DE2053882A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe mit Verteiler für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

29. Okt.1970 Su/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmu st erhi If sanmel dung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart Kraftstoffeinspritzpumpe mit Verteiler für mehrzylindrige

Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit Verteiler für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit Änderung der geförderten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von I der Drehzahl durch Unterbrechen der Puiapenförderung mindestens bei Erreichen der Maximaldrehzahl infolge Aufsteuerns eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraums während des Förderhubs des durch einen Mehrfachnocken angetriebenen Pumpenkolbens mittels eines hin- und hergehenden Regelgliedes, das durch die Druckflüssigkeit einer synchron mit der Hauptpumpe angetriebenen Hilfspumpe im Sinne seines Hingangs angetrieben wird und während seines durch eine Rückstellkraft

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bewirkten Rückgangs dadurch gebremst wird, daß es wenigstens einen Teil der Flüssigkeit, die seinen Hingang verursacht hat, durch einen eine Regeldrossel enthaltenen Drosselkanal hindurehpressen muß, so daß bei einem bestimmten Drosselquerschnitt und Erreichen einer bestimmten Drehzahl das Regelglied infolge Eintretens des sogenannten flüssigen Anschlags nicht mehr in seine Ausgangslage an einen festen Anschlag zurückläuft.

Mit derartigen Kraftstoffeinspritzpumpe^ werden im allgemeinen Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff versorgt, bei denen die Kraftstofförderung in gleichen Abständen erfolgen muß. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (siehe deutsche Patentschrift 1 2?3 905) ist die Anzahl der von der Einspritzpumpe während einer Umdrehung des Verteilers ausgeführten Druckhübe ein ganzes Vielfaches der Anzahl der Druckhübe, die zur Versorgung der Motorzylinder notwendig wären, wobei der Kraftstoff der überzähligen Druckhübe über Kanäi
geleitet wird.

hübe über Kanäle,j Verteilerglied in einen Aufnahmeraum ab-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Kraftstoffeinspritzpumpe derart weiterzuentwiekeln, daß auch Brennkraftmaschinen mit Kraftstoff versorgt werden können, bei denen die Abstände zwischen den Einspritzhüben ungleich sind, wie. es beispielsweise bei einem V-Motor der Fall ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine derartige Ausbildung des Mehrfachnockens, daß die Förderhübe gemäß der zu versorgenden Brennkraftmaschine in mindestens teilweise ungleich längen Abständen erfolgen und der Pumpenkolben der Hilfspumpe Jeweils für die Dauer, die langer als der kürzeste Förderhub ist, im Bereich einer seiner Endstellungen verharrt. ■ -3>-

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Dieses Verharren in einer der Endstellungen ist deshalb erforderlich, v;eil der Rcgelschieber sonst seinen Regelhub ausführen könnte und damit der für die Regelung wichtige flüssige Anschlag je nach Abstand zum nächsten Druckhub ungewüiischt ungleich sein würde. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verharrt der Pumpenkolben der Hilfspunpe in seiner Druckhubendstellung, wobei der Rückgang des Regelglieds erst mit Beginn des Rückhubs des Pumpenkolbens der Hilfspumpe beginnt oder der Rückgang des Regelgliedes nach Aufsteuern des den Pumpenarbeitsraum ^

der Hilfspumpe mit der ihn versorgenden Flüssigkeitsquelle beginnt.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Drosselkanal durch ein synchron mit dem Pumpenkolben "betätigtes Steuerglied gegen Ende des Rückhubs des Pumpenkolbens der Hilfspumpe gesperrt,wobei der Drosselkanal während, des Rückhubs des Pumpenkolbens der Hilfspumpe gesperrt und nach. Beginn des Druckhubs entsprechend wieder geöffnet wird oder der Pumpenkolben in an sich bekannter V/eise gleichzeitig als Verteiler dient und zur Steuerung des Drosselkanals mit Längsnuten ausgestattet ist.

Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Fig. 2 ein Diagramm, das den Hub des Regelgliedes bzw. des Pumpenkolbens über dem Drehwinkel des Kolbenantriebsnockens für einen V-Motor darstellt,

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Fig. 3 und 4 das zweite und dritte Ausführungsbeispiel insoweit diese Beispiele gegenüber dem ersten Ausführungsbei spiel geändert sind,

Fig. 5 ein Diagramm, das dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm entspricht und das zweite und dritte Ausführungsbeispiel betrifft.

Ein Kolben 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in einen Zylinder 2 mit Pumpenarbeitsraum 3· Der als Verteiler ausgebildete Kolben 1 versorgt nacheinander mehrere Zylinder eines Hehrzylindermotors. Dieser Kolben wird in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt und erfährt gleichzeitig eine Drehbewegung um seine Achse.

