DE1920417A1

DE1920417A1 - Brennstoff-Einspritzpumpe

Info

Publication number: DE1920417A1
Application number: DE19691920417
Authority: DE
Inventors: Watson Edwin Ben; Thomson Millard Robert
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1968-04-22
Filing date: 1969-04-22
Publication date: 1969-11-06
Also published as: GB1262542A; DE1920417C3; US3494289A; DE1920417B2

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank

The Bendix Corporation „Pf'^ln* "" ^H f *

Dip!. Pr.ys. W. ichmilz

Fisher Building 8 München 15,Mo«arfjtr.23

TtI. 5380086

Detroit, Michigan, USA - 21. April 1969

Anwaltsakte M-689

Brennstoff-Einspritzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, die in einem Gehäuse einen von der Maschine angetriebenen Rotor und eine aus einer Pumpe bestehende Einspritzeinrichtung aufweist, die durch den Rotor zur Abgabe von bestimmten Brennstoffmengen unter hohem Druck und in bestimmten Zeitabständen angetrieben ist, wobei der Brennstoff über druckbetätigte in Auslaßleitungen angeordnete Abgabeventile den Zylindern der Maschine zugeführt wird und ein einstellbares Überlaufventil zum Ablassen von Brennstoff aus den Auslaßleitungen stromauf der Abgabeventile vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Pumpe, um dosierte Mengen eines flüssigen Brennstoffs unter hohem Druck den Brennkammern einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern zuzuführen.

Eine Brennstoff-Einspritzpumpe ist gemäß der Erfindung dadurch

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gekennzeichnet, daß das Überlaufventil ein erstes, axial festes mit dem Rotor verbundenes Ventilglied und ein zweites Ventilglied aufweist, das axial und in seiner Drehlage einstellbar in dem Gehäuse angeordnet ist, daß die Ventilglieder zusammenwirkende Ventilöffnungen aufweisen, die während eines Teils jeder Kraftstoffeinspritzung der Pumpe miteinander in Verbindung stehen, und daß eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, die zur Änderung der Einspritzdauer und/oder des AnfangsZeitpunkts der Einspritzung die Axial- und/oder Winkeleinstellung des zweiten Ventilglieds steuert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kraftstoff-Einspritzpumpe dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung zur Axial- und/oder V/inkeleinstellung des zweiten Ventilglieds auf die Drehzahl des von der Maschine angetriebenen Rotors anspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffpumpe für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine;

Pig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Längsachse entlang der Linie 2-2 von Pig. 4:

Fig. 3 eine Endansicht des Überlaufventils 32, wie es in Pig. 2 von links zu sehen ist; 909045/1 145

H

einen Querschnitt

entlang der Linie

1920417

entlang der Linie

9-9 von Fig. 2 ₃ wobei

k
)

entlang der Linie

10-10 von Fig. 2;

entlang der Linie

Schnitt entlang dei

12-12 von Fig. 2;

Pig.

5

einen Querschnitt

entlang der Linie

4-4 von Fig. 2;

ein Teil weggebrocheh ist, um die Auslaß- oder Abgabe

eine maßstabgerechte vergrößerte Darstellung des Drossel

eine vergrößerte Draufsicht auf den

linken Teil der

Pig.

6

einen Querschnitt

entlang der Linie

5-5 von Fig. 2;

leitung zu zeigen

ventils;

Steuerbuchse 100 aus Fig. 2\

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Pig.

7

einen Querschnitt

entlang der Linie

6-6 von Fig. 2;

einen Querschnitt

einen teilweisen £

• Linie l4-l4 von

Pig.

8

7-7 von Fig. 2;

Fig. 2;

Pig.

9

einen Detailschnitt entlang der Linie 8-8 von Fig. 9;

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Pig.

einen Querschnitt

10

Pig.

11

Fig.

12

Fig.

13

Pig.

IH

Pig.

Fig.15 einen Detailschnitt des Pumpen- und Verteilerrotors;

Fig.16 eine Seitenansicht eines Teils des Dosier- oder Überlaufventils;

Fig. 17 einen teilweisen Schnitt durch den Verteilerkopf;

Fig.18 einen Detailschnitt durch den Gehäuseteil zur Aufnahme der Steuereinrichtung für den Einspritzzeitpunkt.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der cSrfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Kraftstoffpumpe, einem Verteiler und einer Regelvorrichtung für eine Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff-Einspritzung gezeigt. Die Einrichtung weist ein hohles Gehäuse mit drei Hauptteilen 2O₉ 21 und (Fig. 2) auf, die durch Bolzen 23 und 2H zusammengehalten werden. Die Einrichtung weist von links nach rechts in Fig. 2 folgende hauptsächlicheBetriebseinheiten auf: eine Antriebswelle 26, ein Regelventil 27 für den Einlaßdruck, eine als Rollenpumpe ausgeführte Zubringerpumpe 28, eine Radialkolben-Einspritzpumpe 29 mit hohem Druck am Auslaß, einen kombinierten Pumpen- und Verteilerrotor 30, mehrere Auslaßventile 31, ein kombiniertes Kraftstoffdosier- und hydraulisches Regelventil 32, ein Drosselventil 33 (Fig. 10) und eine hydraulische Zeitgeber- und Drehmoment-Regelvorrichtung 34. Der Gehäuseteil 21 dient gleichzeitig als Verteilerkopf, und der Rotor 30 dient zusätzlich als Gehäuse für das Dosierventil 32.

