DE1920417B2

DE1920417B2 - Kraftstoffverteilereinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1920417B2
Application number: DE1920417A
Authority: DE
Inventors: Millard Robert Thomson; Edwin Ben Watson
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1968-04-22
Filing date: 1969-04-22
Publication date: 1975-04-17
Also published as: DE1920417C3; GB1262542A; DE1920417A1; US3494289A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilerein spritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, welche letztere über den im Pumpengehäuse gelagerten Verteilerrotor unter Mitwirkung eines im Pumpengehäuse befestigten Nockenrings die antriebsseitig in einer quer zur Achse des Verteilerrotors angeordneten Bohrung aufgenommenen beiden Pumpenkolben der Einspritzpumpe antreibt, deren Arbeitsraum einerseits mit einer in der Umfangsfläche des Verteilerrotors liegenden öffnung in Verbindung steht über die bei Drehung des Rotors der bei jedem Druckhub der Einspritzpumpe verdrängte Kraftstoff nacheinander den zu den Einspritzdüsen führenden Einspritzleitungen zugeführi wird, und deren Arbeitsraum anderseits während des Druckhubs in gesteuerter Verbindung mit einer ständig an einen von einem Ventil verschließbaren Abströmkanal im Pumpengehäuse angeschlossenen Überströmkammer steht, welche innerhalb und am antriebsseitigen Ende einer koaxial zur Achse des Verteilerrotors in diesem angeordneten Sachlochbohrung liegend auf ihrer dem Rotorantrieb abgewandten Seite von einem verdrehbaren und axial verschiebbaren sowie gegen Mitdrehen mit dem Rotor gesicherten Steuerkolben begrenzt wird, der in seiner Umfangsfläche in Richtung auf die Überströmkammer hin konvergierende, mit der Überströmkammer in Verbindung stehende und mit in der Umfangsfläche der Sachlochbohrung mündenden radialen Steuerbohrungen zusammenarbeitende Steuernuten aufweist, durch die die Verbindung des Pumpenarbeitsraumes mit der Überströmkammer gf;-steuen wird, und zwar derart, daß bei axialer Verschiebung des Steuerkolbens gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder durch den unter anderem drehzahlabhängig veränderlichen Kraftstoffdruck in der Überströmkammer eine Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge und durch Verdrehen des Steuerkolbens über ein Miinehmerglied mit Hilfe eines drehzahlabhängig vom Kraftstoffdruck einer Kraftstoffzubringerpumpe beaufschlagten, gegen Federkraft verschiebbaren Verstellkolbens eine Änderung des Einspritzbeginns erfolgt.

Bei der aus der GB-PS 9 78 362 bekannten Kraftstoffverteilereinspritzpumpe der vorstehend beschriebenen Art erfolgt die axiale Verschiebung des Steuerkolbens zur Einstellung der Einspritzdauer durch den von der Kraftstoffzubringerpumpe drehzahlabhängig erzeugten Kiraftstoffdruck in der Überströmkammer gegen die Federkraft, die vom Regler oder von Hand entsprechend den Betriebsbedingungen einstellbar ist. Die Verbindung der Überströmkammer mit der zum Pumpeneinlatl zurückführenden Leitung erfolgt über ein Absperrventil, welches von Hand zwischen zwei Stellungen bewegt werden kann. In der einen Stellung wird die zum Pumpeneinlaß zurückführende Leitung freigegeben, so daß der Steuerkolben im wesentlichen mit dem am Pumpeneinlaß herrschenden, dem Ausgangsdruck der Kraftstoffzubringerpumpe entsprechenden Druck beaufschlagt wird, während in der

zweiten Stellung die zum Pumpeneinlaß zurückführende Leitung völlig verschlossen wird, wodurch der Steuerkolben vom Kraftstoffdruck der Kraftstoffzubringerpumpe so weit aus seiner ihn aufnehmenden Bohrung herausbewegt wird, daß der Kraftstoff ungesteuert vom Ausgang der Einspritzpumpe über die Steuernuten des Steuerkolbens wieder direkt zur Kraftstoffeinlaßseite der Zubringerpumpe zurückgeführt wird, so daß der Motor angehalten wird. Während des Betriebes ist der Druck in der Überströmkammer im wesentlichen jedoch gleich dem Druck am Auslaß der Kraftstoffzubringerpumpe und hängt damit allein von deren Drehzahl und somit der Motordrehzahl ab.