Bei jedem Saughub des Kolbens 1 erfolgt die Versorgung des Arbeitsraumes 3 aus einem Saugraum 5 über eine Versorgungsbohrung 6 und dann über eine der Längsnuten 7i eine Ringnut 8 und eine Axialbohrung 9, die durch eine Querbohrung 10 mit der Ringnut 8 verbunden ist.

Der Kolben 1 fördert über eine Verteilerlängsnut 11 und einen der Förderkanäle 12, die von dem Zylinder 2 abzweigen. Die Verteilerlängsnut 11 befindet sich, wie die Längsnuten , 7, auf dem Außenmantel des Kolbens 1 und endet an dessen Stirnfläche. Die Förderkanäle 12, von denen nur einer dargestellt ist, sind auf dem Umfang des Zylinders verteilt, und ihre Anzahl ist gleich der Anzahl der Längsnuten 7 bzw. der Zylinder des Motors, der von der Pumpe versorgt wird.

Während jedes einzelnen Förderhubs dee Kolbens 1 ist einer der Förderkanäle 12 mit dem Arbeitsraum 3 verbunden. Der

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Kolben 1 führt bei einer Umdrehung so viel Förderhübe aus, wie Förderkanale 12 vorhanden sind, und verbindet dabei diese Kanäle nacheinander mit dem Arbeitsraum 3· In jeden Förderkanal 12 ist ein Rückschlagventil 1J eingebaut, welches verhindert, daß Kraftstoff, der zu den nicht dargestellten, am Motor befindlichen Einspritzventilen verdrängt wurde, zurückströmt.

Die Mengenregelung der Pumpe erfolgt mit Hilfe eines Regel- μ glieds 14, das nun Regelschieber genannt wird. Dieser Regelschieber 14 ist zwischen einen in den Arbeitsraum J mündenden Überströmkanalabschnitt 15a und einen in den Saugraum 5 mündenden überströmkanalabschnitt 15b geschaltet und steuert deren Verbindung. Ist diese Verbindung hergestellt, so ist die Förderung des Kraftstoffs durch den Kanal 12 zu dem Einspritzventil unterbrochen.

Zur Steuerung dieser Verbindung durch den Regelschieber münden die Kanäle 15a und 15b in einen Zylinder 16, in welchem der Regelschieber 14- arbeitet. Dieser hat eine Ringnut 17j die stets mit dem Überströmkanalabschnitt 15a in Verbindung steht, in Ruhelage des Regel Schiebers (Fig.1) | aber von' dem Überströmkanalabschnitt 15b getrennt ist.

Ein im Durchmesser größerer Abschnitt des Kolbens 1 bildet den Kolben 18 einer Hilfspumpe. Dieser Kolben 18 arbeitet in einem Zylinder 19. Die von dem Kolben 18 verdrängte Flüssigkeit verschiebt den Regelschieber 14 im Sinne seines Hingangs. In die Stirnseite des Kolbens 18 münden Längsnuten 20, die sich auf der Mantelfläche des Kolbens 18 befinden und

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in gleicher Anzahl wie die Längsnuten 7 vorhanden sind, über eine Bohrung 21 strömt gegen Ende des Saughubs der Pumpe Kraftstoff aus dem Saugraum 5 in den Arbeitsraum der Hilfspumpe 18,19.

Der Kolben 18 verdrängt während seines mit dem Kolben 1 gleichzeitig stattfindenden Förderhubs Kraftstoff über einen Kanal 22, in dem ein Rückschlagventil 23 angeordnet ist, in den Zylinder 16 vor den Regelschieber 14.

Wenn der Regelschieber 14 durch diesen Kraftstoff aus seiner Ruhelage geschoben wird, verbindet er kurz vor Ende seines möglichen Weges die Überströmkanalabschnitte 15a und 15b. Die Ruhelage des RegelSchiebers wird durch einen Flansch 24 bestimmt, der sich dabei am Pumpengehäuse abstützt. Bei seinem Rückgang verdrängt der Regelschieber, durch eine Rückstellfeder 25 angetrieben, mindestens einen Teil der Flüssigkeit,-die seinen Hingang bewirkt hat, über einen Kanal 26zurück in den Zylinder 19 der Hilfspumpe. In diesem Kanal 26 ist eine verstellbare Drossel 27 eingebaut. Während des Rückgangs des Regel Schiebers 14 ist der Kanal 22 durch noch näher zu beschreibende Mittel geschlossen, so daß die ge-^ samte verdrängte Flüssigkeit über die Drossel 27 strömen muß, wodurch die Rückgangsgeschwindigkeit des RegelSchiebers 14 gebremst wird.

