DE1917927A1

DE1917927A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1917927A1
Application number: DE19691917927
Authority: DE
Inventors: Steiner Dipl-Ing Josef; Eckert Dipl-Ing Dr Konrad
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-04-09
Filing date: 1969-04-09
Publication date: 1970-10-29
Also published as: GB1305930A; FR2043079A5

Description

E. 94-39
31.3.1969

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilf sanmeldung

EOBSRT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstrasse

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem hin- und hergehenden Pumpenkolben und einem Pumpenarbeitsraum sowie einem Saugraum, der mit dem Pumpenarbeitsraum über ein Leitungssystem verbunden ist, in welchem zwei Ventile den Kraft stoff strom während des Saughubs zvm Pumpenarbeitoraum hin und während der* Druckhxibs von diesem zum Saugraum hin steuern und dabei Spritzbegian "und Spritsend© besfcispexu

BAD ORIGINAL

Robert Bosch GmbH *· R. 9439 Su/V/a

Stuttgart

Bei einer bekannten Kraftstoff einspri-tzpiimpe dieser Art (siehe deutsche Patentschrift 1 .037 767) dienen als Ventile zwei den Kolbenschaft umschließende und auf diesem, gleitbar angeordnete Steuerringe, die Ringnuten steuern, welche sich in der Oberfläche des Kolbens befinden, mit dem Pumpenarbeitsraum verbunden sind, und unabhängig voneinander durch entsprechende Mittel zur Verstellung des Spritzbeginns bzw. Spritzendes verschiebbar sind. Das Aufsteuern bzw. Schließen der Ringnuten um den Spritzbeginn oder das Spritzende zu ändern, erfolgt durch die Bewegung des-Pumpenkolbens, der bei seinem Druckhub zuerst die eine Ringnut schließt und zur Beendigung des wirksamen Förderhubes die zweite Ringnut aufsteuert. Dabei ist nachteilig, daß bei gleichbleibender Stellung eines der Steuerringe das Öffnen und Schließen des betreffenden Ventils bei der gleichen Kolbenstellung erfolgt. Dadurch kann beispielsweise nicht erreicht werden, daß während des gesamten ,Saughubes eines der Ventile offen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, die diesen Nachteil nicht aufweist, mit einem elektronischen Regler arbeiten kann und deren mechanischer Aufbau möglichst vereinfacht und entsprechend verbilligt ist. Durch einen elektronischen Regler kann die einzuspritzende Fördermenge der Drehmoment-Charakteristik des Motors genauer angepaßt v/erden als durch einen mechanischen oder hydraulischen Drehzahlregler,ganz abgesehen davon, daß letztere Regelbauarten wesentlich teurer sind. . '

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ventile elektromagnetisch entgegen der Kraft ■von ledern betätigbar sind, wobei das erste Ventil stromlos geöffnet und das zweite Ventil stromlos geschlossen ist« '

BAD ORIGINAL

Eobert Bosch GmbH * E. 94-39 Su/Wa

Stuttgart

Der Steuerung des Kraftstoffstrcms "bei Einspritzpumpen durch Magnetventile liegt vor allem das Problem zugrunde, daß ein elektromagnetisch betätigtes Ventil eine relativ lange Öffnungsbzw. Schließzeit hat, nämlich von etwa einer Millisekunde. Einer Millisekunde entsprechen jedoch bei einer Motordrehzahl von 3 000 Umdrehungen/Üinute 18 ° Kurbelwinkel (KW). Die Mengenstreuung ist daher mit einem Ventil nicht beherrschbar. Die Förderzeit der Pumpe ist etwa 10 KVJ; für 3 % Mengen— streuung müßte daher das eine Ventil 0,3 genau arbeiten*

Um die am beweglichen Ventilteil angreifenden Kräfte des Magnetes bzw. der Federn möglichst gering halten zu können, ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung derart, daß das bewegliche Ventilteil und der zugehörige Ventilsitz der Ventile derart ausgebildet sind, daß der durchströmende Kraftstoff in der jeweiligen Richtung die Öffnungs- bzw. Schließkräfte unterstützt.