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Der Kraftstoff tritt unter niederem Druck von einer Quelle in die Einrichtung durch einen Durchgang 36 ein, der eine gekrümmte Nut 37 (Fig. 5) in einer Ringschulter 38 des Gehäuseteils 20 schneidet. Die Nut 37 und daher auch der Duehgang 36 stehen über bogenförmige Offnungen 39 in einer Bimetallscheibe 40 mit der Einlaßkammer 4l der Zubringerpumpe 28 in Verbindung. Diese Pumpe kann in bekannter Weise ausgeführt sein und weist in dem-gezeigten Ausführungsbeispiel eine Endplatte 42 und einen Nockenring 43 auf, dessen innenseitige Zylinderfläche exzentrisch zu der Längsachse der Einrichtung angeordnet ist. Die Platte 42 wird in ihrer Lage durch einen Sprengring 44 gehalten, der in einer Ringnut in dem Gehäuseteil 20 verankert ist. Der Sprengring 44 kann an seinem Außenrand abgeschrägt sein, um die Platte 42 in Anlage mit dem Nockenring 43 federnd zu verkeilen. Eine bekannte Vorrichtung, beispielsweise ein Zapfen 45, kann dazu verwendet werden, um die Winkellage des Nockenrings 43 und der Platten 40 und 42 in dem Gehäuse 20 festzulegen.

Ein Rotor 46 ist zwischen den Platten 40 und 42 auf einer Buchse 47 angeordnet, die sich mitdreht. Diese Buchse ist ihrerseits beispielsweise durch eine Keilverzahnung, mit der Antriebswelle 26 verbunden. Der Rotor 46 hat am Außenrand axial verlaufende Nuten 48, in denen zylindrische Rollen 49 liegen. Der Rotor ist konzentrisch montiert und bildet daher mit den Rollen 49 in bekannter Weise eine Niederdruck-Einlaßkammer 41 und eine Hochdruck-Auslaßkammer 50, wenn sich der Rotor im Uhrzeigersinn (Fig. 6) dreht. Die Auslaßkammer 50 der Zubringerpumpe 28 steht dauernd mit einer Bohrung 51 durch gekrümmte öffnungen 52 in der

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Endplatte 40 und eine gekrümmte Nut 53 In der Schulter 38 in Verbindung, wobei diese Nut von der Bohrung 51 geschnitten wird.

An ihrem oberen Ende ist die Bohrung 51 durch gebohrte Kanäle 54 und 55 (Fign. 2 und 8) mit einer Ringnut 56 in dem innerhalb des Gehäuseteils 20 liegenden Gehäuseteil 21 verbunden. Diese Nut ist mit der in dem Gehäuseteil 21 angeordneten Bohrung 57 durch sechs unter gleichen Winkeln angeordnete, radiale Kanäle 58 verbunden, dieperiodisch durch eine oder mehrere schräg verlaufende Kanäle 59 (von denen zwei gezeigt sind) in dem Rotor mit der Druckkammer 60 der Hochdruck-Einspritzpumpe 29 verbunden werden.

Die Pumpe 29 kann in bekannter Weise ausgeführt sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist sie einen Nockenring 6l auf, der in dem Gehäuseteil 20 zwischen der Schulter 62 und der innenseitigen Endfläche des Gehäuseteils 51 sitzt, der in seiner Winkellage durch einen Zapfen 63 festgelegt ist. Der Nockenring 6l kann durch eine Schraube 64 in seiner Lage befestigt sein. Der Rotor 30, der drehbeweglich in die Bohrung des Gehäuses 21 eingepaßt ist, erstreckt sich durch den Nockenring 6l, und ein Endabschnitt mit reduziertem Durchmesser des Rotors 30 weist

eine Verzahnung auf, die an der Buchse 46 und daher an der Antriebswelle 26 angreift. Eine Scheibe 65 mit federnden Fingern an ihrem Rand kann zwischen dem Sprengring 44 und dem Rotor 40 angeordnet sein, um den Rotor gegen das Ende des Verteilerkopfs 21 zu halten. In dem Nockenring 6l hat der Rotor 30 zwei quer liegende, vergrößerte Teile 66 (Fig. 7), in denen eine zylindri-