Oberhalb einer durch den Querschnitt der Regeldrossel 27 bestimmten Drehzahl der Pumpe beginnt der Druckhub der Hilfspumpe bevor der Regelschieber 14 in seine Ausgangslage zurücklaufen konnte. Infolge des dabei auftretenden, sogenannten flüssigen Anschlags für den Regelschieber 14 beginnt dieser seinen Hingang in einer anderen Ausgangslage, wodurch die

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!■berströmkanalabschnitte 15a und ^AVjc> im Laufe des Verdrängungshubs zu einen früheren Zeitpunkt miteinander verbunden v/erden. Hierdiirch \\^rird eine Verringerung der Einrpritzmeiige erreicht und infolgedessen auch die Drehzahl des von der Einspritzpumpe versorgten Kotors vermindert.

Eine Entlastungsbohrung 28 verbindet den Zylinder 16 des Kegelschi obers 14 mit dem Saugraum 5· Diese Entlastungsbohrung 28 ist beim normalen Arbeiten des Regel Schiebers 14 durch Aiesen geschlossen. Sie bestimmt als Sicherheitsbohrung die äußerste Lage, die der Regelschieber 14 beim Hingang erreichen kann, vrenn bereits durch Öffnen des Überströmkanal s 15a,15b ein Iidnimum an Einspritzmenge erreicht ist oder keine Einspritzung mehr stattfindet.

Während des Saughubs der Pumpenkolben 1,18 ist der Kanal durch das Rückschlagventil 23 gesperrt und außerdem stehen die in den Fumpenarbeitsraum mündenden Längsnuten in keiner Verbindung mit dem Kanal 22.

Die Pumpenkolben 1,18 werden durch eine Welle 30 angetrieben, die wiederum durch den Iiotor getrieben im allgemeinen mit halber Kockenv.'ellendrehzahl umläuft. Um die Kolben 1 und 18 für ihre Drehung anzutreiben, ist die Welle 30 an ihrem einen Ende 3"¹ abgeflacht. Dieses abgeflachte Ende 3^ greift als Drehkupplung in eine Quernut 32 eines koaxial an den Kolben 1 und 18 angeordneten Wellenεtutζen 33· Auf diese V/eise können die Kolben 1,18 bei kraftschlüssiger Drehkupplung bezüglich der Welle 30 eine hin- und hergehende Bewegung ausführen. Die hin- und hergehende Bewegung wird durch einen Nockenring 35 bewirkt, der die Kolben gegen eine Feder 36 betätigt. Am Wellenstutzen 33 ist hierfür

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ein dreiarmiger Träger 37 angeordnet, an dessen Enden drei Bollen 38 um 120 versetzt gelagert sind, die auf einer Axialctirnflaehe 39 des Nockenrings 35 rollen. Je nachdem, in welcher Folge die Nockenerhebungen aufeinanderfolgen, werden die Pumpenkolben für ihren Vorhub angetrieben. Der Nockenring 35 ist gegen Verdrehen durch einen Stift 40 ge si ch ert.

Erfindungsgemäß erfolgen die Einspritzungen bei den beschriebenen Pumpen in ungleichen Abständen. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt bei einer Umdrehung der Welle. 30 je eine Einspritzung in den Drehwinkelabständen α = 45°,75°,45°,75°,45° und 75°. Es sind also sich wiederholende Einspritzperioden von jeweils α = 120° Drehwinkel. In Fig.2 sind zum besseren Verständnis zwei Diagramme übereinander dargestellt, von denen im oberen Diagramm der Weg s™ des Regelschiebers (Ordinate) über dem Drehwinkel α (Abszisse) der Welle 30 dargestellt ist und im unteren Diagramm der Kolbenhub Sy des Pumpenkolbens 1,18 (Ordinate) ebenfalls über dem Drehwinkela(Abszisse), wobei die Kurve des unteren Diagramms dem Verlauf der Stirnfläche 39 des Ringnockens 35 entspricht. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, bleibt der Pumpenkolben 1,18 in den Spritzpausen in seiner Druckhubendstellung. In dieser Stellung kann kein Kraftstoff aus dem Zylinder 16 und dem Kanal 26 über die Drossel 27 zurück in den Arbeitsraum der Hilfspumpe 18,19 strömen, da dieser durch den Pumpenkolben 13 gesperrt ist. Vor Beginn des nächsten Druckhubs gelangt dann der Kolben 1,18 aufgrund der Nockenform in seine Ausgangslage (Saughubendstellung),wobei der Regelschieber 14 je nach Drosselquerschnitt 27 mehr oder

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weniger in seine Ausgangslage gelangt.

