DE2255350A1

DE2255350A1 - Kraftstoff-einspritzpumpe fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2255350A1
Application number: DE2255350A
Authority: DE
Inventors: Aladar O Simko
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1971-11-15
Filing date: 1972-11-11
Publication date: 1973-05-24
Also published as: JPS4858218A; GB1368526A; JPS5214807B2; US3741685A; CA972644A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing.W.Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing.B.Jochem

6 Frankfurt am Main, Freiherr-vom-Stein-Str.18

Anmelderin: Ford-Werke Aktiengesellschaft 5000 Köln 21, Ottoplatz 2

Kraftstoff-Einspritzpumpe für Verbrennungsmotoren.

Die Erfindung betrifft eineKpaftatoffeinspritzpumpe für Verbrennungsmotoren mit mehreren Zylindern, bestehend aus einer deren Zahl entsprechenden Anzahl vom Motor angetriebener Kolbenpumpen, deren Kraftstofförderung zu den jeweils zugehörigen Zylindern mittels,, einer Steuervorrichtung veränderbar ist.

In der US-PS 3 319 568 ist eine Kraftstoff-Einspritzpumpe beschrieben, welche bei Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung, insbesondere Kraftfahrzeug-Kolbenmotoren, Verwendung finden kann. Die Einspritzpumpe besteht aus einer Mehrzahl einzelner Kolbenpumpen. Die am einen Ende der letzteren ansetzenden Auslaßkanäle führen jeweils zu einem Abgabeventil, welches mit einer Einspritzdüse am zugehörigen Zylinder des Verbrennungsmotors in Verbindung steht. Der einäl Seite der Kolbenpumpen wird Kraftstoff unter Druck zugeführt. Als Antrieb für die Kolben dient eine mit einer Schrägfläche ausgebildete, angetriebene Scheibe. Die Menge des den Pumpenzylindern zuge·^ führten Kraftstoffs wird mittels eines drehbaren Zumessventils mit einem Schraubengang auf dem Ventilkörper gesteuert. .Dieses Zumessventil wird durch die Antriebswelle der Pumpe rotierend

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angetrieben, welche ihrerseits mit dem Motor antriebsmäßig verbunden ist. Mittels einer äußeren Steuervorrichtung, zum Beispiel eines mit dem Gaspedal des Kraftfahrzeugs verbundenen Gestänges, läßt sich der Schraubengang mit Bezug auf seine Drehachse axial verstellen. Somit hängt die Menge des von Jeder Kolbenpumpe geförderten Kraftstoffs, der dem zugehörigen Zylinder zugeleitet wird, von der Stellung des Gaspedals des Fahrzeugs ab. Zusätzlich ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche die Kraftstoff menge und den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Einspritzpumpe dahingehend zu verbessern, daß bei bestimmten Betriebszuständen des Motors der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemission verringert werden.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einzelne Kolbenpumpen in Abhängigkeit von einer bestimmten Stellung der Steuervorrichtung stillsetzbar sind.

Einzelne der Kolbenpumpen werden vorzugsweise im Leerlauf oder bei geringer Belastung stillgesetzt, und zwar in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die zu jedem zweiten Zylinder des Motors gehörenden Kolbenpumpen. Es wurde fest·-· gestellt, daß diese zeitweilige Herabsetzung der Zahl der arbeitenden Zylinder des Motors je nach den individuellen Eahrbedingungen eines Kraftfahrzeugs dessen Treibstoffverbrauch um mehrere Prozent senken kann. Demgegenüber tritt der Nachteil, daß der Motor mit der verminderten Zahl Zylinder nicht mehr so rund läuft wie normal, zurück, zumal dem von der* Konstruktion her, zum Beispiel mittels einer weicheren Motoraufhängung und einem schwereren Schwungrad entgegengewirkt werden kann.