Bei der bekannten Einspritzpumpe ist es daher nicht möglich, den auf den Steuerkolben ausgeübten Kraftstoffdruck schon gemäß der Stellung des Verstellhebels der Einspritzpumpe, d. h. gemäß der gewünschten Beschleunigung bzw. der angestrebten Enddrehzahl zu regeln. Darüber hinaus findet weder eine Beeinflussung der maximal eingespritzten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl statt, noch kann für niedere und hohe Drehzahlen der Brennkraftmaschine eine unterschiedlich starke automatische Verstellung des Einspritzzeitpunktes erfolgen. Damit wird bei der bekannten Einspritzpumpe im Betrieb keine ausreichend ge- naue und empfindliche Regelung der eingespritzten Kraftstoffmenge erreicht

Demgegenüber besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, eine Kraftstoffverteilereinspritzpumpe der eingangs geschilderten Art so auszu- bilden, daß bei guter Regelempfindlichkeit in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine auf einfache Weise eine genaue Einregulierung der Einspritzmenge erzielt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß das im Abströmkanal angeordnete Ventil zur Veränderung des Kraftstoffdrucks in der Überströmkammer als ein mit einem Verstellhebel verbundenes und durch Verdrehen unterschiedliche Abströmquerschnitte einstellendes Drosselventil ausgebildet ist und daß das dem Rotorantrieb abgewandte Ende des Steuerkolbens eine axial verlaufende Langlochführung aufweist, sowie in einer gegenüber dem Pumpengehäuse axial und winkelmäßig einstellbaren Büchse geführt ist welche zwei diametral gegenüberliegende, aus jeweils einem in Umfangsrichtung verlaufenden und einem spiralförmig daran anschließenden, der drehzahlabhängigen Begrenzung der maximalen Kraftstoffmenge dienenden Schlitzabschnitt bestehende Führungsschlitze zur Führung des als zylindrischer Stift ausgebildeten und die Langlochführung am Ende des Steuerkolbens durchsetzenden Mitnehmergliedes aufweist, dessen verstellkolbenseitiges Ende im Verstellkolben in Richtung der Rotorachse verschiebbar geführt ist.

Der Steuerkolben ist somit allein von dem in der SS Überströmkammer herrschenden Strömungsmitteldruck verschiebbar, der sich aus dem Einströmen und Austreten in bzw. aus der Überströmkammer ergibt, wobei das Einströmen abhängig von der Pumpendrehzahl erfolgt und das Austreten durch den Querschnitt des willkürlich einstellbaren Drosselventils gesteuert wird. Die Verschiebung des Steuerkolbens erfolgt also allein durch den Strömungsmitteldruck in der Überströmkammer, während die in der GB-PS 9 78 362 vorgesehene einstellbare Feder fortfällt Die zusätzliche Einstellung des Steuerkolbens, um in bekannter Weise den Beginn des Einspritzvorganges zu verändern sowie bei höheren Drehzahlen in ebenfalls bekannter Weise die Einspritzmenge zu verringern, erfolgt bei der erfin dungsgemäßen Anordnung nach Maßgabe von Fun rungsschlitzen, die so ausgebildet sind, daß sich hier durch die Regelgenauigkeit erheblich verbessert Somi ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein be stimmter, von der Kraftstoffzubringerpumpe abgege bener Strömungsmitteldruck nicht erforderlich, entfäll die Einstellung der Feder zur Änderung der Drehzah und wird die Baugröße sowie der Bauaufwand für di< Einspritzpumpe verringert Bei der erfindungsgemäßei Einspritzpumpe können auch Einstellarbeiten zu ihrei Anpassung an die Betriebsparameter unterschiedliche! Brennkraftmaschinen sowohl zum Zeitpunkt des Zu sammenbaus als auch an der eingebauten Pumpe vor genommen werden, ohne daß der grundsätzliche Auf bau geändert werden müßte.

Aus der DT-AS 10 66 805 ist es zwar bekannt, arr Ende des Einspritzvorgangs den nicht eingespritzter Brennstoff in eine Überströmkammer zu führen und über eine öffnung mit einem willkürlich regelbarer Querschnitt austreten zu lassen. Dabei handelt es sich jedoch um eine Einspritzpumpe mit einem hin- und hergehenden und zugleich rotierenden Pump- und Verteilerglied, auf dem ein Ring gleitet der in der Über· strörnkammer angeordnet ist und dessen Einstellung durch den Druck in der Überströmkammer das Einspritzende bestimmt

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verstellbewegung des Verstellkolbens mit Hilfe einer Einstellvorrichtung zur Einstellung der auf den Verstellkolben wirkenden Federkraft veränderbar ist

Damit kann die Drehzahl eingestellt werden, ab der eine Änderung des Einspritzzeitpunktes erfolgt Zum selben Zweck ist es aus der US-PS 31 77 860 bereits bekannt, den Verstellkolben über ein Ventil mit Druck zu beaufschlagen, welches über eine am Verstellhebel angebrachte Nockenplatte betätigt wird· Diese Anordnung ist jedoch aufwendiger und komplizierter als die erfindungsgemäß vorgesehene.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Sechszylinder-Brennkraftmaschine wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Sechszylinderbrennkraftmaschine.