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sehe Querbohrung 67 vorgesehen ist, die zwei hin- und herbewegliche Kolben 68 aufnimmt. Die äußeren Enden der Kolben greifen an Blöcken 6$ an, die in radialer Richtung in axial verlaufenden Schlitzen 70 gleiten und zur Aufnahme von Rollen 71 mit Nuten versehen sind. Die Rollen greifen an dem Nockenring 71 an und folgen der innenseitigen Wellenfläche desNockenrings. Diese Fläch« weist drei Paare gegenüberliegender Nockenbögen auf, wodurch die auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Blöcke 68 mit den Rollen 71 gleichzeitig anach innen bewegt werden. Diese Bewegung erfolgt sechs Mal während jeder Umdrehung des Rotors 30 gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft und gegebenenfalls gegen den Druck einer Feder 72. Während der Abschnitte jeder RotorUmdrehung, in denen die Kolben 68 durch die Zentrifugalkraft und die Feder 62 radial nach außen bewegt werden, was durch die kreisförmige Nockenfläche des Nockenrings 6l gestattet wird, sind die Rotorkanäle 59 auf radiale Kanäle 58 in dem Verteilerkopf 21 eingestellt und Kraftstoff wird von der Zubringerpumpe 28 in die aufgeweitete Druckkammer 60 zwischen den Kolben gepumpt. Während jedes Radialhubs der Kolben 68 wird diese Druckkammer daher vollständig mit einer festgelegten Menge Kraftstoff von der Zubringerpumpe durch die Kanäle 59 erneut gefüllt.

Wenn die Pumpendruckkammer 60 gefüllt ist und immer, wenn die Einlaßkanäle 58 und 59 nicht miteinander verbunden sind, wird der von der Zubringerpumpe 28 geförderte Kraftstoff in die Zufuhrleitung und daher an die Einlaßseite der Pumpe 28 durch das Druckregelventil 27 zurückgeführt. Das Ventil'weist in der gezeigten Ausführungsform eine quer verlaufende Ventilkammer 73

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(Pig. 4) auf, die an ihren gegenüberliegenden verschlossenen Ender mit den unteren Enden der Stromungsmittelkanäle 36 und 51 in Verbindung steht. Ein hohler Ventilkörper 74 enthält einen Ventilkolben 75 und hat an der Außenseite eine Nut, die eine Ringkammer •76 bildet, die mit dem Kraftstoff-Zufuhrkanal 36 und mit einem Rückführkanal 77 für den Leckkraftstoff verbunden ist, der seinerseits mit dem Raum um die Welle 26 in Verbindung steht; der Ventilkolben 75 wird nach links (Fig. 4) über einen radialen Durchgang 78 durch eine Feder 79 gedrückt. Dieser Durchgang wird normalerweise von dem Ventil überdeckt, wenn die Zubringerpumpe die Druckkammer60 der Pumpe 29 auffüTLt. Eine Umfangsdichtung kann am inneren Ende des Körpers 74 durch einen O-Ring und einen durch eine Feder belasteten konischen Zwischenring 80 vorgesehen sein.

Wenn der Kraftstofffluß von der Pumpe 28 zur Pumpe 29 aus irgendeinem Grund, unterbrochen wird, wird der volle Druck des Kraftstoffs, der von der Pumpe 28 abgegeben wird, auf das Ventil ausgeübt, so daß es die Feder 79 zusammendrückt und den Entlastungsdurchlaß 78 wenigstens teilweise öffnet. Unter dieser Bedingung ändert sich der Druck des Kraftstoffs, der von der Pumpe 28 abgegeben wird, mit der Geschwindigkeit der Pumpe und daher mit der Geschwindigkeit der Antriebswelle 26 der Maschine. Durch geeignete Wahl der Parameter, beispielsweise der Stärke der Feder 79, der Form der veränderlichen öffnung 78 und der Querschnittsfläche des Ventils 75, kann der Druck des eingeschlossenen Kraftstoffs durch das Ventil 27 so geregelt werden,

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daß er als lineare Punktion der Drehzahl der Pumpe und der Brennkraftmaschine variiert. Der auf diese Weise geregelte Kraftstoffdruck kann dazu verwendet werden, automatisch den Einspritzzeitpunkt für den Kraftstoff in die Zylinder der Brennkraftmaschine zu regeln. Ferner kann dadurch die von der Drehzahl abhängige Kraftstoffbedarfs-Kennlinie des Motors berücksichtigt werden.