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In weiterer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Kolben der einzelnen Kolbenpumpen dadurch stillgesetzt, daß eine Klinke, oder dergleichen in eine Nut, Einsenkung oder dergleichen im Kolben eingreift. Vorzugsweise läßt man ein# Kugel in eine Ringnut des Pumpenkolbens eingreifen, wobei die Kugel eine Sperr- und eine neutrale Stellung- einnehmen kann und durch ein Steuerorgan , zum Beispiel in Form eines Kolbens, bewegt wird, welcher durch Motorenöl unter Druck umgestellt wird, wenn der Motor im Leerlauf oder bei nur geringer Belastung arbeitet.

Der als Steuerorgan für die Kugel dienende Kolben kann zum Beispiel mittels eines Elektromagnetventils umgesteuert werden, welches eine Druckölleitung zu einem Ende des Kolbens verschließt bzw. freigibt, so daß im letzteren Falle der Kolben in eine Stellung verschoben wird, in welcher er die Kugel in Eingriff mit einer Einsenkung oder Nut im Pumpenkolben drückt. .Das Elektromagnetventil wird dabei zweckmäßigerweise von der Fahrzeugbatterie her erregt und geschaltet, wenn sich das Gaspedal in der Leerlaufstellung oder in einer Stel- lung für Fahrt bei geringer Belastung, zum Beispiel mit einer Geschwindigkeit von weniger als 65 km/h unter normaler Last befindet. -

Die Herabsetzung der Zahl der arbeitenden Zylinder des Motors bedeutet gleichzeitig eine Verringerung der Erzeugung schädlicher Abgase.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. ,

Es zeigen:

Fig. 1 Eine Vorderansicht einer Kraftstoff-Einspritzpumpe ßomüß der Erfindung,

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Fig. 2 · einen senkrechten Querschnitt durch die Einspritzpumpe nach Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Einspritzpumpe nach Fig. 2,

Fig. 4· eine Darstellung betreffend eine Zumesseinrichtung an der Einspritzpumpe nach Fig. 1 bis 3_f

Fig. 5 einen Teillängsschnitt durch eine einzelne Kolbenpumpe der Einspritzpumpe mit zugehöriger Vorrichtung zum Stillsetzen,

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 5 bei einer anderen Stellung der Einzelteile,

Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum Umsteuern der Vorrichtung zum Stillsetzen der Kolbenpumpe nach Fig. 5 und 6,

Fig. 8 eine schematische Darstellung ähnlich Fig. 3 eines abgewandelten Ausführungsbeispiels.

3In allen Zeichnungsfiguren sind die wiederkehrenden Einzelheiten mit denselben Bezugszeichen versehen. Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen.

Die dort dargestellte Kraftstoff-Einspritzpumpe hat ein Gehäuse 10, welches mehrere einzelne Kolbenpumpen und deren Antriebsmechanismus aufnimmt. Das Gehäuse 10 hat eine Anzahl Kraftstoff-Auslässe 11, die jeweils über einen Schlauch mit einer Einspritzdüse an einem der Zylinder des Verbrennungsmotors verbunden werden können.

Am Gehäuse 10 ist ein Fenster 12 angebracht, um den Einspritz-

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Zeitpunkt einstellen zu können. Außerdem ist ein Fenster 14· zu einem inneren ölvorrat vorgesehen, durch welches sich Gasblasen usw. im öl beobachten lassen,, um den öldampf abzuschätzen. Ein äußerer Hebel 16 bildet einen Teil eines mit dem Gaspedal eines Kraftfahrzeugs verbundenen Gestänges , und seine Stellung steuert zum Teil die Treibstofförderung durch die Auslaßkanäle 11. ·

Wie die detailliertere Darstellung nach Fig. 2 ergibt, ist das Gehäuse 10 aus mehreren miteinander yerschraubten oder in anderer Weise verbundenen Teilen zusammengesetzt,;;= Dazu gehört ein Deckel 20, ein hohles oberes Gehäuseteil 22, welches einen Fliehkraftregeier aufnimmt_s ein mittleres Gehäuseteil 26, in dem sich mehrere einzelne Kolbenpumpen und ein dienen vorgelagertes Einlaß- oder Zumosavontil befindet, sowie schließlich ein Gehäuseunterteil,28_s welches eine Antriebswelle und eine Antriebsscheibe für die Kolbenpumpen enthält.