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Längsachse entlang der Linie 2-2 von F i g. 4,

F i g. 3 eine Endansicht des Steuerkolbens, wie er in F i g. 2 von links zu sehen ist,

F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 von F i g. 2,

F i g. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 2,

F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 von F i g. 2.

F i g. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 2,

F i g. 8 einen Detailschnitt entlang der Linie 8-8 von Fig. 9,

F i g. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 von F i g. 2.

Fig. 10 einen Querschnitt entlang der Linie 10-10 von F i g. 2,

F i g. U eine vergrößerte Darstellung des Drosselventils,

Fig. 12 "einen Querschnitt entlang der Linie 12-12 von F i κ. 2, '

Fig. 13 eine vergrößerte Draufsicht auf den linken Teil der mit Führungsschlitzen für die Verstellung des Steuerkolbens versehenen Buchse aus F i g. 2,

Fig. 14 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie 14-14 von Fig. 2,

F i g. 15 einen Detailschnitt des Verteilerrotors,

F i g. 16 eine Seitenansicht des Steuerkolbens,

F i g. 17 einen teilweisen Schnitt durch den Verteilerkopf,

F i g. 18 einen Detailschnitt durch den Gehäuseteil zur Aufnahme der Steuereinrichtung für die Verstellung des Einspritzzeitpunktes.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, weist die Kraftstoffeinspritzpumpe ein hohles Gehäuse mit drei Hauptteilen 20, 21 und 22 auf, die durch Bolzen 23 und 24 zusammengehalten werden. Die Einspritzpumpe weist von links nach rechts in F i g. 2 folgende hauptsächliche Betriebseinheiten auf: eine Antriebswelle 26, ein den Auslaßdruck einer als Rollenpumpe ausgeführten Kraftstoffzubringerpumpe 28 steuerndes Überströmventil 27, eine Radialkolben-Einspritzpumpe 29 mit hohem Druck am Auslaß, einen Verteilerrotor 30, mehrere Auslaßventile 31, einen Steuerkolben 32, ein Drosselventil 33 (Fig. 10) und eine vom Kraftstoffzubringerdruck beaufschlagte Einspritzzeitpunkt- und Drehmoment-Verstellvorrichtung 34. Der Gehäuseteil 21 dient zugleich als Verteilerkopf, und der Rotor 30 dient zusätzlich der Aufnahme des Steuerkolbens 32.

Der Kraftstoff tritt unter niederem Druck von einer Quelle in die Einspritzpumpe durch einen Durchgang

36 ein, der eine gekrümmte Nut 37 (F i g. 5) in einer Ringschulter 38 des Gehäuseteils 20 schneidet Die Nut

37 und daher auch der Durchgang 36 stehen über bogenförmige öffnungen 39 in einer Bimetallscheibe 40 mit der Einlaßkammer 41 (F i g. 6) der Zubringerpumpe 28 im Verbindung. Diese Pumpe weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Endplatte 42 (F i g. 2) und einen Nockenring 43 auf, dessen innenseitige Zylinderfläche exzentrich zu der Längsachse der Einspritzpumpe angeordnet ist Die Platte 42 wird in ihrer Lage durch einen Sprengring 44 (Fig.2) 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. Ein Zapfen 45 dient dazu, die Winkellage des Nockenrings 43 und der Platten 40 und 42 in dem Gehäuse festzulegen.

Ein Rotor 46 (F i g. 6) ist zwischen den Platten 40 und 42 auf einer Buchse 47 angeordnet die sich mitdreht Diese Buchse ist ihrerseits durch eine Keflverzahnung mit der Antriebswelle 26 verbunden. Der Rotor 46 hat am Außenrad 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 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 (F i g. 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 (F i g. 2 und 9) durch sechs unter gleichen Winkeln angeordnete, radiale Kanäle 58 verbunden, die periodisch durch einen oder mehrere schräg verlaufende Kanäle 59 (von denen zwei gezeigt sind) in dem Verteilerrotor 30 mit dem Pumpenarbeitsraum 60 der Hochdruck-Einspritzpumpe 29 verbunden werden.