Ein diagonaler Hochdruck-Kraftstoffkanal 81 in dem Rotor 30 verbindet die Pumpendruckkammer 60 mit einer axial verlaufenden Nut 82 in der Oberfläche des Rotors. Während jeder Umdrehung des Rotors tritt die Nut 82 nacheinander mit sechs unter gleichen Abständen angeordneten Auslaß- oder Abgabekanälen 83 im Verteilerkopf 21 in Verbindung, die sich in Umfangsrichtung mit Kraftstoff-Einlaßkanälen 58 abwechseln. Jeder Kanal 83 ist mit einem anderen Zylinder der Brennkraftmaschine vorzugsweise durch ein Auslaßventil 31, von denen nur eins gezeigt ist, verbunden, die in einer Ausnehmung in dem Verteilerkopf 21 angeordnet sind und die übliche Einspritzdüse an dem Maschinenzylinder aufweisen. Die Ventile 31 können in bekannter Weise ausgeführt sein.

Die Nut 82 steht auch mit einer Ringnut 8A in der Oberfläche des Verteilerrotors 30 in Verbindung, von der sechs unter gleichen Winkeln angeordnete Radialkanäle 85 zu einer mittigen Bohrung 86 in dem Rotor führen, die an eine Ventilkammer 87 bildet. Das zylindrische Dosier- oder Überlaufventil 32 ist gleitbar in die Bohrung 86 eingepaßt, wird jedoch gegen eine Drehung mit dem

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Rotor 30 durch einen Querstift 88 gehalten, der sich quer durch einen länglichen Axialschlitz 89 in dem reduzierten hohlen Stempel des Ventils erstreckt, der sich an dem Ende des Rotors 30 nach hinten durch den Gehäuseteil 22 und in die Bohrung der Steuerbuchse 100 erstreckt. Der Schlitz 89 gestattet eine begrenzte Axialbewegung des Ventils 32 gegenüber dem Rotor 30 und ■ daher gegenüber den Kanälen 85. Das Ventil wird normalerweise nachgiebig axial nach links (Pig. 2) durch eine Vorspannungsfeder 90 in die gezeigte Grenzstellung gedrückt, wobei das Ende des Schlitzes 89 an dem Stift 88 angreift. Der Stift wird durch die Buchse 100 in seine Lage eingestellt, die ihrerseits in axialer Richtung und in ihrer Winkellage durch eine in das Gehäuse 22 eingeschraubte Ringmutter98, eine Endplatte 99 und Gewindebolzen 101 eingestellt ist.

Das Ventil 32 ist mit einer oder mehreren Gruppen divergierender Nuten 91 und 92 an ihrer Oberfläche versehen, die so angeordnet sind, daß sie nacheinander mit den radialen Kanälen 85 in Verbindung treten. Diese Nuten münden in eine einzige Nut 23 in der Nähe des vorderen oder linken Endes des Ventils und sind so mit der Kammer 87 verbunden. Die letztere ist durch einen oder mehrere Kanäle 9^ mit einer Ringnut 95 in der Fläche des Rotors 30 (Fig. 2) verbunden, die sich in eine radiale Drosselventilkammer 96 (Fig. 10) in dem Verteilerkopf 21 öffnet. Diese Kammer ist, beispielsweise durch einen Kanal 97, mit einem Niederdrixkbehälter oder über eine Rückleitung mit.dem Kraftstofftank verbunden.

In der gezeigten Form weist das Drosselventil zum Verändern der

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Maschinendrehzahl ein Ventilglied 102 (Fig. 11) mit einem zylindrischen Abschnitt 103 und einem Kopfabschnitt 113 auf, der normalerweise auf einer innenseitigen Schulter 105 aufsitzt und auf diese durch eine Vorspannungsfeder 106 gedrückt wird. Der Ventilabschnitt 103 hat in der Mitte eine Ausnehmung und einen radialen Durchgang 104, der durch die Drehungddes Ventilglieds 102 in Verbindung mit dem Rückflußkanal 97 für den Kraftstoff durch eine geeignet geformte Nut 107 in der Außenfläche davon gebracht werden kann. Die Nut 107 kann beispielsweise eine exzentrische Nut sein. Offenbar können der Durchgang 104 und die Nut 107 verschiedene Formen haben, um zusammen mit dem Ende des Kanals 97 eine öffnung für den Kraftstoff-überlauf aus der Kammer 96 in die Rückflußleitung 97 zu schaffen. Die Größe dieser Ausflußöffnung ändert sich mit der Winkellage des Ventils 102. Die Winkeleinstellung des Ventils kann durch eine Welle 108 erfolgen, die in einer Buchse 109 gelagert ist und einen exzentrischen Ansatz 110 aufweist, der an dem radialen Schlitz 111 in dem Ventilkopf 113 angreift. Die Welle 108 und daher das Ventil 102 können von Hand durch einen Betätigungshebel 112 gedreht werden, um die Einstellung der Auslaßöffnung 104, 107 zu verändern. Der Hebel 112 wird durch eine Feder 114 gegen einen einstellbaren Anschlag 115 in die Stellung (Fig. 1) gedrückt, bei der die Maschine leerläuft. Ein weiterer einstellbarer Anschlag 116 ist vorgesehen, um die Bewegung des Drosselhebels in der anderen Richtung zu begrenzen, d.h. die Bewegung im Uhrzeigersinn (Fig. 1), um die Auslaufgeschwindigkeit festzulegen, bei der die Kraftstoffzufuhr an die Maschine automatisch abgeschaltet wird, wie noch beschrieben wird.

