DE2028321A1

DE2028321A1 - Kraftstoff-Einspritzpumpe

Info

Publication number: DE2028321A1
Application number: DE19702028321
Authority: DE
Inventors: Mataji Nagasaki Tateishi (Japan). P F02ra 61-16
Original assignee: Mitsubishi Jukogvo K.K., Tokio
Priority date: 1969-06-09
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1970-12-17
Also published as: GB1317913A; DK132464C; DE2028321C2; CH503897A; DK132464B; US3695784A

Description

9, Juni 1970

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha

!Tokio. Japan . 2028321

Kraftstoff "»Einspritzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzpumpe·

Es wurde bereits eine Kraftstoff-Einspritzpumpe vorge« schlagen, die einen in einem Zylinder arbeitenden Kolben bzw» Stößel aufweist _% wobei in der Zylinderwand Sehlitze bzw, öffnungen vorgesehen sind, über welche der Kraftstoff in den Zylinder eingelassen wird· Beim Aufwärts- und Abwärt snub des Kolbens im Zylinder werden diese Schlitze geöffnet und geschlossen· Wenn sich der Kolben am unteren Totpunkt seines Hubs befindet, sind die SehlÄ-ze offen und wird Kraftstoff in den Zylinder eingelassen« Heim Aufwärtshub verdeckt der Kolben die Schlitze und schließt sie und setzt außerdem den im Zylinder befindlichen Kraftstoff unter Druck, so daß der Kraftstoff ein Auslaßventil in die Offenstallung drängt, das durch eine Feder in die Schließstellung vorbelastet ist, und in eine Auslaßkammer eintritt« Der Kolben setzt seinen Aufwärtshub im Zylinder fort, so daß die Schlitze wieder geöffnet werden, wenn die Kolben-Unterkante an ihnen vorbeigelangt ist« Der Kolben weist einen engen, sioh von seiner Oberzur Unterseite erstreckenden Kanal bzw« Durchgang auf, so daß ein !Teil des Kraftstoffs am Kolben vorbeiströmen kann« Wenn die Kraftstoff-Schlitze bzw« -Zulasse offen sind, fließt der Kraftstoff von der Oberseite des Kolbens über den Kanal zum Schlitz und aus dem Zylinder hinaus« Infolgedessen fällt der im Zylinder über dem Kolben herrsehende Druck ab, so daß sieh das Ventil unter der Vorbelastung der Feder schließen kann« Der Kolben kehrt zum unteren Totpunkt seines Hubs zurück, worauf die Arbeitsreihenfolge wiederholt wird«

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Der Kolben kann eine erhabene läse mit spiraliger Unterkante aufweisen. Durch Verdrehen des Kolbens im Zylinder kann der jeweilige Teil der spiraligen Unterkante und mithin der Punkt im Kolbenhub, an welchem der Schlitz öffnet, variiert werden«, Hierdurch kann die bei einem Einspritzvorgang geförderte Kraftstoffmenge variiert werden«

Wenn sich der Kraftstoff-ZuIaS "bzw* «Sehlitz öffnet, beginnt der la der laslaßkaiiaer herrschende Druck abzufal-» len. Sodann durchläuft eiae Druckwelle den Kraftstoff zur Bampenseite der Amslaßtaaiiez¹, ifo diege Druckwelle s-arüek» geworfen wird© Der KaITban bewegt sieh aufwärts und das Ventil öffnet sieh, wieder₉ s© daB d@p Kraftstoff ia eine« raerwinsoiiten selomiärea Binspritzirorgaiig aus äem Zjlin» der in die JLuslaßkaamer

Die vorstellend "besehrieTseae Kraftstoff^Ilinspri.tzpusp© besitzt folgende Nachteiles

1) Die Geschwindigkeits, mit welcher der Kraftstoff aus der luslaÄaAffler über den ia Kolben vorgesehenen Kanal zu dem im Zylinder ausgebildeten Schlitz bzw, Zulaß zurückströmt, d«h« die Rüeksauggeschwindigkeit, kann nicht gesteuert werden« Dies© Rüeksauggeschwindigküit ist im allgemeinen, anfänglich niedrig und schlieBlioh hoch.

2) Die Zeitspanne₉ während welcher die Hüeksauguag er« folgt, kann nicht geregelt werden; sie ist im allgemeinen kürzer als wünschenswerte

3) Die vorgenannte sekundäre Kraftstoffeinspritzung - ■ kann auftreten, insbesoadsre bei mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit erfolgender Einspritsung_e

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4) Wenn die rückzusaugende Kraftstoffmenge groß ist, ist die Rüeksauggeschwindigkeit hoch; dies kann zu vermindertem Druck in der Einspritzanlage führen und Anlaß zu ungleichmäßiger Einspritzung geben_e