Die Einspritzpumpe 29 kann in bekannter Weise ausgeführt sein. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist sie einen Nockenring 61 (F i g. 2 und 7) auf, der in dem Gehäuseteil 20 zwischen der Schulter 62 und der

ίο innenseitigen Endfläche des Gehäuseteils 21 sitzt, der in seiner Winkellage durch einen Zapfen 63 festgelegt ist. Der Nockenring 61 ist durch eine Schraube 64 in seiner Lage befestigt. Der Rotor 30, der drehbeweglich in die Bohrung des Gehäuses 21 eingepaßt ist, erstreckt sich durch den Nockenring 61, und ein Endabschnitt des Rotors 30 mit reduziertem Durchmesser 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

ίο Sprengring 44 und dem Rotor 40 angeordnet sein, um den Rotor gegen das Ende des Verteilerkopfes 21 zu halten. In dem Nockenring 61 hat der Rotor 30 zwei querliegende, vergrößerte Abschnitte 66 (F i g. 7), in denen eine zylindrische Querbohrung 67 vorgesehen ist,

is die zwei hin- und herbewegliche Pumpenkolben 68 aufnimmt. Die äußeren Enden der Kolben greifen an Stößeln 69 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 des Nockenrings. Diese Fläche weist drei Paare gegenüberliegender Nockenbögen auf, wodurch die auf gegenüberliegenden Seiten angeordneten Stößel 69 mit den Rollen 71 gleichzeitig nach innen bewegt werden.

Diese Bewegung erfolgt sechs Mal während jeder Umdrehung des Rotors 30 gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft und 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 61 gestattet wird, sind die Rotorkanäle 59 auf radiale Einlaßkanäle 58 in dem Verteilerkopf 21 eingestellt und Kraftstoff wird von der Zubringerpumpe 28 in den Pumpen-

arbeitsraum 60 zwischen die Kolben der Einspritzpumpe gedruckt Während jedes Radialhubs der Kolben 68 wird dieser Raum daher vollständig mit einer bestimmten Menge Kraftstoff von der Zubringerpumpe durch die Kanäle 59 erneut gefüllt

9> Wenn der Pumpenarbeitsraum 60 gefüllt ist und immer, wenn die Einlaßkanäle 58 und 59 nicht miteinan der verbunden sind, wird der von der Zubringerpumpe 28 geförderte Kraftstoff in die Zufuhrleitung und daher an die Einiaßseite der Kraftstoffzubringerpumpe 28

Ober das Oberströmventil 27 zurückgeführt Das Ventil weist in der gezeigten Ausführungsform eine quer verlaufende Ventilkammer 73 (F i g. 4) auf, die an ihren gegenüberliegenden verschlossenen Enden mit den unteren Enden der Strömungsmittelkanäle 36 und 51 m

Verbindung steht Ein hohles Ventilgehäuse 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

«5 dem Raum um die Welle 26 in Verbindung steht Der Ventilkolben 75 wird nach links (F i g. 4) über einen radialen Durchgang 78 durch eine Feder 79 gedrückt. Dieser Durchgang 78 wird normalerweise von dem

Ventilkolben 75 überdeckt, wenn die Zubringerpumpe den Arbeitsraum 60 der Einspritzpumpe 29 auffüllt. Eine Umfangsdichtung kann am inneren Ende des Gehäuses 74 durch einen O-Ring und einen durch eine Feder belasteten konischen Zwischenring 80 vorgeseheu sein.

Wenn der Kraftstofffluß von der Zubringerpumpe 28 zur Einspritzpumpe 29 aus irgendeinem Grund unterbrochen wird, wird der volle Druck des Kraftstoffs, der von der Zubringerpumpe 28 abgegeben wird, auf den Ventilkolben 75 ausgeübt, so daß die Feder 79 zusammengedrückt und der Entlastungsdurchgang 78 wenigstens teilweise geöffnet wird. Unter dieser Bedingung ändert sich der Druck des Kraftstoffs, der von der Zubringerpumpe 23 abgegeben wird, mit der Drehzahl der Pumpe und daher mit der Drehzahl der Antriebswelle 26 der Brennkraftmaschine. Durch geeignete Wahl der Parameter, beispielsweise der Stärke der Feder 79, der Form des veränderlichen Durchgangs 78 und der Querschnittsfläche des Ventilkolbens 75 kann der Druck des Kraftstoffs durch das Überströmventil 27 so geregelt werden, daß er als lineare Funktion 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 steuern. Ferner kann dadurch die von der Drehzahl abhängige Kraftstoffbedarfs-Kennlinie des Motors berücksichtigt werden.

Ein diagonaler Hochdruck-Kraftstoff kanal 81 in dem -3° Verteilerrotor 30 verbindet den Pumpenarbeitsraum 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 Auslaßkanälen 83 im Verteilerkopf 21 in Verbindung, die sich in Umfangsrichtung mit den Kraftstoff-Einlaßkanälen 58 abwechseln. Jeder Kanal 83 ist mit einer Einspritzdüse eines Zylinders der Brennkraftmaschine vorzugsweise über ein Auslaßventil 31. von denen nur eines gezeigt ist, verbunden. Die Auslaßventile sind in einer Ausnehmung in dem Verteilerkopf 21 angeordnet.