Das Gehäuseunterteil 28 ist mit einer zentralen Bohrung 30 versehen, in welcher mittels einer Lagerbüchse 33 ©ine Antriebswelle 32 gelagert ist. Die letztere ist als Hohlwelle ausgebildet und einstückig mit einer ansich bekannten Antriebsscheibe 34· mit einer schrägen Oberfläche 36 verbunden. Die Antriebsscheibe 34- wird durch ein Axiallager 40 abgestützt.

. In mehreren als Pumpenzylinder dienenden Bohrungen 52 sitzt jeweils axial verschieblich ein Kolben 5O₉ der mit seinem unteren Ende 53 auf der schrägen Oberfläche 36 der Antriebsscheibe 34· aufliegt.Im oberen Ende der Pumpenzylinder münden •Querkanäle 56 und 58. Die Anzahl der Kolbenpumpen 50, 52 entspricht der Zahl der Zylinder des Ilotors. Die Kanäle 56 dienen ,jov/oils als Auslaßkanal und führen zu einem ,jeder einzelnen Kolbenpumpe 50,52 zugeordneten Auslaßventil 59. Die Kanüle

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bilden den Einlaß der Kolbenpumpen 50, 52 und haben Anschluß an eine zentrale Bohrung 60. Auf einer Seite des Gehäuses 10 befindet sich eine Treibstoffkammer 61, die mit der Bohrung 60 über Kanäle 62 und 64 in Verbindung steht. Eine nicht gezeigte äußere (Treibstoff-Versorgungspumpe ist an den Kanal angeschlossen.

Während des Saughubs eines Pumpenkolbens 50 wird dem oberen Ende des Pumpenzylinders 52 Kraftstoff von der Bohrung 60 über den Einlaß 58 zugeführt. Wenn sich danach der Kolben 50 nach oben bewegt, wird der im Pumpenzylinder befindliche Kraftstoff entweder in die Bohrung 60 oder durch das Auslaßventil 59 verdrängt. Der unter Druck stehende Kraftstoff im Pumpenzylinder drückt die Kolben 50 mit ihren unteren Enden 53 gegen die schräge Oberfläche 36 der Antriebsscheibe 34··

Die Kraftstofförderung der Kolbenpumpen wird mittels eines Ventils 70 mit einem büchsenförmigen Ventilkörper und einem Schraubengang gesteuert. Der büchsenförmige Ventilkörper 70 führt sowohl axiale als auch Drehbewegungen aus, um die Einlaßkanäle 58 zu schließen bzw. mehr oder weniger weit zu öffnen. Grundsätzlich ist der Ventilkörper 70 ein Ventilkolben mit einem oberen Steuerbund 72 und einem unteren Steuerbund 74, zwischen denen sich ein verjüngter Bereicht 56 befindet. Die Durchmesser der Steuerbunde sind so gewählt, daß sie den durch sie und die zentrale Bohrung 60 begrenzten JRingraura wirksam abdichten und somit durch axiale Verschiebung des Ventilkolbens 70 der Kraftstoffzufluß vom Kanal 62 in die Bohrung 60 und auch zu und von den Einlaßkanälen 58 gesteuert wird. Der untere Sbeuerbund 74 hat eine sich nach oben und am Umfang erstreckende Fortsetzung 78 in Form eines Schraubenganges, welcher einstückig mit dem Venti!kolben ausgebildet ist und sich deshalb zusammen mit diesem axial und in Drehrichtung bewegt, wobei or, wio unben beschrieben, die KLnlnßknnüle 58 zunehmend n,:htioßt odor offnob.·