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Die Winkellagen des Pumpennockenrings 61, des Verteilerkopfs und des Ventils 32 sind so aufeinander abgestimmt, daß, wenn die Pumpenkolben 68 ihren nach innen gerichteten Rückhub beginnen, die Rotorkanäle 59 nicht mit den Einlaßkanälen 58 in Verbindung ßtehen, daß aber die Nut 82 und daher der Kanal 81 mit einem der Auslaßkanäle 83 in Verbindung steht. Beim Anfang jedes Pumpenhubs ist die Nut 91 auf dem Ventil 32 auf einen radialen Kanal 85 ausgerichtet, und daher mit der Rotornut 82, 84 verbunden. Weil ein hoher Druck zum öffnen des Abgabeventils und der Einspritzdüse, die zwischen dem Auslaßkanal 83 und dem Maschinenzylinder liegt, notwendig ist, fließt am Anfang jedes Pumpenhubs der Kraftstoff von der Pumpe 29 durch den Kanal"81, den Schlitz 82, die Ringnut 84, den Kanal 85 und die Ventilnut 91 in die Kammer 87 und daher durch die Kanäle 9¹I, die Ringnut 95 und die öffnung 104 des Drosselventils zu der Niederdruck-Rückflußleitung 97 für den Kraftstoff. Bei weiterer Drehung des Verteilerrotors im Gegenuhrzeigersinn (gesehen von links in Fig. 2) verschließt der hervorstehende Teil 117 zwischen den Nuten 91 und 92 auf dem Ventil 32 den radialen Kanal 85 und unterbricht den Kraftstofffluß in die Kammer 87» Der Druck des von der Pumpe 29 abgegebenen Kraftstoffs steigt nun genügend weit an, um das Auslaßventil 31 und die Einspritzdüse an der Maschine zu öffnen, so daß Kraftstoff in die Verbrennungskammer fließen kann, bis ein Kanal 85 des Rotors 30 mit der Nut 92 in Verbindung tritt, so daß wiederum Kraftstoff in der oben beschriebenen Weise zu der Drosselventilöffnung 104 fließen kann. Es ist somit zu ersehen, daß der Beginn der Einspritzung am

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Maschinenzylinder durch die Winkellage der Ventilnut 91 gegenτ über dem Rotor 30 und den darin angeordneten Kanälen 85 bestimmt wird. Die Dauer Jeder Einspritzung bei einer beliebigen Maschinen- oder Pumpendrehzahl wird durch die Breite des hervorstehenden Teils 117 in Umfangsrichtung in der Ebene der Kanäle 85 und daher durch die axiale Lage des Ventils 32 gegenüber dem Rotor 30 bestimmt. Das Ende der Einspritzung wird dadurch bestimmt, daß die Nut 92 mit einem Rotorkanal 85 in Verbindung tritt.

Das Dosierventil 32 und das eine variable öffnung aufweisende Drosselventil 102 wirken in neuartiger Welse zusammen, um die Drehzahl einer durch die Pumpe gespeisten Maschine automatisch zu regeln. Offenbar ist für Jede gegebene Einstellung der variab-

daß

len Drosselventilöffnung 104, I07/der mittlere Druck des Kraftstoffs, der über das Ventil 32 in die Kammer 87 umgeleitet wird, ansteigt, wenn die Drehzahl der Pumpe sich erhöht. Das rührt daher, daß bei einer bestimmten Abstellung des Ventils 32 die Kraftstoffmenge, die pro Zeiteinheit abgeleitet wird, mit der Rotordrehzahl wächst. Wenn daher die Geschwindigkeit,,mit der der Kraftstoff durch da3 Ventil 32 gepumpt wird, die Geschwindigkeit übersteigt, mit der der Kraftstoff durch die Drosselöffnung 104 austreten kann, wird der Druck in der Kammer 87 aufgebaut und bewegt das Ventil 32 nach rechts (Pig. 2) gegen den Druck der Feder 90, so daß ein Gleichgewicht zwischen dem Kraftstoffdruck in der Kammer 87» der auf die Fläche des Ventils 32 wirkt, und der entgegenwirkenden Kraft der Feder eingestellt wird. Der wirksame Abschnitt des hervorstehenden Teils 117 wird kleiner, während das Ventil 32 sich nach rechts bewegt, so daß weniger