Die Nut 82 steht auch mit einer Ringnut 84 in der Oberfläche des Verteilerrotors 30 in Verbindung, von der sechs unter gleichen Winkeln angeordnete radial verlaufende Steuerbohrungen 85 zu einer mittigen Sacklochbohrung 86 in dem Rotor führen, die eine Oberströmkammer 87 bildet. Der Steuerkolben 32 ist gleitbar in die Sacklochbohrung 86 eingepaßt, wird jedoch gegen eine Drehung mit dem Rotor 30 durch einen quer angeordneten zylindrischen Stift 88 gehalten, der sich quer durch eine Langlochführung 89 in dem im Durchmesser reduzierten hohlen Endteil des Steuerkolbens 32 erstreckt, der sich an dem Ende des Rotors 30 nach hinten durch den Gehäuseteil 22 in die Bohrung einer Buchse 100 erstreckt Die Langlochfüh- rung 89 gestattet eine begrenzte Axialbewegung des Steuerkolbens 32 gegenüber dem Rotor 30 und daher gegenüber den Steuerbohrungen 85. Der Steuerkolben wird normalerweise nachgiebig axial nach links (F i g. 2) durch eine Schraubendruckfeder 90 in die gezeigte Grenzstellung gedruckt wobei das Ende der Langlochführung 89 an dem Stift 88 anhegt Der Stift wird durch die Buchse 100 in seine Lage eingestellt wobei die Buchse 100 in axialer Richtung in ihrer Wm- *5 kellage durch eine in das Gehäuse 22 eingeschraubte Ringmutter 98. eine Endplatte 99 und Schrauben 101 einstellbar ist

Der Steuerkolben 32 ist mit einer oder mehreren Gruppen zur Überströmkammer 87 hin konvergierender Steuernuten 91 und 92 an ihrer Oberfläche versehen, die so angeordnet sind, daß sie nacheinander mit den radialen Steuerbohrungen 85 in Verbindung treten. Die Steuernuten münden in eine einzige Nut 93 in der Nähe des vorderen oder linken Endes des Steuerkolbens und sind so mit der Überströmkammer 87 verbunden. Die letztere ist durch einen oder mehrere Kanäle 94 mit einer Ringnut 95 in der Umfangsfläche des Rotors 30 (F i g. 2) verbunden, die sich in eine radiale Drosselventilkammer 96 (Fig. 10) in dem Verteilerkopf 21 öffnet. Diese Kammer ist durch einen vom Drosselventil 33 beherrschten Abströmkanal 97 mit einem Niederdruckbehälter oder über eine Rückleitung mit dem Kraftstofftank verbunden.

In der gezeigten Form weist das Drosselventil 33 zum Verändern der Maschinendrehzahl ein Ventilglied 102 (Fig. 11) mit einem zylindrischen Abschnitt 103 und einem Kopfabschnitt 113 auf, der normalerweise auf einer innenseitigen Schulter 105 im Gehäuseteil 21 aufsitzt und auf diese durch eine Vorspannungsfeder 106 gedruckt wird. Der Ventilabschnitt 103 hat in der Mitte eine Ausnehmung und einen radialen Durchgang 104, der durch die Drehung des Ventilgliedes 102 in Verbindung mit dem Abströmkanal 97 für den Kraftstoff durch eine geeignete geformte Nut 107 in der Außenfläche davon gebracht werden kann. Die Nut 107 kann beispielsweise eine exzentrische Nut sein. Der Durchgang 104 und die Nut 107 können verschiedene Formen haben, um zusammen mit dem Ende des Kanals 97 eine öffnung für den Kraftstoff-Überlauf aus der Drosselventilkammer % in den Abströmkanal 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 UO 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 Verstellhebel 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 Verstellhebels 112 in der anderen Richtung zu begrenzen, d. h. die Bewegung im Uhrzeigersinn (Fig. 1), um die Drehzahl festzulegen, bei der die Kraftstoffzufuhr für die Maschine automatisch abgeschaltet wird, wie noch beschrieben wird.