Ein vorzeitiges Öffnen des zweiten Ventils kann nach einer Ausgestaltung"der Erfindung in jedem Fall dadurch vermieden werden, daß bei dem zweiten Ventil die dem Pumpenarbeitsraum zugewandte in Öffnungsrichtung belastete Fläche am beweglichen Ventilteil in geschlossenem Zustand möglichst klein und in geöffnetem Zustand möglichst groß ist, wobei nach einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung das zweite Ventil mit einem federbelasteten kegeligen Ventilkopf arbeitet, der eine Bohrung geringen Durchmessers steuert, in der Pumpenarbextsdruck herrscht, und daß der Ventilkopf bei Erregung des Magneten von der Federkraft entlastet und durch den K:'aftstoffdruck verschoben wird und den von ihm zu steuernden Kanal öffnet.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Ea zeigen:

009844/0916

„^ .· 191792?

Robert Bosch GmbH R. 9439 Su/Wa

Stuttgart .

Fig. 1\ eine Verteilereinspritzpumpe- im Längsschnitt Fig. 2 und 3 ' Längsschnitte durch die Magnetventile in vergrößertem Maßstab.

In einem Pümpengehäuse 1 arbeitet in einer Bohrung 2 ein Pumpenkolben 3? cLor durch nicht dargestellte Mittel angetrieben, eine hin- und hergehende sowie rotierende Bewegung ausführt. Während des Saughub's saugt der Pumpenkolben 3 in dem von ihm und der Bohrung 2 begrenzten Pumpenarbeitsraum 4 aus einem Saugraum 5 Kraftstoff an und preßt zumindest einen Teil desselben während des darauffolgenden . Druckhubs über eine Verteilerlängsnut 6 und Druckkanäle 7» in denen je ein nicht dargestelltes Druckventil eingeschaltet ist, zu der nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Während des Saüghubs steht der Pumpenarbeitsraum 4 über eine Längsbohrung 8, Radialbohrung 9 und Längsnut 1O₄ die jeweils in oder am Pumpenkolben 3 angeordnet sind, .sowie eine im Pümpengehäuse 1 verlaufende und von der Längsnut 10 gesteuerte Saugbohrung 11 mit dem Saugraum 5 in Verbindung. Die Längsbohrung 8 steht außerdem Über eine Radialbohrung . 12 mit einer in der Oberfläche des Pumpenkolbens angeordneten Ringnut 13 in Verbindung, von der Kanäle 14 und 15 zum Saugraum 5 führen, die durch Elektromagnetventile 17 und 18 gesteuert werden.

Über das Magnetventil 17 in dem Kanal 14 kann zu Beginn des Druckhubes Kraftstoff aus deal Pumpenarbeitsraum 4 zurück in den Saugraum 5 strömen bis über einen nicht dargestellten elektronischen Regler zur Bestimmung des Spritzbeginns eine Magnetspule 19 erregt und danit das bewegliche Ventüteil 20 des Magnetventils 17 entgegen der Kraft einer üffnungsfeder 21 verschoben wird und mit seinem kegelig ausgebildeten ,. Kopf 22 auf seinem gehäusefeston Sit a 23 aufliegt» Ab diesem

0Q9Ö44/0916 ,

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Robert Bosch GmbH * _R# 9439 Su/Wa

Stuttgart

Moment wird der im Pumpenarbe it sr auin 4 befindliche Kraftstoff über die Verteilerlängsnut 6 und einem der Druckkanäle 7 zur Brennkraftmaschine gefördert.

Gegen Ende des Druckhubs wird abhängig von der einzuspritzenden Menge durch den genannten elektronischen Regler die Magnetspule 25 des Magnetventils 18 im Kanal 15 erregt, wodurch das bewegliche Ventilteil 26 entgegen der Kraft der Schließfeder 27 geöffnet wird und der restliche Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 4 zurück in den Saugraum 5 verdrängt wird. Der Kopf 28 des beweglichen Ventilteils 26 ist ebenfalls zu seinem gehäusefesten Sitz 29 hin kegelig ausgebildet und ist mit seinem zylindrischen Abschnitt 28' dicht im Gehäuse geführt, so daß in geschlossenem Zustand' nur eine verhältnismäßig kleine Kegelfläche des Kopfes 28 durch den im Pumpenarbeitsraum 4 herrschenden in Öffnungsrichtung entgegen der Kraft der Schließfeder 27 v/irkenden Druck beaufschlagt ist. Sobald jedoch der Kopf 28 von seinem Sitz 29 abgehoben ist, ist die volle Kegelfläche des Kopfes 28 vom Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt, wodurch die Öffnungskräfte des Magneten stark unterstützt werden. Es genügt also ein geringes Abheben des Kopfes 28 vom Sitz, um dann mittels dös Kraftstoffdruckes die volle Ventilöffnung zu erreichen.