Im Gegensatz hierzu wird bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 der Kanal 26 gegen Ende des Saughubs des Pumpenkolbens 1,18 gesperrt, und zwar durch den Kolben 1. Bei dem Beispiel nach Fig. 3 erfolgt dieses Schließen des Kanals 26 durch eine Hubsteuerung, bei dem Beispiel nach Fig. 4 durch eine Drehsteuerung. Bei der Hubsteuerung (Fig.3) ist'-am Kolben 1 eine Eindrehung 42 vorgesehen,wodurch eine Steuerkante 43 entsteht, welche die Mündung des Kanals 26 in ™ den Pumpenarbeitsraum der Hilfspumpe steuert.

Bei der Drehsteuerung (Fig. 4) sind auf der Mantelfläche des Kolbens 1 Längsnuten 45 vorgesehen, die gegen Ende des Rückhubs des Pumpenko'lbens 1 von der Mündung des Kanals getrennt werden, wodurch diese abgesperrt wird.

Wie aus dem in Fig. 5 dargestellten Diagramm ersichtlich, ist die Stirnfläche 39 des Nockens 35(unteres Diagramm) bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4 derart ausgebildet, daß in den Spritzpausen der Pumpenkolben 1,18 in seiner Ausgangslage bleibt (Saughubende). Hierdurch kann der Regelschie- ä ber 14 nur solange zurücklaufen (oberes Diagramm), bis aufgrund der Hubsteuerung bzw. der Drehsteuerung des Kanals dieser gegen Ende des Rückhubs gesperrt wird und erst wieder nach Beginn des Druckhubs durch den Pumpenkolben 1 aufge- steuert wird und dabei den sogenannten flüssigen Anschlag bewirkt. Die obere Kennlinie zeigt den Regelschieberverlauf mit flüssigem Anschlag.

Die beschriebenen Beispiele eignen sich für einen Sechszylinder-V-Motor mit 90°-V-Vinkel. - _₁₀_

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Claims (7)

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   Ansprüche

   f1 A Kraftstoffeinspritzpumpe mit Verteiler für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit Änderung der geförderten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl durch Unterbrechen der Pumpenförderung mindestens bei Erreichen der Maximaldrehzahl infolge Aufsteuerns eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraums während des Förderhubs des durch einen Hehrfachnocken angetriebenen Pumpenkolbens mittels eines hin- und hergehenden Regelgliedes, das durch die Druckflüssigkeit einer synchron mit der Hauptpumpe angetriebenen Hilfspumpe im Sinne seines Hingangs angetrieben wird und während seines durch eine Rückstellkraft bewirkten Rückgangs dadurch gebremst wird, daß es wenigstens einen Teil der Flüssigkeit, die seinen Hingang verursacht hat, durch einen eine Regeldrossel enthaltenen Drosselkanal hindurchpressen muß, so daß bei einem bestimmten Drosselquerschnitt und Erreichen einer bestimmten Drehzahl das Regelglied infolge Eintretens des sogenannten flüssigen Anschlags nicht mehr in seine Ausgangslage an einen festen Anschlag zurückläuft, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Mehrfachnockens (4), daß die Förderhübe gemäß der zu versorgenden Brennkraftmaschine in mindestens teilweise ungleich langen Abständen erfolgen und der Pumpenkolben (18) der Hilfspumpe jeweils für die Dauer, die länger als der kürzeste Förderhub ist,im Bereich einer seiner Endstellungen

   verharrt. 209820/0223 -¹*äd original'

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2. 2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (18) der Hilfspumpe (18,19) in seiner JDruckhubendstellung verharrt (Fig-1 und 2).
3. 3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückgang des Regelglieds (14) erst mit Besinn des Rückhubs des Pumpenkolbens (18) der Hilfspumpe (18,19) beginnt.
4. 4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückgang des Regelgliedes (14) nach Aufsteuern des den Pumpenarbeitsraum der Hilfspumpe (18,19) mit der ihn versorgenden Flüssigkeitsquelle (5,21) beginnt,
5. 5. Kraftsto ff ein spritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (26) durch ein synchron mit dem Pumpenkolben betätigtes Steuerglied (18) gegen Bade des Rückhubs des Pumpenkolbens (18) der Hilfspumpe (18,19) gesperrt wird (Fig. 3,4-,5).

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6. 6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (26) während des Rückhubs des Pumpenkolbens (18) der Hilfspumpe (18,19) gesperrt und nach Beginn des Druckhubs entsprechend wieder geöffnet wird.
7. 7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekenn-.zeichnet, daß der Pumpenkolben (18) in an sich bekannter Weise gleichzeitig als Verteiler dient und'zur Steuerung des Drosselkanals (26) mit Längsnuten (45) ausgestattet ist.

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