Die Winkellagen des Pumpennockenrings 61, des Verteilerkopfes 21 und des Steuerkolbens 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 stehen, 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 Steuerkolben 32 auf eine radiale Steuerbohrung 85 ausgerichtet und daher über die Ringnut 84 mit der Rotomut 82 verbunden. Weil ein hoher Druck zum Öffnen des Auslaßventils 31 und der Einspritzdüse, die zwischen dem Auslaßkanal 83 und dem Maschinenzylinder liegen, notwendig ist fließt am Anfang jedes Pumpenhubs der Kraftstoff von der Einspritzpumpe 29 durch den Hochdruck-Kraftstoffkanal 81, die Nut 82. die Ringnut 84. die Steuerbohrung 85 und die Steuernut

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91 in die Überströmkammer 87 und daher durch die Kanäle 94, die Ringnut 95 und die öffnung 104 des Drosselventils 102 zu dem Abströmkanal 97. Bei weiterer Drehung des Verteilerrotors im Gegenuhrzeigersinn (gesehen von links in Fig.2) verschließt der hervorstehende Teil 117 zwischen den Steuernuten 91 und

92 auf dem Steuerkolben 32 eine radiale Steuerbohrung 85 und unterbricht den Kraftstofffluß in die Überströmkammer 87. Der Druck des von der Einspritzpumpe 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 eine Steuerbohrung 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 Maschinenzylinder durch die Winkellage der Steuernut 91 gegenüber dem Rotor 30 und den darin angeordneten Steuerbohrungen 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 Steuerbohrungen 85 und daher durch die axiale Lage des Steuerkolbens 32 gegenüber dem Rotor 30 bestimmt. Das Ende der Einspritzung wird dadurch bestimmt, daß die Steuernut 92 mit einer Steuerbohrung 85 in Verbindung tritt.

Der Steuerkolben 32 und das eine variable Öffnung aufweisende Drosselventil 102 wirken so zusammen, daß die Drehzahl einer durch die Pumpe gespeisten Maschine automatisch geregelt wird. Für jede gegebene Einstellung der variablen Drosselventilöffnung 104, 107 steigt der mittlere Druck des Kraftstoffs, der über den Steuerkolben 32 in die Überströmkammer 87 eingeleitet wird, an, wenn die Drehzahl der Pumpe sich erhöht. Das rührt daher, daß bei einer bestimmten Stellung des Steuerkolbens 32 die Kraftstoffmenge, die pro Zeiteinheit abgeleitet wird, mit der Rotordrehzahl wächst. Wenn daher die Geschwindigkeit, mit der der Kraftstoff durch den Steuerkolben 32 gepumpt wird, die Geschwindigkeit übersteigt, mit der der Kraftstoff durch die Drosselöffnung 104 austreten kann, wird der Druck in der Überströmkammer 87 aufgebaut und bewegt den Steuerkolben 32 nach rechts (F i g. 2) gegen den Druck der Feder 90, so daß ein Gleichgewicht zwischen dem Kraftstoffdruck in der Kammer 87, der auf die Fläche des Steuerkolbens 32 wirkt, und der entgegenwirkenden Kraft der Feder eingestellt wird. Der wirksame Abschnitt des hervorstehenden Teils 117 wird kleiner, während der Steuerkolben 32 sich nach rechts bewegt, so daß weniger Kraftstoff in den Maschinenzylinder eingespritzt wird und die Maschinendrehzahl sich entsprechend vermindert Bei einer richtigen Auswahl der Vorspannung und der Federkonstanten der Feder 90 für eine gegebene Pumpe und eine Maschine wird der Steuerkolben 32 hydraulisch durch den Kraftstoffdruck in der Kammer 87 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 Maschinendrehzahl unter einer bestimmten Last und einer gegebenen Einstellung der Drosselöffnung aufrecht zu erhalten. Wenn die Maschinendrehzahl sich aus irgendeinem Grund erhöht, steigt auch der Kraftstoffdruck in Jer Überströmkammer 87 und bewegt den Steuerkol-

ben 32 nach rechts, so daß eine Verminderung der Kraftstoffabgabe an die Maschine und daher eine Verminderung der Drehzahl bewirkt wird. Die entgegengesetzte Betätigung des Steuerkolbens 32 tritt bei einer Verminderung der Maschinendrehzahl unter den durch die Einstellung der Drosselöffnung eingestellten Wert auf.

Der Drosselventil-Verstellhebel 112 wird in der Leerlaufstellung gegen den Anschlag 115 durch eine

ίο Feder 114 gehallten. Der Anschlagknopf dieses Anschlags ist ein federbelasteter Stempel, dessen Spannung durch eine zusätzliche Kraft zu der der Feder 114 überwunden werden kann, 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 Abströmkanal 97 vollständig geschlossen, so daß kein Kraftstoff aus der Überströmkammer 87 austreten kann. Daher baut sich ein Druck auf und bewegt den Steuerkolben 32

nach rechts in solch eine Stellung, daß die Nut 93 in die Ebene der Steuerbohrungen 85 gelangt, und mit diesen wahrend des gesamten Pumpenhubs der Pumpe 29 in Verbindung steht. Daher wird kein Kraftstoff in die Maschinenzylinder gepumpt und S · Maschine bleibt

stehen.

