DE19533807A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß der Gattung des Patentanspruchs aus. Bei einer solchen durch die DE 35 32 719 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe erfolgt der Druckmittelzulauf zu der Zylinderbohrung über ein Rückschlagventil, während der Druckmittelablauf über den die Rückstellfeder aufnehmenden Raum verläuft. Die dem Steuerdruck ausgesetzte Stirnfläche des Steuerschiebers begrenzt über den ganzen Durchmesser der Zylinderbohrung in dieser den Steuerraum, der andererseits über eine Drossel mit einem Steuerdruckzulauf verbunden ist. Solche Spritzversteller sind sehr empfindlich gegenüber Steuerdruckschwankungen und neigen dazu, daß der Steuerschieber relativ zum Spritzversteller schwingende Bewegungen ausführt, was zu einem instabilen Arbeitsverhalten des Spritzverstellers führt. Zwar hat die Drosselbohrung die Wirkung, daß sich Rückstöße auf der Seite der Steuerdruckversorgung, die aus der Arbeitsweise der Kraftstoffeinspritzpumpe entstehen, möglichst wenig auf den Steuerschieber auswirken sollen, doch wird ein ausgeglichener mittlerer Arbeitsdruck, der im Steuerraum wirksam ist, nur unvollständig erreicht.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Steuerschieber in seinen Bewegungen zusätzlich gedämpft wird, so daß dennoch im Steuerraum auftretende Druckschwankungen nicht unmittelbar anregend auf den Steuerschieber durchgreifen. Wird der Steuerkolben durch Druckstöße zum Schwingen angeregt, muß die vom Zapfen in der Sackbohrung eingeschlossene Flüssigkeit zunächst durch den Drosselspalt verdrängt werden. Die dadurch entstehende Drosselwirkung unterdrückt wirksam die Schwingungsneigung des Steuerkolbens.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Kraftstoffeinspritzpumpen der Verteilerbauart können entweder als Pumpen mit einem sowohl als Verteiler als auch Pumpenkolben dienenden axial angetriebenen Pumpenkolben versehen werden, oder es können Radialkolben vorgesehen werden, die radial in einen in einem Verteiler angeordneten Förderkanal fördern. Eine solche sogenannte Radialkolben­ pumpe der bekannten Bauart ist im Schnitt in Fig. 1 darge­ stellt. Dabei sind vier Pumpenkolben 1 vorgesehen, die im gleichen Winkelabstand in einer gemeinsamen Radialebene zur Achse des Verteilers 2 in Radialbohrungen 3 des Verteilers 2 dicht verschiebbar gelagert sind. Auf ihrer einen Stirnseite schließen sie einen gemeinsamen Pumpenarbeitsraum 4 ein, der in bekannter, hier nicht weiter gezeigten Weise beim Radial­ auswärtshub der Pumpenkolben 1 mit Kraftstoff über eine Dosiereinrichtung gefüllt wird und beim Radialeinwärtshub der Pumpenkolben über eine hier ebenfalls nicht erkennbare Druckleitung mit einer Verteileröffnung an der Mantelfläche des Verteilers 2 verbunden wird, wobei die Verteileröffnung am Umfang des Verteilers abgehende Einspritzleitungen an­ steuern, von denen jeweils eine bei einwärts bewegten Pum­ penkolben mit auf Einspritzdruck gebrachten Kraftstoff ver­ sorgt wird. Der Verteiler ist dabei durch nicht weiter ge­ zeigte Mittel von einer Antriebswelle rotierend angetrieben derart, daß einerseits die Verteileröffnung ihre Steuerfunk­ tion ausführen kann und andererseits, daß die Pumpenkolben in Umfangsrichtung bewegt werden. Dabei liegen an der dem Pumpenarbeitsraum 4 gegenüberliegenden Seite Rollenstößel 6 an, die einer Nockenbahn 7 folgen, die auf einem Nockenring 8 an dessen einwärts zum Verteiler weisenden Ringfläche angeordnet ist. Der Nockenring 8 stellt den im wesentlichen stillstehenden Teil des Nockenantriebs der Pumpenkolben dar. Während die die Pumpenkolben bewegende Einrichtung, die z. B. der die Rollenstößel 6 führende Ring 9 sein kann, der mit der Antriebswelle gekoppelt ist, den bewegten Teil des Nockenantriebs darstellen. Die Verstellung des Nockenrings, der mit seiner zylindrischen Außenwand in einer entsprechen­ den zylindrischen Ausnehmung 10 des Pumpengehäuses 11 der Kraftstoffeinspritzpumpe geführt ist, bewirkt ein früheres oder späteres Auflaufen der Rollen 12 der Rollenstößel 6 auf die jeweiligen Nocken 13, die so angeordnet sind, daß alle Rollenstößel synchron einwärts oder auswärts um die gleichen Hübe bewegt werden. Damit wird der Beginn des Förderhubs der Pumpenkolben und damit der Spritzbeginn im Verhältnis zum Antrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe verändert.

