DE1776253B2 - Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhaengigen einspritzzeitpunktverstellung von kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents
Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhaengigen einspritzzeitpunktverstellung von kraftstoffeinspritzpumpenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drehzahl- und !astabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von
Kraftstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen, mit einem tangential beweglichen Nockenring zur
Veränderung des Einspritzzeitpunktes, mit einer Druckkammer, in der sich ein Verstellkolben befindet, der mit
dem Nockenring verbunden ist, um ihn beim Ansteigen des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer in Vorwärtsrichtung
zu bewegen, mit einem mit der Druckkammer verbundenen, zur Aufnahme und Abgabe von
Kraftstoff an die Druckkammer dienenden Kanal, einer ersten Kraftstoffquelle, deren Druck von der Motordrehzahl
der Brennkraftmaschine abhängt, und mit einer zweiten Kraftstoffquelle, deren Druck von der
Motorbelastung abhängt.
Da die Betriebsbedingungen einer mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Brennkraftmaschine in gewissen
Grenzen Schwankungen unterworfen sind, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die automalisch
sowohl eine drehzahl- als auch eine lastabhängige Verstellung des Einspritzzeitpunktes bewirken.
Bei einer bekannten Anordnung der genannten Art (US-PS 31 79 100) wird der Nockenring zur Verstellung
der Kraftstoffzufuhrsteuerung mit Hilfe eines Verstellkolbens um bestimmte Winkel verschoben. Dieser
Vprstellkolben und die an ihn angeschlossenen Glieder
zur Übertragung der Stellkräfte auf den Nockenring sollen so beschaffen sein, daß sie den normalerweise
auftretenden hohen Drücken ohne Bruchgefahr widerstehen und sich während des Betriebs auch nicht
festklemmen oder festfressen.
Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung der genannten Art steht der Verstellkolben unter der
Wirkung eines Rückschlagventils, auf das der von der Kraftstoffpumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck einwirkt,
wobei das Rückschlagventil die Aufgabe hat, den Kraftstc-ffrückfluß zu verhindern, wenn der Druck in
einer den Verstellschieber umgebenden Ringnut ansteigt, weil die Rollen des Pumpenkolbens auf die
Nocken des Nockenrings auflaufen und deshalb den Vers'ellkolben axial zu verschieben suchen. Obwohl
durch diese Vorrichtung mit zunehmenden Kraftstoffförderdruck der Nockenring durch den Stellkolben so
gedreht wird, daß der Einspritzzeitpunkt verstellt wird, läßt diese Vorrichtung bezüglich ihrer Genauigkeit und
Betriebssicherheit noch zu wünschen übrig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die bekannte Vorrichtung so auszubilden, daß die drehzahl-
und lastabhängige Verstellung des Einspritzzeitpunktes der Kraftstoffeinspritzpumpe noch genauer und betriebssicherer
als Funktion zweier Drucke erfolgt, nämlich des in der den Verstellkolben aufnehmenden
Druckkammer herrschenden Druckes, der von dem Druck der ersten Kraftstoffquelle und damit der
Motordrehzahl abhängt, und des von der Motorbelastung abhängenden Druckes, der dem Druck einer
zweiten Kraftstoffquelle entspricht.
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch ein auf den ersten und auf din zweiten Druck
ansprechendes Steuerventil zur wahlweisen Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal und einer
Druckmittelquelle zur Vergrößerung der in der Kammer vorhandenen Kraftstoffmenge bei Erhöhung
der Motordrehzahl und zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal und einem Austragskanal zur
Kraftstoffabgabe aus der Druckkammer, um beim Sinken der Belastung des Motors den Verstellkolben in
Nockenringrückstellrichtung zu verschieben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung läßt sich das Steuerventil in Bohrung des Verstellkolbens
anordnen und in axialer Richtung zum Verschließen und öffnen einer öffnung des Kanals in der Wandung des
Verstellkolbens verschiebbar lagern, wobei die öffnung zur Kraftstoffzuführung in die Druckkammer geöffnet
ist, sobald sich das Steuerventil in der einen axialen Stellung befindet, und zur Flüssigkeitsableitung aus der
Druckkammer geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil in der anderen Axialstellung befindet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe und
F i g. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie2—2in Fig. 1.
