DE19631655A1

DE19631655A1 - Motorabschaltung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19631655A1
Application number: DE19631655A
Authority: DE
Inventors: Guenter Kampichler; Herbert Geier
Original assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-12
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: JP2000515602A; EP0916022B1; EP0916022A1; DE59705902D1; DE19631655C2; US6101997A; WO1998005862A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Einzylinderdieselmotor, mit einer Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur Motorab schaltung eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung vorgesehen ist.

Motorabschaltungen bzw. Motornotabschaltungen sind bereits aus dem Stand der Technik, z. B. für das Betreiben von LKW-Dieselmotoren, bekannt. Derartige Vorrichtungen sind in erster Linie bei selbstzünden den Brennkraftmaschinen notwendig, um den Motor stillzusetzen oder bei Notsituationen den Motor mechanisch oder automatisch abzustellen.

In der Regel wird zum Motorabschalten von selbstzün denden Brennkraftmaschinen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, da hierdurch ein Weiterlaufen effektiv unterbunden werden kann. Dies geschieht in der Regel bei Ein- oder Mehrzylindern im Baumaschinen- und Industriebereich durch den Drehzahlverstellhebel, der die Einspritzpumpe auf Nullförderung stellt, oder durch sog. Kraftstoffabsperrventile. Diese Ventile sind in der Zuleitung zur Einspritzpumpe, möglichst unmittelbar davor, angebracht und unterbrechen die Kraftstoffzufuhr mit dem Nachteil, daß das verblei bende Kraftstoffvolumen zwischen Einspritzpumpe und Ventil verbraucht werden muß und damit der Motor eine gewisse Zeit nachläuft bzw. nachtaktet. Dies ist damit für eine Notabstellung nicht geeignet.

Des weiteren ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß bei kritischen Betriebsbedingungen, z. B. bei Überdrehzahl, die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.

Dies kann, z. B. bei einer elektronischen Einspritz pumpe durch Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr mittels Abschaltung der Kraftstoffeinspritzung erfolgen.

Alle diese Motorabschaltungen sind technisch aufwen dig und daher mit erheblichen Kosten verbunden, besonders dann, wenn eine Freigabe der Startbereit schaft manuelle Arbeiten erfordert und der Ort des Geschehens sich an unzugänglichen Stellen befindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfache und kostengünstige Motorabschaltung bzw. einen schnellen Notstop vorzusehen, die bzw. der außerdem gegenüber Montagetoleranzen unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dabei weist die Kraftstoffeinspritzanlage ein Pumpen element mit Saugbohrung auf, wobei zur Unterbrechung der Kraftstoffversorgung die Saugbohrung am Pumpen element verschließbar ist.

Durch diese Maßnahme werden in überraschend einfacher Weise gleich mehrere Vorteile erzielt. So wird zum einen die Kraftstoffzufuhr kurz vor dem Einspritzpum penelement unterbrochen, was einen sofortigen Motor stop bewirkt, und zum anderen wird ein Nachlaufen und Nachtakten des Motors vermieden, weil kein Schadvolu men verbraucht werden muß. Das Pumpenelement ist direkt im Motorgehäuse an gut zugänglicher Stelle positioniert, was eine Anbringung der Abstelleinrich tung sowohl in manueller als auch in elektrischer Ausführung erleichtert. Des weiteren schreiben EU-Sicherheitsvorschriften eine zweite unabhängige Motorabschaltung vor, was bei zusätzlichem Anbringen der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch abgedeckt ist.

Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß zum Verschließen der einen Ventilsitz bildenden Saugbohrung ein selbstzentrie render Ventilkörper vorgesehen ist.

Dadurch wird auf überraschend einfache Weise gewähr leistet, daß das Saugloch immer sicher dicht verschlossen wird, unabhängig von der exakten Lage, die durch die Einschraubposition der Kraftstoffein spritzpumpe im Gehäuse definiert ist und somit gewissen Montagetoleranzen unterliegt.

Des weiteren sieht die vorliegende Erfindung vor, daß der selbstzentrierende Ventilkörper eine konische oder halbkugelförmige Dichtfläche aufweist.

Diese Formgebung des Ventilkörpers paßt sich in vorteilhafter Weise dem konisch oder halbkugelförmig ausgebildeten Ventilsitz des Sauglochs an.

Des weiteren ist es äußerst vorteilhaft, daß der Ventilkörper an einem flexiblen Stößel angebracht ist.