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Dor Ventilkolben.70 des Einlaß- oder Zumecsventils umgibt eine Verlängerung 82 der Antriebswelle 32 und kann mit Bezug auf diese axial und rotierend bewegt werden. Mit der Antriebswelle 32 ist eine Büchse 80 verschraubt, die innen mit der die Verlängerung der Antriebswelle bildenden Welle 82 verkeilt ist. . Die beiden Wellen 32 und 82 sind außerdem durch einen Stift · 84- verbunden, der an der,Büchse 80 befestigt ist und in einen Schlitz 86 in der Welle 82 hineinragt, so daß eine relative axiale Bewegung zwischen diesen Teilen möglich ist* Die Welle 82 ist durch eine Dichtung 87 und ein Axialdrucklager 88 geführt, welches axial in einer Richtung durch einen Ring 90 festgelegt ist. Die Welle 82 erstreckt sich weiter oben frei durch den Ventilkolben 70, einen Regler 91 und durch ein Lager 92 bis in den Deckel 20 des Gehäuses. Das Lager 92 ist in eine Lagerbohrung in einer Querwand 93 des Gehäuseoberteils 22 eingesetzt. Am oberen Ende besteht über einen Schlitz eine gelenkige Verbindung bei 94- zwischen der 'Welle 82 und einem Hebel 95» welcher an einer drehbar gelagerten Stange 96 befestigt ist, die einen Teil des mit dem Gaspedal des Fahrzeugs verbundenen Gestänges bildet. ^v

Zwischen dem Axiallager 88 und dem Ventilkolben 70 ist eine auf der Welle 82 sitzende Feder 97 eingespannt. Die Feder stützt sich an einem Ende in einer Ausnehmung. 98 im Steuer- ' bund 74· und am anderen Ende am Axiallager 88 ab. Sie drückt mit einer bestimmten Vorspannung gegen den Steuerbund 74·. Das obere Ende des Ventilkolbens 70 ist ebenfalls erweitert ausgebohrt und längsverschieblieh verkeilt (siehe Fig. 3) mit einer Büchse 100. Die letztere ist am unteren Laufring 102 eines Axiallagers 104- befestigt, welches die Welle 82 verschieblich umgibt.

Die Büchse 100 ist mit einer Kulisse 106 ausgebildet, in welche ein an der Welle 82 befestigter Stift oder Bolzen 108

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eingreift. Der Kulissenschlitz 106 hat einen sich axial erstreckenden Schenkel 110 und einen dazu Geneigten Schenkel 112. Der axiale Schenkel 110 gestattet eine relative axiale Bewegung zwischen dem Ventilkolben 70 und der Welle 82, während der geneigte Schenkel 112 den Ventilkolben 70 zwingt, sich mit Bezug auf die Welle 82 zu drehen, wenn der Kolben axial bewegt wird. Eine zweite Druckfeder 114 sitzt auf der Welle 82 und ist zwischen dem unteren Ende der Büchse 100 und dem Absatz am Grund der erweiterten Bohrung 115 im oberen Steuerbund 72 eingespannt.

Das Axiallager 104, die Büchse 100 und der Ventilkolben 70 können durch den Fliehkraftregler 91 axial nach unten gedrückt werden. Der fliehkraftregler besteht aus einer drehfest mit der Welle 82 verkeilten Grundplatte 118 mit daran ansetzenden, sich seitlich erstreckenden Vorsprüngen oder Augen 120, an denen ein Paar rechtwinkelig geformter Fliehkraftgewichte 125 verschwenkbar gelagert ist. Der vom Schwenkpunkt herabhängende Teil bildet dabei das eigentliche Fliehkraftgewicht 124, während der obere Teil 125 als Hebel auf den oberen Laufring des Axiallagers 104 drückt. Die Einstellung geschieht in bekannter Weise mittels Stellschrauben 126. Während des Betriebs drückt der Fliehkraftregler den Ventilkolben 70 gegen die Kraft der Federn 97 und 114 relativ zur Welle 82 nach unten, wenn die Gewichte 124 unter Fliehkrafteinfluß radial nach außen bewegt werden. '

Die Vorspannung der Feder 114 hält die Büchse 100 und den Ventilkolben 70 in ihrer axial am weitesten auseinanderliegenden Stellung, wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, solange die Drezahl der Welle 82 unterhalb zum Beispiel 2.400 Upm bleibt. Oberhalb dieser Drehzahl ist dann die Wirkung der Zentrifugalkraft auf die Gewichte des Fliehkraftreglers so groß, daß die von diesem erzeugte Kraft die Vorspannung der Feder 114 überwin-