Diese Nachteile werden bei einer Kraftstoff—Einspritzpumpe mit einem Kolben, einem Zylinder, einem in der Zylinderwand vorgesehenen Zulaß bzw» Schlitz zum Zulaß von Kraftstoff, einer Auslaßkammer und einem zwischen dem Zylinder und der Auslaßkammer angeordneten Auslaß« ■ ventil, das normalerweise in die Schließstellung gedrängt wird, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß sich die Quersohnittsflache des für den Plüssigkeitsdurchfluß zwischen dem Zylinder und der Austragskammer zur Verfügung stehenden Durchgangs in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils ändert und größer ist, wenn sich das Auslaßventil am oberen Totpunkt seines Hubs befindet. ., -

Durch Schaffung eines Ventils, bei welchem die Querschnitte» fläche des für die Hüssigkeit-Rücisangung sur Verfügung stehenden Durehgangs anfänglich größer ist, wenn sich das Auslaßventil am oberen Totpunkt seines Hubs befindet, kann die Rüeksauggeschwindigkeit anfänglich erhöht werden» Außerdem kann auch die Rucksaug-Zeitspanne verlängert werden. Die Möglichkeit für einen Gaseintritt in die Kraftstoff«Einspritzdüse wird verringert, so daß die erfindungsgemäße Einspritzpumpe bei der Verwendung bei Diesel- und Benzin-Kolbenbrennkraftmaschinen besondere Vorteile besitzt.

Im folgenden sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigens

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Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil einer bisherigen Konstruktion einer Kraftstoff-Einspritzpumpe, in welchem der Zylinder zur Darstellung
des Kolbens und bestimmter Teile des Auslaßventils weggeschnitten ist,

!ig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil einer Einspritzpumpe mit den Merkmalen der Erfindung»

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Teil einer abgewandelten erfindungsgemäßen Einspritzpumpe,

Fig. 4 eine Darstellung der Änderung der Querschnittsfläche zwischen der Auslaßkammer und dem Zylinder in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils bei der Einspritzpumpe gemäß Pig. 3>

Fig, 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung des Verhältnisses zwischen Querschnittfläehe und Hubhöhe des Auslaßventils bei den Einspritzpumpen gemäß den Fig. 2 und 3 und

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Verhältnisses von Rücksauggeschwindigkeit und Auslaßventil-Hubhöhe in Abhängigkeit von der Zeit, gemessen von der
Beendigung der Pumpen-Förderung.

Bei einer in Fig. 1 dargestellten bisherigen Konstruktion einer Kraftstoff-Einspritzpumpe ist ein Kolben 2 in einem Zylinder 1 geführt, in dessen Wand ein Zulaß bzw« Schlitz vorgesehen ist, der verschlossen ist, wenn sich der Kolben 2 in der dargestellten Stellung befindet. Der Kolben weist eine erhabene Nase mit einer spiralig verlaufenden Unterkante 21 sowie einen engen Kanal auf, der duroh eine

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sich von der Ober- zur Unterseite des Kolben erstreckende Nut 28 gebildet wird. Im Ende des Zylinders 1 ist eine metallene Führung 4 vorgesehen, die ein an einem Auslaßventil 5 befestigtes Führungsglied 7 aufnimmt· Das Auslaßventil 5 weist einen Rücksaug-Kragenteil 6 auf und wird durch eine Feder 8 in eine Schließstellung gedrängt, in welcher es den Kraftstoffdurchgang zwischen der Kammer 23 oberhalb des Kolbens 2 und einer Auslaßkammer 22 verschließt.

Wenn sich der Kolben aus der dargestellten Stellung weiter aufwärts bewegt, gelangt die ^Kante 21 über den Schlitz 3, der infolgedessen geöffnet wird. Kraft-· stoff aus der Auslaßkammer 22 strömt abwärts über den Durchgang in der Führung 4, durch die im Kolben 2 vorgesehene Nut 28 und über den Sohlitz 3 nach außen, bis dieser Rückstrom dadurch unterbrochen wird, daß der Rüoksaug-Kragenteil 6 des Ventils 5 mit der Oberseite der Führung 4 in Berührung gelangt, so daß das Auslaßventil 5 geschlossen wird·

Gemäß Fig» 2, in welcher den Teilen von Fig» 1 entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind, trägt ein Rückschlagventil-Sitz 9 ein Rückschlagventil 10, das durch eine Feder 13 in die Schließstellung gedrängt wird· Zwischen der dl· Führung 4 durchsetzenden Bohrung und einem Ringkanal 12 sind Rüoksaug-Überlauföffnungen 11 vorgesehen, die mit der Kammer 23 kommunizieren· Dies· Überlauföffnungen 11 sind unter verschiedenen Winkeln gegenüber der die Führung 4 durchsetzenden Bohrung gebohrt und besitzen verschiedene Durohmesser· Wenn die Einspritzpumpe im Betrieb ihren Förderhub beendet, tritt ein Rüoksaugen von Kraftstoff aus der Kammer