Dadurch kann ein montagebedingter Versatz zwischen der Achse des Stößels und dem Zentrum der Saugbohrung ausgeglichen werden. Dies erleichtert das Hineinglei ten des Ventilkörpers in den Ventilsitz und gewähr leistet dadurch den sicher dichtenden Sitz des Ventilkörpers.

Außerdem ist es höchst vorteilhaft, daß der flexible Stößel als Federstößel ausgebildet ist.

Dabei kann der Stößel sowohl aus Federstahl oder aus einem flexiblen Kunststoffmaterial oder jedem anderen geeigneten elastischen Material hergestellt sein. Der Ventilkörper selbst kann dann z. B. über einen Schaft mit dem Stößel verbunden werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Ventilkörper federbelastet ist.

Dies ermöglicht zum Beispiel, daß bei einer automa tisch betätigten Notabschaltung der Ventilkörper bei Stromausfall automatisch durch die Federwirkung in die Sauglochbohrung geschoben wird. Diese "Fail-Safe- Funktion" gestaltet das System besonders sicher.

Des weiteren sieht eine erfindungsgemäße Ausführungs form vor, daß die Motorabschaltung manuell betätigbar ist.

Dabei kann der Ventilkörper beispielsweise über einen Bowdenzug in die Verschlußstellung gebracht werden.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, daß die Motorabschaltung automatisch ansteuerbar ist.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Abschaltung automatisch bei Auftreten von Störungen, wie z. B. zu niedrigem Öldruck, überhöhter Zylinderkopftemperatur, Überdrehzahl, usw. Dabei wird die Abschaltung im allgemeinen über eine Regelung erfolgen, bei der ein Signalgeber die Störung anzeigt und die Notabschal tung aktiviert.

Schließlich sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, daß die Saugbohrung durch elektrische Betätigung des Ventilkörpers, z. B. stromlos setzen, verschließbar ist.

Dies kann in der Weise erfolgen, daß der an dem Stößel befindliche Ventilkörper durch eine als Elektromagnet wirkende Spule gegen die Federbelastung zurückgehalten wird und bei Unterbrechung der Strom zufuhr aufgrund der Federbelastung in den Ventilsitz gedrückt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen in Verbindung mit der folgenden Beschrei bung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, wobei die Betätigung der Motorabschal tung elektrisch erfolgt;

Fig. 2 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung, wobei die Motorabschaltung mechanisch erfolgt; und

Fig. 3 eine Detailzeichnung, die den Ventilkörper und die Saugbohrung darstellt.

Fig. 1 zeigt eine "Motorquickstop-" oder Motorab schaltvorrichtung 1, die elektrisch betätigt wird. Des weiteren ist in Fig. 1 die Kraftstoffeinspritz pumpe 2 mit der als Ventilsitz ausgebildeten Saugboh rung 3 gezeigt, die zum Kraftstoffzufuhrkanal 4 hin offen in das Gehäuse 5 eingeschraubt ist. In dem Kraftstoffzufuhrkanal 4 befindet sich der Stößel 6, an dessen vorderen Ende sich der Ventilkörper 7 befindet. Die elektrische Motorabschaltvorrichtung 1 ist über Schrauben 8 an das Gehäuse 5 angeflanscht. Des weiteren wird durch die Dichtung 9 verhindert, daß Kraftstoff aus dem Kraftstoffzufuhrkanal 4 austritt. Die Druckfeder 25 schiebt über den Kern 11 bei Stromabschaltung den Stößel 6 in Richtung der Saugbohrung 3. Des weiteren ist der Kraftstoffrück laufkanal 12 zu erkennen.

