte Überlaufbohrungen zur Entlastung des Pumpenarbeitsraumes am Ende des Druckhubes münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Freikolben (17) einen pumpenarbeitsraumseitig in der Längsbohrung (14) und bei Anlage des Freikolbens (17) am Anschlag (19) mit den Überströmbohrungen (20) verbundenen in seiner Führungsfläche mündenden Durchgang (21, 28) aufweist, der ein bei Anlage des Freikolbens (17) am Anschlag (19) zu diesem hin gegen die Kraft einer Feder (32) öffnendes und hierdurch die Verbindung der Überströmbohrungen (20) mit dem Pumpenarbeitsraum (14a) zu dessen Entlastung freigebendes Ventil (23) aufnimmt.

2. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federbelastete Ventil (23) auf den maximalen Einspritzdruck eingestellt ist.

3. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (21, 28) eine abgestufte, verteilerbohrungsseitig sacklochartig ausgebildete und in Längsrichtung des Freikolbens (17) verlaufende Bohrung (21) ist, die über eine radiale Bohrung (28) in der Führungsfläche des Freikolbens (17) mündet, und deren Stufe (21a) als Sitz für das federbelastete Ventil (23) dient.

4. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (21, 28) an seinem sacklochartig ausgebildeten Ende über eine Querbohrung (29) zusätzlich mit dem verteilerbohrungsseitigen Abschnitt der Längsbohrung (14) im Verteilerrotor (11) in Verbindung steht.

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilereinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer vorgeschalteten Kraftstofförderpumpe und wenigstens einem Pumpenkolben, der in einer den Pumpenarbeitsraum aufnehmenden Querbohrung im Kopf eines Verteilerrotors geführt und mittels Nocken eines den Kopf des Rotors umgebenden, im Pumpengehäuse befestigten Nockenrings während des Druckhubes einwärts sowie durch den dem Pumpenarbeitsraum während des Saughubes von der Förderpumpe zugeführten Kraftstoff auswärts bewegt wird, und mit einer im Verteilerrotor angeordneten, einen Freikolben führend aufnehmenden Längsbohrung, die mit ihrem einen Ende im Pumpenarbeitsraum und mit ihrem anderen, einen Anschlag für den Freikolben aufnehmenden Ende in einer bei Drehung des Rotors nacheinander an mit im Pumpengehäuse angeordnete, mit den Zylindern der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Kanäle angeschlossene Verteilerbohrung mündet, und in die sowohl außerhalb des Steuerbereiches des Freikolbens liegende, der Zufuhr abgemessener Kraftstoffmengen dienende Bohrungen als auch vom Freikolben gesteuerte Überlaufbohrungen zur Entlastung des Pumpenarbeitsraumes am Ende des Druckhubes münden.

Eine derartige Einspritzpumpe ist aus der deutschen Patentschrift 1153 213 bekannt. Bei ihr ist ein Freikolben in einer Mittelbohrung zwischen zwei Anschlägen frei beweglich angeordnet. In der Mitte zwischen den Anschlägen befinden sich nach außen führende Überlaufbohrungen, die von dem Freikolben während seiner Bewegung freigegeben werden, so daß Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum durch diese Überlaufbohrungen zum Auslaß der Kraftstoff-Förderpumpe abfließen kann. Durch diesen bekannten Freikolben ist es möglich, eine derart vollständige Füllung des Pumpenraumes der Einspritzpumpe zu erreichen, daß die die Pumpenkolben betätigenden Rollen von der Nockenbahn nicht abheben sondern auf ihr bleiben und damit die Nocken zur Erzielung eines gleichbleibenden Einspritzzeitpunktes immer zur gleichen Zeit erreichen.

Wird bei dieser bekannten Einspritzpumpe ein gleicher Einspritzbeginn erreicht, so sind doch die zu den Einspritzdüsen geförderten Brennstoffmengen ungleich denen, die durch Verstellung einer an der Einspritzpumpe befindlichen Drossel erreicht werden sollen. Hierzu ist es wichtig zu wissen, daß bei der bekannten Einspritzpumpe die Anschläge nicht dazu da sind, während des Betriebes den Freikolben zu stoppen, sondern nur deshalb angeordnet sind, daß, während die Einspritzpumpe nicht in Betrieb ist und z. B. vor einem Einbau mit senkrechter Achse gelagert wird, der Freikolben sich nicht in eine Lage bewegt, bei der es nach dem Einbau für die Einspritzpumpe unmöglich ist, Kraftstoff zu fördern. Auf der rechten Seite wird der Freikolben dadurch angehalten, daß der Druck auf der linken Seite durch öffnen der Überlaufbohrungen abfällt. Aber auch der Druck auf der rechten Seite des Freikolbens ist für die rechte.Endstellung des Freikolbens verantwortlich.

Dieser Druck variiert aber bei verschiedenen Tourenzahlen und bei verschieden stark eingestellten Federn der Ventilschließglieder der Einspritzdüsen, so daß auch die Endstellung des Freikolbens und damit die gelieferte Kraftstoffmenge in einer nicht erwünschten Weise variiert.

Hinzu kommt, daß die Trägheitskraft des Freikolbens sich mit der Drehzahl der Einspritzpumpe ändert. Bei niedrigen Drehzahlen brauchen die Überlaufbohrungen nur geringfügig freigegeben zu werden, um überschüssigen Kraftstoff abzuführen. Bei hohen Drehzahlen werden die Überlaufbohrungen vollständig geöffnet, und der Freikolben bewegt sich wesentlich weiter. Auch hierdurch variiert die beim nächsten Einspritzhub den Einspritzdüsen zugeführte Kraftstoffmenge.