Um einen Druckanstieg in dem Kraftstoff in der Überströmkammer 87 über den Wert hinaus zu vermeiden, der zum Verschieben des Steuerkolbens 32 notwendig ist, arbeitet das Drosselventil 102 zusätzlich als

Überdruckventil. Wenn der Kraftstoffdruck 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 Ventil-

kammer und dann durch einen Kanal 119 in den Abströmkanal 97 frei entweichen kann.

Zur automatischen Einspritzzeitpunktverstellung für die Maschinenzylinder in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl weist die Einspritzpumpe ferner einen

quer verlaufenden Zylinder 120 auf. der als Teil des Genauseteils 22 ausgebildet ist. Dieser Zylinder hat eine ^w.schenhülse 1211 und ist an seinen Enden durch Mut- M u T^d ^{123 verscn}'ossen, die axial einstellbare Anschagbolzen 124 bzw. 125 tragen. Ein zweiteiliger Ver-

stellkoben 126, 127 ist in der Zwischenhülse 121 gleitbar gelagert und die ane.nandergrenzenden Enden der Deiden Teile sind keilförmig mit halbkreisförmigen quer verlaufenden Nuten 128 ausgebildet, an denen die gegenuberliegenden Seiten des kugelförmigen oberen En-Q?f ^d" ^bereits weiter obenerwähnten zylindrischen Mines 88 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

₍r:^DK .^^ev>e^ⁿS des Koibens 126 nach rechts If ig. 12) wird durch den einstellbaren Anschlag 124 Degrenzt gegen den er normalerweise durch eine Fe- « πκ ^{ZWISchen de}m Kolbenglied 127 und dem einstellbaren Anschlag 125 gedrückt wird Der Zylinder ^{120 a}"^{f der} achten Seite des Kolbens 126 ist dauernd mit der Auslaßseile der Zubringerpumpe 28 durcheinen Kanal 130 (Fig.2), die gekrümmte Nut 131.

£rT *?"!·'^132(F'^g-² ^md ¹⁴)^{einen der radialen Ein}'

₆, Ι,,*"⁸¹*⁵⁸·^{die R}>ngnut 56 und die Kanäle 55.54 und « κ l^& ^{und 9)} wrbundea Daher wirkt der Kraftstoff, dessen Druck von dem Oberströmventil 27 gesteuert wird, kontinuierlich auf den Kolben 126 und daner auf das obere Ende des Stiftes 88 gegen die Feder

129. Das untere Ende des Stiftes 88 ist während seiner Bewegung durch den Kolben 126, 127 geführt und wird senkrecht zu der Achse des Steuerkolbens 32 durch identische quer angeordnete Führungsschlitze 133 in den Wänden der Buchse 100 gehalten. Jeder Schlitz weist einen geraden, in Umfangsrichtung verlaufenden Abschnitt 134 und einen daran spiralförmig anschließenden Schlitzabschnitt 135 auf, wobei die Breite des Schlitzes so gewählt ist, daß der 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 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 den Steuerkolben 32 entsprechend. Diese Winkelbewegung des Steuerkolbens gegenüber dem Verteilerrotor 30 ändert die Stellung der Steuernut 91 gegenüber einer Steuerbohrung 85, um das Verschließen dieser Bohrung durch den hervorstehenden Teil 117 am Steuerkolben 32 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 eine Änderung der automatischen Einspritzzeitpunktverstellung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl erreicht werden.

Die spiralförmigen Abschnitte 135 der Schlitze 133 in der Buchse 100 sind vorgesehen, um den Betrieb der Pumpe so zu steuern, daß die Maschine das notwendige Drehmoment abgibt. Bei den meisten Maschinen besteht die Notwendigkeit, 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 Kraftstoffmenge zu ändern. Bei weiterer Drehung des Stiftes 88 durch den Kolben 126 in Abhängigkeit von größeren Maschinendrehzahlen läuft dieser Stift über die spiralförmigen Abschnitte 135 und wird daher mit einer linearen Bewegungskomponenten nach rechts (F i g. 2) entlang der Achse des Steuerkolbens 32 beaufschlagt. Der Steuerkolben wird dadurch gedreht, so daß der Anfang der Einspritzung weiter vorgeschoben wird, und der Stift 88 axial zu der Buchse 100 in eine Stellung bewegt wird, bei der die Bewegung des Steuerkolbens 32 nach links (F i g. 2) begrenzt wird. Die Grenze ist dadurch bestimmt, daß das Ende der Langlochführung 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 Abströmkanal 97 bzw. mit der Bohrung des Gehäuses 22 in Verbindung, um den Leckkraftstoff abzuführen.