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det und die Büchse 100 in die erweiterte Bohrung am oberen Ende des Ventilkolbens 70 drückt. ■

Die Schmierung der verschiedenen Teile geschieht wie folgt: Die Gestängeverbindung zum Gaspedal, der· Fliehkraftregler und der obere Bereich des Einlaßventils 70 werden durch Treibstoff geschmiert, welcher über ein Rückschlagventil 127 in äen inneren Hohlraum im Gehäuseoberteil 22 eingespritzt wird» Das Axiallager für die Antriebsscheibe 34- sowie die Lagerbüchsen 30, 80 und die Pumpenkolben 50 werden mit Motorenöl geschmiert, welches über geeignete Schmiermittelkanäle 127.' an diese Teile herangeführt wird.

Die Gestängeverbindung zum Gäpedal des Fahrzeugs ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Das Gaspedal selbst ist mit 128 bezeichnet. Es ist bei 129 verschwenkbar gelagert und ungefähr , in der Mitte über ein Gelenk mit wiederum gelenkig verbundenen Stangen 130 und-131 verbunden. Das hintere Ende der Stange 131 ist an der Stange 96 nach Fig. 2 befestigt. Am Gestänge sind Anschläge 132 und 133 vorgesehen, welche die Leerlaufstellung und die am weitesten geöffnete Stellung der Drosselklappe des Vergasers begrenzen. Zu dem Leerlaufanschlag 133 gehört ein Mikröschalter 133 ' für weiter unten beschriebene Zwecke. Eine Rückholfeder 134· hält das Gaspedal 128 normalerweise in der Leerlaufstellung.

Um Fachlauf des Motors nach Abschalten der Zündung und, falls gewünscht, ein Überdrehen zu verhindern, ist ein zusätzliches äußeres Gestänge für die Abschaltung der Treibstoffzufuhr vorgesehen. Dieses besteht aus einem krafttätig oder von Hand betätigbaren Knopf 135 Bn einer horizontal'beweglichen Stange 136, die mit einem Hebel 137 verbunden ist. Dieser Hebel ist in einfachster Ausführung drehfest mit der Stange 96 nach Fig. 2 und 3 verbunden und kann zwischen einer die Treibstoffzufuhr

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abstellenden und einer ganz geöffneten Stellung» wie in der Zeichnung angedeutet, verschwenkt werden. In der Schließstellung wird der schraubengangförmige Vorsprung 73 am Steuerbund 74 soweit nach unten gedrückt, daß die Einlaßkanäle 58 vollständig geöffnet sind und kein Treibstoff durch die Auslaßkanäle 56 verdrängt wird.

Fig. 2 zeigt die Einzelteile der Einspritzpumpe, soweit sie bisher beschrieben sind, im Stillstand. Die Federn 97 und Umdrucken gegen den Ventilkolben 70 und halten diesen sowie die Büchse 100 und den Fliehkraftregler mit seinen Gewichten 122 in der gezeichneten Stellung. Das Gaspedal 128 (Fig. 3) befindet sich gelöst in der Leerlaufstellung. Es wird deshalb durch das mit dem Gaspedal verbundene Gestänge keine aufwärts gerichtete Kraft auf die Welle 82 ausgeübt. Der als Zumvissvent.il wirkende Schraubengang 78 hat mit Bezug auf die Einlaßkanäle 58 die in Fig. 4 gezeigte Lage, so daß ein wenig mehr als die normalerweise für den Leerlaufbetrieb gebrauchte

TreibF⁴". Ifmenge über die Auslaßventile 59 abgegeben würde, wenn

die Pumpe liefe. Dementsprechend würde der zusätzliche Steuerknopf 135 (Fig. 3) für die Abschaltung der Treibstoffzufuhr nach links bewegt werden, um die Welle 82 und den Ventilkolben 70 nach unten in eine Abschaltstellung zu verschieben, in welcher die . Einlaß- und Rückströmkanäle 58 derart mit Bezug auf den schraubengangförmigen Vorsprung 78 liegen, daß der gesamte Treibstoff von den Kolbenpumpen in die Bohrung 60 zurückgedrückt wird»