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in die Kammer 23 auf, ähnlich wie dies beim Ventil gemäß Fig. 1 der Fall ist. Das Rückschlagventil 10 versohließt jedoch die die Führung 4 durchsetzende Bohrung, so daß der Kraftstoff über die Überlauföffnungen und den Ringkanal 12 strömt· Sobald das Rücksaugen bzw. der Rücklauf auftritt, schließt auch das Auslaßventil 5, und wenn der Rüoksaug-Kragen 6 an der Führung 4 anstößt, ist der Durchfluß von der Kammer 22 zur Kammer 23 unterbrochen· Bei der Abwärtsbewegung schließt das Auslaßventil 5 nach«· einander die Oberlauf Öffnungen 11, und wenn das Auslaß-« ventil an seinem Sitz anliegt, ist nur noch die unterste Überlauföffnung 11 offen· Die Querschnittsfläche des für den Flüssigkeitsstrom von der Kammer 22 zur Kammer 23 verfügbaren Durchgangs verkleinert sich mithin mit abnehmender Hubhöhe des Auslaßventils 5. Dieser Zustand .ist durch die gestrichelte Linie in Fig» 5 angedeutet, welche die stufenweise Änderung der Querschnittsfläche darstellt« Diese Änderung der Querschnittsfläche beeinflußt die Geschwindigkeit des Abwärtshube des Auslaßventils 5 und läßt die Rücksauggesohwindigkeit anfänglich nicht zu niedrig und am Ende nicht zu hoch, werden und verlängert außerdem die Rücksaugzeitspanne·

Die im Vergleich zur herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzpumpe erreichte Verbesserung ist in Fig· 6 veranschaulicht· Wie durch die Kurve V_go angedeutet, nimmt die Rüoksauggesohwindigkeit bei der herkömmlichen Pumpe mit der Zeit zu« Die Rücksaugeschwindigkeit der Einspritzpumpe gemäß Fig. 2 ändert sich, wie durch die Kurve V_gN angedeutet, in Abhängigkeit von der Zeit, wobei die Hücksaugzeitspanne verlängert wird· Die Kurven h_aa und Y__e zeigen die Hubhöhe

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des Auslaßventils und die Rüoksauggesohwindigkeit einer ähnllohen Pumpe wie diejenige gemäß Fig« 2, aber mit hur einer Überlauföffnung· In diesem Fall wird die Rücksaug-

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Zeitspanne verlängert, doch kann die Rücksauggeschwindigkeit nicht in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils oder der Zeitspanne nach Beendigung des Pumpen-Förderhubs geregelt werden«,

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die für die Rücksaugung bzw» den Rück·* fluß zur Verfügung stehende Querschnittsfläche mittels eines konischen Abschnitts 25 am Führungsglied 7 variiert wird, welcher eine Durchgangsbohrung 27 in einem zwischen den Zylinder 1 und die Führung 4· eingefügten Bohrungs-Teil 26 verschließt. Diese Ausführungsform der Einspritzpumpe gewährleistet gegenüber derjenigen gemäß Fig« 2 einige Vorteile; die Änderung der Querschnittsfläche in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils 5 ist in Fig. 5 als ausgezogene Linie dargestellt« Fig„ 4 veranschaulicht den konischen Abschnitt 25 in drei Stellungen zur Darstellung der Änderung der Querschnittsfläche in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils 5.

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Claims

Pat e η t a η s ρ r Ü ο h e

Kraftstoff-Einspritzpumpe mit einem Kolben, einem Zylinder, einem in der Zylinderwand vorgesehenen Zulaß bzw. Schlitz zum Zuläß von Kraftstoff, einer Auslaßkammer und einem zwischen dem Zylinder und der Auslaßkammer angeordneten Auslaßventil, das normalerweise in die Schließstellung gedrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Quersohnittsflache des für den Flüssigkeitsdurchfluß zwischen tem Zylinder (.1) und der Austragskammer (22) zur Verfügung stehenden Durchgangs in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils (5) ändert und größer ist, wenn sich das Auslaßventil am oberen (Totpunkt seines Hubs befindet.

2« Einspritzpumpe naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslaßkammer (22) und dem Zylinder (1) ein oder mehrere Überlaufpfade (z.B. 11, 12) vorgesehen sind, wobei das Auslaßventil (5) bei seiner Abwärtsbewegung vom oberen Totpunkt seines Hubs nacheinander die Überlaufpfade schließt.

3· Einspritzpumpe naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (5) mit einem konischen Abschnitt (25) zur Änderung der Querschnittsflacht des für den Flüssigice it sfluß zur Verfügung stehenden Strömungspfads in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils versehen ist.

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4» Einspritzpumpe mit einem Auslaßventil, das einen Rücksaug-Kragenteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe derart ausgelegt ist, daß die Querschnittsflache des Kraftstoff«Strömungspfads (z.B. 11) in Abhängigkeit von der Hubhöhe des Auslaßventils (5) unter Festlegung eines Überlaufpfads zwischen einer Auslaßventil-Kammer und einer Kolben-Kammer änderbar ist«

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