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Kraftstoff In den Maschinenzylinder eingespritzt wird und die Maschinendrehzahl sich entsprechend vermindert. Bei einer richtigen Auswahl der Vorspannung und der Federkonstanten der Ventilfeder 90 für eine gegebene Pumpe und eine Maschine wird das Ventil 32 hydraulisch durch den Kraftstoffdruck in der Kammer in eine Gleichgewichtsstellung gebracht und der Teil 117 des Überlaufventils und andere Flächen des Ventils zwischen den Nuten decken die überlauflöcher 85 lange genug ab, so daß die Pumpe genügend Kraftstoff in die Zylinder einspritzen kann, um eine vorbestimmte Maschinen- und Pumpendrehzahl unter einer bestimmten Last und einer gegebenen Einstellung der Drosselöffnung aufrechtzuerhalten. Wenn die Maschinendrehzahl sich aus irgendeinem Grund erhöht, steigt auch der Kraftstoffdruck in der Kammer 87 und bewegt - das Ventil 32 nach rechts, so daß eine Verminderung der Kraftstoffabgäbe an die Maschine und daher eine Verminderung der Drehzahl bewirkt wird. Die entgegengesetzte Betätigung des Ventils 32 tritt bei einer Verminderung der Maschinendrehzahl unter den durch die Einstellung der Drosselöffnung eingestellten Wert auf.

Der Drosselventil-Steuerhebel 112 wird in der Leerlaufstellung gegen den Anschlag 115 durch eine Feder 114 gehalten. Der Anschlagknopf dieses Anschlags 1st ein federbelasteter Stempel, dessen Spannung durch eine zusätzliche Kraft zu der der Feder 114 überwunden werden hann, um den Hebel weiter in Gegenuhrzeigersinn (Fig. 1) in seine Abschaltstellung zu bewegen. In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen der Drosselöffnung 104 und dem Kanal 97 vollständig geschlossen, so daß kein Kraftstoff aus

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der Ventilkammer 87 austreten kann. Daher baut sich ein Druck auf und bewegt das Ventil 32 nach rechts in solch eine Stellung, daß die Nut 93 in die Ebene der überlaufbohrungen 85 gelangt, und mit diesen während des gesamten Pumpenhubs der Pumpe 29 in Verbindung steht. Daher wird kein Kraftstoff in die Maschinenzylinder gepumpt und die Maschine bleibt stehen.

Um einen Druckanstieg in dem Kraftstoff in der überlaufventilkammer 87 über den Wert hinaus zu vermeiden, der zum Schließen des Ventils 32 notwendig ist, arbeitet das Drosselventil 102 zusätzlich als Entlastungsventil. Wenn dieser Druck das vorbestimmte Maximum übersteigt, wird das Ventil 102 dadurch nach links (Fig. 10) gegen die Vorspannungsfeder 106 bewegt, bis der Kraftstoff frei durch die öffnung 104 in die vergrößerte Bohrung 118 der Ventilkammer und dann durch einen Kanal 119 in den Rücklaufkanal 97 frei entweichen kann.

Eine neuartige Einrichtung ist in Kombination mit der Pump- und Dosiereinrichtung vorgesehen, um automatisch die Einspritzzeitpunkte für die Maschinenzylinder in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl zu regeln. In der gezigten Ausführungsform weist diese Einrichtung_einen quer verlaufenden Zylinder 120 auf, der als Teil des Gehäuseteils 22 ausgebildet ist. Dieser Zylinder hat eine Zwischenhülse 121 und ist an seinen Enden durch Muttern 122 und 123 verschlossen, die axial einstellbare Anschlagbolzeö 124 bzw. 125 tragen. Ein zweiteiliger Kolben 126, 127 ist in der Zwischenhülse 121 gleitbar gelagert und die aneinandergrenzenden Enden der beiden Teile sind keilförmig mit halbkreisförmigen

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quer verlaufenden Nuten 128 ausgebildet, an denen die gegenüberliegenden Seiten des kugelförmigen oberen Endes eines Stifts 22 angreifen. Die Innenhülse 121 und das Gehäuse 22 sind mit fluchtenden radialen öffnungen versehen, durch die der Stift 88 von dem Gehäuse in den Zylinder 120 verläuft.