Am rechten Ende des in F i g. 1 dargestellten Pumpengehäuses 10 befindet sich eine Flügel· adförderpumpe
18, die von dem Rotor 14 angetrieben wird und mit einer Eintrittsöffnung 16 sowie mit einer Austrittsöffnung 17 versehen ist. Ein diagonaler Eintrittskanal 20
beliefert die Förderpumpe 18 mit Kraftstoff aus einer Eintrittsleitung 22, die an einem Kraftsloffvorratsbehälter
angeschlossen ist. Die Förderpumpe gibt den Kraftstoff unter Druck durch einen Austrittskanal 24 an
einen in dem Gehäuse 10 befindlichen Luftabscheider 26 ab, von dem aus der Kraftstoff einem federbelasteten
Druckregulierventil zuströmt, das den Austrittsdruck der Pumpe 10 steuert. Von diesem nicht dargestellten
Ventil aus strömt ein Kraftstoff zu dem Zentrifugal-Dosierventil
34 unter einem Druck, der von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängt. Die Kraftstoffabgabe
erfolgt über die Leitung 33. Überschüssiger Kraftstoff wird durch die Leitung 35 zum Förderpumpeneintrittskanal
20 zurückgeführt.
Eine mit 40 bezeichnete Hochdruckeinspritzpumpe besteht aus zwei gegenüberliegend angeordneten,
verschiebbaren Tauchkolben 44, deren äußere Enden mit in Durchgängen 48 geführten Kolbenschuhen 46 in
Berührung stehen. Diese Durchgänge 48 befinden sich in einer Antriebswelle 60, die mit einer Achse der
Bohrung 42 im Rotor 14 fluchtet.
Die Antriebswelle 60 wird vom Rotor 14 angetrieben.
Der Rotor 14 ist von einem Nockenring 50 umgeben, der ihn in der Umdrehungsebene der Tauchkolben 44
umschließt und in einer ringförmigen Bohrung 49 des Pumpengehäuses bezüglich seiner Winkellage einstellbar
ist. Der Nockenring weist mehrere Paare diametral gegenüberliegender Nocken 52 auf, die die Tauchkolben
44 gleichzeitig nach innen stoßen können, wodurch die Pumpe Kraftstoff abgibt. Dabei laufen die Rollen 43 der
Kolbenschuhe 46 auf die Nockenpaare 52 auf.
Wenn sich die Antriebswelle 60 dreht, werden die Förderpumpe 18 und die Einspritzpumpe 40 so
betrieben, daß abgemessene Kraftstoffmengen unter Druck an mehrere Kraftstoffpumpenaustrittsöffnungen
64 abgegeben werden, die mit den Kraftstoffeinspritzdüsen der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen.
Während des Ansaughubs der Tauchkolben 44 wird von dem Dosierkanal 51 durch einen im Pumpengehäuse 10
befindlichen Kanal 66 und einen im Rotor 14 diagonal verlaufenden Kanal 68 Kraftstoff an die Einspritzpumpe
abgegeben.
Ein Rückschlagventil 68a verhindert während des Förderhubs der Einspritzpumpe 40 den Rückfluß durch
den Eintrittskanal 68.
In F i g. 2 ist eine im Pumpengehäuse 10 vorhandene Querbohrung 100 gezeigt, in der ein axial beweglicher
Verstellkolben 102 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Ein von dem Lutfabscheider 26 ausgehender Kanal
104 steht mit der Bohrung 100 in Verbindung und setzt
diese unter den geregelten Förderpumpenaustrittsdruck. Der Verstellkolben 102 ist mit einem Steuerventil
105 versehen, das in einer Kammer 106 angeordnet ist,
deren eines Ende durch den im Verstellkolben 102 befindlichen Kanal 108 mit dem Gehäusekanal 104 in
Verbindung steht. In dem Steuerventil 105 befindet sich ein Rückschlagventil, daß den Rückfluß des Kraftstoffs
durch den Kanal 108 als Folge einer intermittierenden Drehkraft, die auf den Verstellkolben 102 infolge des
Betriebs der Einspritzpumpe einwirkt, verhindert.
Das Steuerventil 105 ist mit einer Druckfeder Ϊ09
ausgerüstet, die dem auf dem rechten Ende des Steuerventils lastenden Austrittsdruck der Förderpumpe
entgegenwirkt, was zur Folge hat, daß der Austrittsdruck der Förderpumpe den Verstellkolben
102 nach links entgegen der Kraft der Druckfeder 109 verschiebt, wenn die in Fig. 2 dargestellte Ansicht
zugrundegelegt wird. Das linke Ende der Feder 109 steht mit einem verschiebbaren Kolben 125 in
Berührung, der dieselbe Querschnittsfläche besitzt wie das Steuerventil 105. Zwischen dem Kolben 125 und
einer Einstellschraube 103 befindet sich eine Feder 126, deren Federkonstante kleiner ist als diejenige der Feder
109. Die zwischen der Einstellschraube 103 und dem Kolben 125 liegende Kammer 127 steht durch den
Kanal 128 in ständiger Verbindung mit dem Ringraum 51 zwischen Rotor 14 und Antriebswelle 60.