Zur Verstellung weist der Nockenring 8 eine Nase 14 auf, die in eine Ausnehmung 15 in einem Spritzverstellkolben 16 an dessen zylindrischer Mantelfläche eingreift. Der Spritzver­ stellkolben ist in einem Zylinder 17 dicht verschiebbar und schließt mit seiner einen Stirnseite 18 mit dem geschlosse­ nen Ende des Zylinders 17 einen Arbeitsraum 20 ein und mit seiner gegenüberliegenden, anderen Stirnseite 21 im dort ebenfalls verschlossenen Zylinder einen Federraum 22 ein. In diesem ist eine Rückstellfeder 23 angeordnet, die sich ei­ nerseits an einem den Zylinder 17 verschließenden Wand 24 und andererseits an der Stirnseite 21 des Verstellkolbens 16 abstützt und somit eingespannt bestrebt ist, den Spritzver­ stellkolben 16 mit seiner einen Stirnseite 18 in Anlage an den den Zylinder 17 gegenüberliegend verschließenden Wand 25 zu bringen.

Im Spritzverstellkolben 16 ist ferner eine axiale Sackboh­ rung als eine einen Steuerschieber 28 führende Zylinder­ bohrung 27 vorgesehen, die sich zum Federraum 22 hin öffnet. Der dort eingesetzte Steuerschieber 28 schließt mit einer Stirnfläche 29 mit dem geschlossenen Ende der Zylinder­ bohrung einen Steuerraum 30 ein und ragt mit seinem anderen Ende in den Federraum 22, wo er von einer Steuerfeder 31 beaufschlagt ist, die sich andererseits ebenfalls an der Wand 24 abstützt. Parallel zur Zylinderbohrung 27 läuft im Stellkolben eine von der einen Stirnseite 18 ausgehende Verbindungsleitung 32, die radial im Bereich der Überdeckung durch den Steuerschieber in die Zylinderbohrung einmündet. Diese Einmündung kann durch einen Ringbund 33 des Steuerschiebers verschlossen werden, wobei dieser Ringbund beidseitig eine erste Ringnut 34 und eine zweite Ringnut 35 begrenzt und in die erste Ringnut 34 über eine Drossel 36 mit dem Steuerraum 30 verbunden ist und die zweite Ringnut 35 über eine axiale Sackbohrung 37 als Druckmittelablauf mit dem Federraum 22 verbunden ist, der wiederum über eine Entlastungsleitung 38 entlastet ist. Die den Ringbund begrenzenden Ringkanten sind Steuerkanten, durch die bei einer Relativverschiebung des Steuerschiebers die Verbindungsleitung 32 entweder über die erste Ringnut 34 mit einem Druckmittelzulauf 39 oder die zweite Ringnut 35 mit dem Federraum 22 verbunden wird. Dabei ist die erste Ringnut 34 ständig in Verbindung mit dem Druckmittelzulauf 39, der von einem Druckspeicherraum 40 mit Druckmittel versorgt wird. Zur Versorgung des Speicherraums dient eine Kraft­ stoffpumpe 41 mit parallel geschaltetem Drucksteuerventil 42, durch die zusammen der Druckspeicherraum in bekannter Weise mit einem Druck versorgt wird, der im wesentlichen drehzahlabhängig mit zunehmender Drehzahl der Kraftstoffein­ spritzpumpe bzw. der zugehörigen Brennkraftmaschine steigt. Dieser Druck herrscht auch ständig im Steuerraum 30 derart, daß der Steuerschieber entsprechend der Änderung dieses Druckes relativ zu seiner Steuerfeder verschoben wird, diese je nachdem komprimiert oder entlastet. Dabei führt der Ring­ bund 33 steuernde Funktionen aus derart, daß bei einer bei steigendem Druck auftretenden Rechtsverschiebung des Steuer­ schiebers der Arbeitsraum 20 mit Druckmittel versorgt wird so lange, bis durch eine nachfolgende Bewegung des Verstell­ kolbens gegen die Kraft der Feder 23 die Verbindungsleitung 32, die zuvor geöffnet wurde, wieder verschlossen wird. Umgekehrt bei einem Sinken des Druckes im Steuerraum 30 wird der Arbeitsraum 20 so lange entlastet, bis die Verbindungs­ leitung wieder verschlossen ist. Der Druck im Steuerraum 30 kann dabei noch durch eine Entlastungsleitung 43, in der ein elektrisch gesteuertes Ventil 44 sitzt, entlastet bzw. modi­ fiziert werden.