Die Bewegung des Kolbens 126 nach rechts (Fig. 12) wird durch den einstellbaren Anschlag 124 begrenzt, gegen den er normalerweise durch eine Feder 129 zwischen dem Kolbenglied 127 und dem einstellbaren Anschlag 125 gedrückt wird. Der Zylinder 120 auf der rechten Seite des Kolbens 126 ist dauernd mit der Auslaßseite der Zubringerpumpe 28 durch einen Kanal 130, die gekrümmte Nut 131, einen Kanal 132 (Fign. 2 und 14) einen der Kanäle 58, eine Ringnut 56 und die Kanäle 55, 54 und 51 (Fig. 8 und 9) verbunden. Daher wirkt der Kraftstoff, dessen Druck von dem Ventil 27 ge- " regelt wird, kontinuierlich auf den Kolben 126 und daher auf das obere Ende des Stifts 88 gegen die Feder 129. Das untere Ende des Stifts 88 ist während seiner'Bewegung durch den Kolben 126, 127 geführt und wird senkrecht zu der Achse des Ventils 32 durch identische quer angeordnete Schlitze 133 in den Wänden der Buchse 100 gehalten. Jeder Schlitz weist einen geraden Querabschnitt 124 und eine spiralförmige Verlängerung 135 .auf-,- wobei die Breite des Schlitzes so gewählt ist, daß er den Stift 88 gleitbar aufnimmt.

Der Auslaßdruck an der Zubringerpumpe, der auf den Kolben 126 wirkt, wird so geregelt, daß er sich als lineare Funktion der

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Maschinendrehzahl ändert. Daher"überwindet der auf den Kolben 126 wirkende Kraftstoffdruck bei einer vorbestimmten Maschinendrehzahl die Vorspannung der Feder 129 und dreht den Stift 88 im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 12) in einer Querebene und dreht das Ventil 32 entsprechend. Diese Winkelbewegung des Ventils · gegenüber dem Verteilerrotor 30 ändert die Stellung der Dosiernut 91 gegenüber dem überlaufkanal 85, um das Verschließen dieser Kanäle durch den hervorstehenden Teil 117 zu beschleunigen und dadurch den Beginn der Einspritzung bezüglich dem Arbeitszyklus der Maschine vorzurücken. Durch entsprechende Auswahl der Vorbelastung und der Federkonstante der Feder 129 kann eineautomatische Änderung des EinspritzZeitpunkts in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl erreicht werden. *

Die spiralförmigen Abschnitt 135 der Schlitze 133 in der Buchse 100 sind vorgesehen, um auf neuartige Weise den Betrieb der Pumpe so zu steuern, daß die Maschine das notwendige Drehmoment abgibt. Bei den meisten Maschinen besteht diese Notwendigkeit darin, die maximale Kraftstoffmenge pro Einspritzung als Funktion der Drehzahl zu reduzieren, die die'Pumpe an die Maschine abgeben kann. Dies bedeutet gewöhnlich eine Verminderung der Kraftstoffmenge bei wachsenden Maschinendrehzahlen. Die genaue Form der Schlitze 133 kann bei verschiedenen Maschinen variieren. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die spiralförmigen Teile 135 der Schlitze 133 nur von dem Stift 88 berührt, nachdem der EinspritzZeitpunkt etwas in der oben beschriebenen Weise vorgerückt wurde, ohne die pro Pumpenhub an die Maschine abgegebene

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OfUGINAL INSPECTED

Kraft stoff menge zu ändern. Bei weiterer Drehungdes Stifts 8_r8 durch den Kolben 126 in Abhängigkeit von größeren Maschinendrehzahlen läuft dieser Stift Über die spiralförmigen Abschnitt 135 und wird daher mit einer linearen Bewegungskomponenten nach rechts (Fig. 2) entlang der Achse des Ventils 32 beaufschlagt. Das Ventil wird dadurch gedreht, so daß der Anfang der Einspritzung weiter vorgeschoben wird, und daß der Stift 88 axial zu der Buchse 100 in eine Stellung bewegt wird, bei der die Bewegung des Ventils 32 nach links (Flg. 2) begrenzt wird. Die Grenze ist dadurch bestimmt, daß das Ende des Schlitzes 89 an dem Stift 88 angreift. Dadurch wird die maximale Kraftstoffmenge pro Einspritzung reduziert, die die Pumpe an die Maschine abgeben kann.

Eine Anschlußbuchse 136 ist in dem Gehäuseteil 22 (Fig. 1) vorgesehen, um eine Rückflußleitung für den Kraftstoff anschließen zu können. Die Anschlußbuchse steht durch die Kanäle 137 und 138 mit dem Niederdruck-Kraftstoffkanal 97 bzw. mit der Bohrungdes Gehäuses 22 in Verbindung, um den Leckkraftstoff abzuführen.