Die 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 und daher die Lage des Stifts 88 geändert wird, um die Bewegung des Steuerkolbens 32 nach links (F i g. 2) zu begrenzen. Der Beginn der Einspritzung, der mit dem Profil des Nockenringes 61 in der Zubringerpumpe zusammenhängt, kann durch Einstellen der Anschlagschraube 124 für den Verstellkolben, wobei die Teile in ihrer vollständig zurückgezogenen Stellung sind, so eingestellt werden, daß die Einspritzung bei jeder gegebenen Winkelstellung der Nocke beginnen kann. Die Maschinendrehzahl, bei der mit dem Vorrücken des Einspritzzeitpunktes 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 Einstellung der Endplatte 99 und daher der Buchse 100 geändert werden, bevor die Schrauben 101 angezogen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine, welche letztere über den im Pumpengehäuse gelagerten Verteilerrotor unter Mitwirkung eines im Pumpengehäuse befestigten Nockenrings die antriebsseitig in einer quer zur Achse des Verteilerrotors angeordneten Bohrung aufgenommenen beiden Pumpenkolben der Einspritzpumpe antreibt, deren Arbeitsraum einerseits mit einer in der Umfangsfläche des Verteilerrotors liegenden öffnung in Verbindung steht, über die bei Drehung des Rotors der bei jedem Druckhub der Einspritzpumpe verdrängte Kraftstoff nacheinander den zu den Einspritzdüsen führenden Einspritzleitungen zugeführt wird, und deren Arbeitsraum andererseits während des Druckhubs in gesteuerter Verbindung mit einer ständig an einen von einem Ventil verschließbaren Abströmkanal im Pumpengehäuse angeschlossenen Überströmkammer steht weiche, innerhalb und am antriebsseitigen Ende einer koaxial zur Achse des Verteilerrotors in diesem angeordneten Sacklochbohrung liegend, auf ih rer dem Rotorantrieb abgewandten Seite von einem verdrehbaren und axial verschiebbaren sowie gegen Mitdrehen mit dem Rotor gesicherten Steuerkolben begrenzt wird, der in seiner Umfangsfläche in Richtung auf die Überströmkammer hin konvergierende, mit der Überströmkammer in Verbindung stehende und mit in der Umfangsfläche der Sacklockbohrung mündenden radialen Steuerbohrungen zusammenarbeitende Steuernuten aufweist, durch die die Verbindung des Pumpenarbeitsraumes mit der Überströmkammer gesteuert wird, und zwar derart, daß bei axialer Verschiebung des Steuerkolbens gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder durch den unter anderem drehzahlabhängig veränderlichen Kraftstoffdruck in der Überströmkammer eine Änderung der eingespritzten Kraftstoffmenge und durch Verdrehen des Steuerkolbens über ein Mitnehmerglied mit Hilfe eines drehzahlabhängig vom Kraftstoffdruck einer Kraftstoffzubringerpumpe beaufschlagten, gegen Federkraft verschiebbaren Verstellkolbens eine Änderung des Einspritzbeginns erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das im Abströmkanal (97) angeordnete Ventil zur Veränderung des Kraftstoffdrucks in der Überströmkammer (87) als ein mit einem Verstellhebel (112) verbundenes und so durch Verdrehen unterschiedliche Abströmquerschnitte einstellendes Drosselventil (33) ausgebildet ist und daß das dem Rotorantrieb abgewandte Ende des Steuerkolbens (32) eine axial verlaufende Langlochführung (89) aufweist, sowie in einer gegenüber dem Pumpengehäuse axial und winkelmäßig einstellbaren Buchse (ICO) gefuhrt ist, welche zwei diametral gegenüberliegende, aus jeweils einem in Umfangsrichtung verlaufenden und einem spiralförmigen daran schließenden, der drehzahlabhängigen Begrenzung der maximalen Kraftstoffmenge dienenden Schlitzabschnitt (134, 13S) bestehende Führungsschlitze (133) zur Führung des als zylindrischer Stift (88) ausgebildeten und die Langlochführung (89) am Ende des Steuerkoibens (32) durchsetzenden Mitnehmergliedes aufweist, dessen verstellkolbenseitiges Ende im Verstellkolben, (126, 127) in Richtung der Rotorachse verschiebbar geführt ist.

2. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstell bewegung des Verstellkolbens (126, 127) mit Hilfi einer Einstellvorrichtung (125, 129) zur Einstellunj der auf den Verstellkolben (126, 127) wirkende! Federkraft veränderbar ist