Bei Betätigung der Motorabschaltvorrichtung 1 wird im vorliegenden Fall Spannung von der Spule 10 genommen, wodurch die Druckfeder 25 den schwimmenden Kern 11 aus der Spule 10 herausschiebt. Dadurch wird der mit dem Kern 11 verbundene flexible Stößel 6 in Richtung der Saugbohrung 3 verschoben. Dabei ist deutlich zu erkennen, daß die Mittellinie des Stößels 6 und damit die Mittellinie des mit dem Stößel verbundenen Ventilkörpers 7 parallel oberhalb zu der Mittellinie der Saugbohrung 3 verläuft. Durch die halbkugelför mige Ausbildung des Ventilkörpers 7 und die flexible Gestaltung des Stößels 6 zentriert sich der Ventil körper 7 automatisch in dem Ventilsitz der Saugboh rung 3. Bei Anlegen einer Spannung an die Spule 10 wird der Eisenkern 11 in die Spule hineingezogen und damit der Kraftstoffzulauf zum Saugloch 3 des Pumpen elementes freigegeben. Damit ist die Startbereit schaft erreicht.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorlie genden Erfindung. Dabei ist die Motorabschaltvorrich tung 13 mechanisch betätigbar. Die mit der Einspritz pumpe 2 zusammenhängenden Bauelemente sowie die Saugbohrung 3 und der Ventilkörper 7 entsprechen den in Fig. 1 bereits beschriebenen Bauteilen, so daß auf eine erneute Beschreibung dieser Teile verzichtet werden soll. Die Motorabschaltvorrichtung 13 weist den Ventilkörper 7, der mit dem flexiblen Stößel 6 verbunden ist und durch den Führungskörper 14 geführt wird, den Dichtring 15 sowie die Druckplatte 16, die durch Schrauben 17 mit dem Gehäuse 5 verbunden ist, auf. Des weiteren ist der mit dem Stößel 6 verbundene Druckstift 18, der mit einer Ummantelung 19 versehen ist, dargestellt, welcher mit einer Druckfeder 26 in Bereitschaftsposition gehalten wird.

Durch die Betätigung des Druckstifts 18 wird der elastische Stößel 6 mit dem Ventilkörper 7 in Richtung der Saugbohrung 3 verschoben, wobei der Federdruck der Feder 26 überwunden werden muß. Durch Montagetoleranzen und einstellungsbedingt verläuft die Mittellinie des Stößels 6 nicht durch das Zentrum der Bohrung 3. Durch seine halbkugelförmige Ausbil dung zentriert sich der Ventilkörper 7 automatisch in dem konischen Ventilsitz der Saugbohrung 3. Dabei berührt der Ventilkörper 7 zunächst eine Kante des Ventilsitzes der Saugbohrung 3. Durch die konische Formgebung des Ventilsitzes und eine entsprechend reibungsarme Oberflächengüte kann der ebenfalls aus Material mit reibungsarmer Oberflächenbeschaffenheit gefertigte Ventilkörper 7 in den Ventilsitz gleiten. Dabei verformt sich der Stößel 6 elastisch.

Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung des elastischen Stößels 6, der schraubenfederförmig ausgebildet ist und der an seinem einen Ende mit dem Ventilkörper 7 über einen Schaft 20 verbunden ist. Des weiteren zeigt Fig. 3 den Pumpenhals 21 mit der Saugbohrung 3, die einen konischen Ventilsitz 22 aufweist. Außerdem ist eine Leckagebohrung 23 auf der der Saugbohrung 3 gegenüberliegenden Pumpenhalsseite erkennbar.

In Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, daß die Mittelli nie des Stößels 6 zu derjenigen der Saugbohrung 3 versetzt verläuft. Durch die Vorwärtsbewegung des Stößels 6 wird der halbkugelförmige Ventilkörper 7 gegen die Kante des Ventilsitzes 22 gedrückt. Durch die elastische Ausbildung des Stößels 6 läßt dieser eine Verformung zu, so daß ein Fluchten des Ventil körpers 7 in den konischen Ventilsitz 22 möglich wird. Dies ist in strichpunktierten Linien darge stellt. Dabei gibt der Stößel 6 nur soweit nach, daß während der Vorwärtsbewegung ein Selbstzentrieren des Ventilkörpers stattfinden kann. Sobald eine Umfangs linie des Ventilkörpers den Ventilsitz 22 dichtend berührt, wird die Kraftstoffzufuhr in die Kraftstoff einspritzpumpe ohne Nachlaufen des Motors unterbrochen.

Claims

1. Brennkraftmaschine, insbesondere Einzylinderdieselmotor, mit einer Kraftstoffeinspritzanlage, bei welcher zur Motorabschaltung eine Unterbrechung der Kraftstoffversorgung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzanlage ein Pumpenelement mit Saugbohrung (3) aufweist, wobei zur Unterbrechung der Kraftstoffversorgung die Saugbohrung (3) am Pumpenelement verschließbar ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der einen Ventilsitz bildenden Saugbohrung (3) ein selbstzentrierender Ventilkörper (7) vorgesehen ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstzentrierende Ventilkörper (7) eine konische oder halbkugelförmige Dichtfläche aufweist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) an einem flexiblen Stößel (6) angebracht ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Stößel (6) als Federstößel ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (7) federbelastet ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugbohrung (3) durch mechanische Betätigung des Ventilkörpers (7) verschließbar ist.

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorabschaltung automatisch regelbar ist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugbohrung (3) durch elektrische Betätigung des Ventilkörpers (7) verschließbar ist.