Im Verlaufe des auf den "besohrieb^nen Druckhub folgenden Saughube des Fumpenkolbens 5 ist die Hagixetquelle 25 abgesoftaltet, so elaß das Ventil 18 durch die Schließfeder 27 gesc&loss&a ist_o-Mlforeiicl &®b gamf«. Saugtmbs ist ii@ Magnetspule 19 e%e-se&®Xt?@1? trad das. HägßQ'&watil If o££$a_s-so daß s!?©Ii ifees? des.Saaal ϊ# sm© dsm Scmg^amii 5

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Robert Bosch GmbH I₉ R. 9439 Su/Wa

Stuttgart

Längsnut 10 und. Saugbohrung 11 verzichtet werden. Um jedoch eine möglichst schnelle Schließ- bzw. Öffnungszeit des Magnetventils 17 zu erreichen, muß der zwischen Kopf 22 und Sitz 23 liegende Durchgangsquerschnitt so eng gehalten werden, daß eine gewisse Drosselwirkung die Stellbewegung des beweglichen Ventilglieds 20 unterstützt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Magnetventil 18 ist das bevregliche Ventilteil 26 mit- dem Kopf 28 nur in einer Richtung kraftschlüssig verbunden. Sobald über einen Anker

30 nach Erregung der Magnetspule 25 das bewegliche.Ventilteil 26 verschoben und damit die Feder 27 zusammen gepreßt wird, kann der Ventilkopf 28 durch den in., der.-engen Bohrung

31 herrschenden Kr aft stoff druck nachgeführt werden. Hierbei steuert nach Zurücklegung eines bestimmten Weges des Ventilkopfes 28 eine im zylindrischen Abschnitt 28' des Kopfes 28 angeordnete Ringnut 32 eine Ringnut 33 in einer Buchse 34-auf, welche im Ventilgehäuse 35 des Magnetventils angeordnet ■ ist. Während die Ringnut 33 mit dem zum Pumpenarbeitsraum 4- hinführenden Abschnitt des Kanals 15 stetig verbunden ist, ist die Ringnut 32 mit dem zum Saugraum 5 führenden Abschnitt des Kanals 15 verbunden, so daß bei Überde.ckung der Hingnuten

32 und 33 eine ungedrosselte Verbindung zwischen dem Pumpen-* arbeitsraum 4- und dem Saugraum 5 besteht.

Das in Fig. 2 dargestellte Magnetventil 17 ist in geöffnetem^ also stromlosem Zustand gezeigt.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. 94-39 Su/Wa

Stuttgart

Ansprüche

.J) Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem hin- und hergehenden Pumpenkolben "und einem Pumpenarbeitsraum-sowie einem Saugraum, der mit dem Pumpenarbeitsraum über ein Leitungssystem verbunden ist, in welchem zwei Ventile den Kraftstoff strom während des Saughubs zum Pumpenarbeitsraum hin und während des Druckhubs von diesem zum Saugraum hin steuern und dabei Spritzbeginn und Spritzende bestimmen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (17»18) elektromagnetisch entgegen der Kraft von Federn (21,2?) betätigbar sind.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (17) stromlos geöffnet und das zweite Ventil (18) stromlos geschlossen ist.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gkennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil (10,26) und

(23,29)

der zugehörige Vontilsitz/der Ventile (17,18) derart ausgebildet sind, daß der durchströmende Kraftstoff in der jeweiligen Richtung die üffnungs- bzw. Schließkräfte unterstützt.

-8-

0098Λ4/0916

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Robert Bosch GmbH R. 94-39 SuA'a
4. Kraftstoff einspritzpumpe nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zweiten Ventil (18) die den Punponarbcitsraum (A-) zugewandte in Öffnungsrichtung belastete Fläche an beweglichen Ventil— teil (26,28) in geschlossenen Zustand möglichst klein und in geöffnetem Zustand möglichst groß ist.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (18) mit einem federbelasteten kegeligen Ventilkopf (28) arbeitet, der eine Bohrung (31) geringen Durchmessers steuert, in der Pumpenarbeitsdruck herrscht, und daß der Ventilkopf 28 bei Erregung des "Magneten (25?30) von der Federkraft (27) entlastet und durch den Kraftstoffdruck verschoben wird und den von ihm zu steuernden Kanal (15) öffnet, t

009844/(19)6.

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