Die neuartige Ausführung und Betriebsweise der oben beschriebenen Pumpe gestattet es, Einstellungen zum Zeitpunkt des Zusammenbaus oder im eingebauten Zustand vorzunehmen, um Betriebsparameter verschiedener Maschinen zu befriedigen, ohne Änderungen im grundsätzlichen Aufbau der Teile vornehmen zu müssen. Beispielsweise kann die Einstellung der.maximal abgegebenen Kraftstoffmenge durch Veränderung der Stellung der Mutter 98 in dem Gehäuse 22 variiert werden, durch die die axiale Stellung der Buchse 100

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und daher die Lage des Stifts 88 geändert wird, um die Bewegung des Ventils 32 nach links (Fig. 2) zu begrenzen. Der Beginn der Einspritzung, der mit dem Profil des Nockenrings 61 in der Zubringerpumpe zusammenhängt, kann durch Einstellen der Anschlagschraube 124 für den Kolben, wobei die Teile in ihrer voll- ' ständig zurückgezogenen Stellung sind, so eingestellt werden, daß die Einspritzung bei jeder gegebenen Winkelstellung der Hocke beginnen kann. Die Maschinendrehzahl, bei der mit dem Vorrücken des Einspritzzeitpunkts begonnen werden soll, kann ebenfalls durch Einstellung der Anschlagschraube 125 geändert werden, durch die die Vorbelastung der Feder 129 geändert wird. Der Beginn der Drehmomentverminderung im Zusammenhang mit der Maschinendrehzahl kann durch eine winkelmäßige Einstellungder Deckplatte 99 und daher der geschlitzten Führungsbuchse 100 geändert werden, bevor die Schrauben 101 angezogen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Brennstoff-Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, die in einem Gehäuse einen von der Maschine angetriebenen Rotor und eine aus einer Pumpe bestehende Einspritzeinrichtung aufweist, . die durch den Rotor zur Abgabe von bestimmten Brennstoffmengen unter hohem Druck und in bestimmten Zeitabständen angetrieben ist, wobei der Brennstoff über druckbetätigte in Auslaßleitungen angeordnete Abgabeventile den Zylindern der Maschine zugeführt wird, und ein einstellbares Überlaufventil zum Ablassen von Brennstoff aus den Auslaßleitungen stromauf der Abgabeventile vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufventil ein erstes, axial festes, mit dem Rotor verbundenes Ventilglied (30, 86) und ein zweites Ventilglied (32) aufweist, das axial und in seiner Drehlage einstellbar in dem Gehäuse (21) angeordnet ist, daß die Ventilglieder (30, 32) zusammenwirkende Ventilöffnungen (85, 91, 92) aufweisen, die während eines Teils der

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Kraftstoffeinspritzung der Pumpe 29 miteinander in Verbindung • stehen, und daß eine Regeleinrichtung (32, 87, 90, 88, 89, 126) vorgesehen ist, die zur Änderung der Einspritzdauer und/oder des AnfangsZeitpunkts der Einspritzung die Axial- und/oder Winkel-Einstellung des zweiten Ventilglieds (32) steuert.

2. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (87, 90, 126, 129) zur Axial- und/oder Winkeleinstellung des zweiten Ventilglieds (32) auf die Drehzahl des von der Maschine angetriebenen Rotors anspricht.

3. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung wenigstens eine federnd vorbelastete, druckabhängige Kolbeneinrichtung (32, 90, 126, 129) aufweist, die wirksam mit dem zweiten Ventilglied (32) zur Axial- und/oder Winkeleinstellungdesselben als Punktion eines variablen Strömungsmittelsteuerdrucks verbunden ist, der seinerseits als Punktion der Drehzahl des Rotors variiert.

4. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung (100, 125) zur Einstellungder anfänglichen federnden Vorbelastung der bewegbaren Kolbeneinrichtung (32, 126) vorgesehen ist.

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5. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis' ¹I, . dadurch gekennzeichnet, daß der variable Steuerdruck in einer überlaufkammer (87) erzeugt wird, die den von dem Überlaufventil (30, 32) abgelassenen Kraftstoff auffnimmt und mit einem unter geringem Druck stehenden Behälter (36> 118) durch eine einstellbare Drosselöffnung (97 ₉ 107)'verbunden ist.

6. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Ventilöffnungen zwei konvergierende Schlitze (91, 92) aufweist, die nacheinander mit der anderen Ventilöffnung (81) während eines Teils jeder Einspritzung der Pumpe (29) in Verbindung treten, wobei eine Veränderung der Winkel- und Axialstellung des zweiten Ventilglieds (32) eine Veränderung des Anfangszeltpunkts der Einspritzung und der Einspritzdauer gestattet.

7. Kraftstoff-Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einen vorbestimmten Wert der Drehzahl des Rotors ansprechende Einrichtung (135^;i 126) vorgesehen 1st, die das zweite Ventilglied 02) In solch eine Richtung vorspannt, daß die Einspritzdauer abnimmt, wenn die Rotordrehzahl über dem vorbestimmten Wert liegt.

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