Des weiteren ist das Steuerventil 105 mit einer ringförmigen Führung 110 versehen, die in axialer
Richtung über die öffnung 111 im Verstellkolben 102 verschiebbar ist. Die öffnung 111 steht über den Kanal
112 mit der Druckkammer 113 in Verbindung, die sich am Ende der quer durch das Gehäuse laufenden
Bohrung 100 befindet, wodurch an die Kammer unter Druck Kraftstoff abgegeben wird, sobald die ringförmige
Führung 110 des Steuerventils nach links bewegt wird um eine Verbindung zwischen dem Kanal 104 und
der öffnung 111 über den Ringraum 107 und den Kanal
112 herzustellen. Insoweit als der Druck der Förderpumpe eine Funktion der Motordrehzahl ist, hängt die
auf das Steuerventil 105 durch den Druck der Förderpumpe ausgeübte Kraft und damit die von dem
Steuerventil eingenommene Stellung von der Motordrehzahl ab. Diese wiederum ist bestimmend dafür, ob
die öffnung 111 mit dem Kanal 112 in Verbindung steht und damit zusätzlichen Kraftstoff von der Förderpumpe
empfängt, wodurch der Verstellkolben 102 nach links verschoben und der Einspritzzeitpunki. vorverlegt wird,
oder ob die öffnung 111 mit dem Austragskanal 114 in
Verbindung steht, um danach einen Teil des in der Druckkammer 113 eingeschlossenen Kraftstoffs durch
den Austragskanal 114 in das Pumpengehäuse zu entleeren und damit dem Verslellkolben 102 eine
Bewegung nach rechts zu ermöglichen. Wie Fig. 2 entnommen werden kann, besitzt das linke Ende des
Ringraums 107 einen verkleinerten Querschnitt, wodurch die dort hindurchgehende Kraftstoffströmung
gedrosselt und der Betrieb des Steuerventils 105 stabilisiert werden.
Da das Ende der Feder 109 mit dem axial verschiebbaren Kolben 125 in Berührung steht, hängt
offensichtlich die Stellung des Steuerventils 105 auch von dem Druck des in der Kammer 127 befindlichen,
zugeteilten Kraftstoffs ab. Demzufolge bewegt sich bei einer Vergrößerung der Motorlast das Pilotventil nach
rechts, um zu dem Verstellkolben 102 und dem Nockenring 50 eine Gleichgewichtslage einzunehmen,
die so angeordnet sind, daß sie eine spätere Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzpumpe bewirken als bei
einer größeren Belastung des Motors.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von Kraftstoffein- ι
spritzpumpen für Brennkraftmaschinen, mit einem tangential beweglichen Nockenring zur Veränderung
des Einspritzzeitpunktes, mit einer Druckkammer, in der sich ein Verstellkolben befindet, der mit
dem Nockenring verbunden ist, um ihn beim i" Ansteigen des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer
in Vorwärtsrichtung zu bewegen, mit einem mit der Druckkammer verbundenen, zur Aufnahme und
Abgabe von Kraftstoff an die Druckkammer dienenden Kanal, einer ersten Kraftstoffquelle, '5
deren Druck von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine abhängt, und mit einer zweiten
Kraftstoffquelle, deren Druck von der Motorbelastung abhängt, gekennzeichnet durch ein
auf den ersten und auf den zweiten Druck ansprechendes Steuerventil (105) zur wahlweisen
Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal (112) und einer Druckmittelquelle zur Vergrößerung
der in der Kammer (113) vorhandenen Kraftstoffmenge bei Erhöhung der Motordrehzahl und zur
Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal
(112) und einem Austragskanal (114) zur Kraftstoffabgabe
aus der Druckkammer (113), um beim Sinken der Belastung des Motors den Verstellkolben (102)
in Nockenringrückstellrichtung zu verschieben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (105) in einer Bohrung
des Verstellkolbens (102) gelagert und in axialer Richtung zum Verschließen und öffnen einer
Öffnung (111) des Kanalü (112) in der Wandung des Verstellkolbens verschiebbar bt, wobei die öffnung
(111) zur Kraftstoffzuführung in die Druckkammer
(113) geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil (105)
in der einen Axialstellung befindet, und zur Kraftstoffableitung aus der Druckkammer geöffnet
ist, sobald sich das Steuerventil in der anderen Axialstellung befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (105) mit einem
Innendurchgang (108) versehen ist, der zur Ergänzung der in der Druckkammer (113) befindlichen
Kraftstoffmenge ständig mit der Kraftstoffquelle in Verbindung steht, und daß das Steuerventil (105) zur
Verhinderung des Kraftstoffrückstroms durch den Durchgang (108) ein Rückschlagventil enthält.
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