Bei bekannten Einrichtung zur Spritzbeginnverstellung tritt das Problem auf, daß über die Rollen 12 beim Antrieb der Pumpenkolben rückwirkende Kräfte auf den Nockenring 8 übertragen werden, die wiederum auf den Spritzverstellkolben 16 weitergeleitet werden derart, daß der Druck im Arbeits­ raum 20 stoßweise erhöht wird im Rahmen der Kompressibilität des dort vorhandenen Kraftstoffs, der hier als Druckmittel dient. Dieser Druck steht dann auch am Ringbund 33 an, über den durch Leckageströme Kraftstoff auch in den Steuerraum 30 gelangen können und dort zu Druckerhöhungen führt, die Rück­ wirkungen auf die Stellung des Steuerschiebers haben. Auch erfolgt regelmäßig bei Verteilerpumpen anderer Bauart mit einem hin- und hergehenden und zugleich rotierend angetriebenen Pumpenkolben die Kraftstoffversorgung aus dem selben Druckspeicherraum 40, aus dem der Steuerdruck für den Steuerraum entnommen wird. Da bei diesen Pumpen der Druckspeicherraum 40 ebenfalls als Kraftstoffversorgungsraum und Entlastungsraum des Hochdruckteils dient, wirken sich hier insbesondere die Absteuervorgänge am Ende des Hochdruckförderhubes nachteilig auf die Konstanz des Steuerdrucks aus. Das führt jeweils zu einem instabilen Verhalten des Spritzverstellkolbens bzw. der gesamten Einrichtung zur Spritzbeginnverstellung.

Bei der Ausgestaltung gemäß der Erfindung steht nun auf der Stirnseite mit der Stirnfläche 29 des Steuerschiebers 28 ein Zapfen 46 vor, der aus der kreisförmigen Stirnfläche des Steuerschiebers bei Stand der Technik nun eine Ringstirnfläche 29 bildet. Der Zapfen ragt durch den Steuerraum 30 hindurch und taucht in eine am Ende der Zylinderbohrung 27 koaxial abgehende Sackbohrung 48 und schließt dort stirnseitig einen Dämpfungsraum 49 ein. Dabei ist der Außendurchmesser des Zapfens und der Innendurchmesser der Sackbohrung so ausgeführt, daß sich zwischen der Wand der Sackbohrung und der Mantelfläche des Zapfens ein Drosselspalt 50 bildet, über den bei einer Verschiebung des Steuerschiebers bzw. des Zapfens 46 in die Sackbohrung 48 hinein Kraftstoff aus dem Dämpfungsraum 49 in den Steuerraum 30 überströmen kann. Das ergibt eine sehr wesentliche Dämpfung der Steuerschieberbewegung derart, daß bei im Steuerraum 30 noch auftretenden Druckschwankungen oder bei sonstigen Kräften auf den Steuerschieber 28 die daraus resultierende Bewegung stark abgebremst, gedämpft oder gar verhindert wird.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem der Spritzbeginnver­ stellung dienenden Spritzverstellkolben (16), der in einem Zylinder (17) einen Arbeitsraum (20) begrenzt, der von einem steuerbaren Druckmittel beaufschlagt ist, das den Spritzverstellkolben entgegen einer Rückstellfeder (23) verstellt und mit einem in einer einseitig geschlossenen Zylinderbohrung (27) des Spritzverstellkolbens (16) in Achsrichtung des Spritzverstellkolbens (16) verschiebbar angeordneten Steuerschiebers (28), der von einem an einer Stirnfläche (29) des Steuerschiebers angreifenden in einem innerhalb der Zylinderbohrung vom Steuerschieber eingeschlossenen Steuerraumes (30) herrschenden Steuerdruck entgegen der Kraft einer Steuerfeder (31), verstellbar ist, und in der Zylinderbohrung (27) mit Steuerkanten einen Druckmittelzulauf (39) in die Zylinderbohrung (27), einen Druckmittelablauf (37) aus der Zylinderbohrung und eine Verbindungsleitung (32) von der Zylinderbohrung (27) zum Arbeitsraum (20) steuert wobei der Druckmittelzulauf über eine Drossel (36) mit den von der Stirnfläche (29) begrenzten Steuerraum (30) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet daß die Stirnfläche als Ringstirnfläche (29) ausgebildet ist, die einen vom Steuerschieber vorstehenden Zapfen (46) umgibt, der in eine sich koaxial an die Zylinderbohrung (27) an deren inneren Ende anschließende Sackbohrung (48) eintaucht unter Bildung eines Drosselspaltes (50) zwischen der Wand der Sackbohrung und der Mantelfläche des Zapfens.