Beim Starten des Motors ist eine - stärkere Treibstoffzufuhr als normalerweise erwünscht. Das Gaspedal 128 wird bis zur weit geöffneten Drosselstellung niedergedrückt, welcher auch die Anlaßstellung entspricht. Das vollständige Niederdrücken des Pedals 128 dreht den Hebel 95 im Uhrzeigersinn und zieht dadurch die Welle 82, den Fliehkraftregler 91 und den Ventilkolben 70 nach oben, so daß der untere Bereich des Schrauben-

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ganges 78 nunmehr die Einlaß- und Mickströmkanäle 58 fast während der gesamten Umdrehung des Ventilkolbens verschließt, wie in Pig. 4 angedeutet. Wenn der Motor dann angelassen ist," wird wegen dieser Ventilstellung im wesentlichen die gesarate Fördermenge der Kolbenpumpen 50, 52 über die Auslaßkaiiäle 56 gefördert werden.

Nach dem Starten läßt der Fahrzeugführer das Gaspedal 128 in die Leerlauf- oder Ruhestellung zurückkehren; Dies bringt auch die Welle 82 wieder nach tinten in ihre Ausgangslage, die so gewählt ist, daß die Treibstoffzufuhr zum Motor größer als erforderlich ist, um eine bestimmte Leerlaufdrehzahl des Motors, zum Beispiel 575 Upm, aufrecht zu erhalten. Gleichzeitig drückt jetzt jedoch der mit der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle umlaufende Fliehkraftregler 91 den Ventilkolben 70 gegen die Kraft der Feder 97 relativ zur Welle 82 zu der in Fig. 4 dargestellten Leerlaufposition hin weiter nach un- ■ ten. Die Vorspannung der Feder 97 ist so gewählt, daß sie unterhalb einer bestimmten Drehzahl, zum Beispiel 400 Upm, eine Verstellung durch den Fliehkraftregler verhindert. Im Leerlaufdrehzahlbereich von zum Beispiel 400 bis 900 upm lassen die gegeneinander.wirkenden Kräfte der Feder 97 einerseits und des auf den Vcntilkolben 70 wirkenden Fliehkraftreglers· andererseits den Ventilkolben hin-und herwandern, bis er die einer bestimmten Leerlaufdrehzahl entsprechende Gleichgewichtslage erreicht.

Wenn nunmehr das Gaspedal wieder niedergedrückt wird, wird die Welle 82 höchgezogen. Der schraubengangförmige Vorsprung 78 verschließt jetzt einen größeren Bereich der Einlaß- und Bückströmkanäle 58, und die Drehzahl der Welle nimmt zu. Wenn sie den oberen Grenzwert von zum Beispiel 900 /upm des Leerlaufbereichs erreicht, ist inzwischen der schraubengangförraige Vorsprung 78 durch den Fliehkraftregler 91 soweit nach

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unten gedrückt worden, daß der Ventilkolben einen Anschlag 99 am Axiallager 88 berührt. Dadurch wird bei 9QO Upm der Fliehkraftregler 91 ausgeschaltet und jede weitere Relativbewegung des Ventilkolbens 70 mit Bezug auf die Welle 82 nach unten verhindert, solange die Vorspannung der Feder 114 wirksam bleibt* Wie oben erwähnt, hält diese Vorspannung den Steuerbund 72 und die Büchse 100 in der gezeigten relativen Stellung (unterhalb einer Drehzahl von 2.400 (jpm.) ·

Bei 900 Up_m befindet sich der Stift 108 in der Kulisse 106 der Büchse 100 am Scheitel zwischen den Schenkeln 110 und 112. Weitere Positionsänderungen des schraubengangförmigen Vorsprungs 78 im Bereich zwischen 900 und 2.400 Upm werden demnach allein in Abhängigkeit von Bewegungen des Gaspedals 128 gesteuert. Dabei wird beim 1L·iederdrücken des Pedalß der Hebel 95 im Uhrzeigersinn gedreht und die Welle 82, der Fliehkraftregler 91 und der Ventilkolben 70 nach oben verschoben. Die Steuerung der Leistung geschieht unmittelbar in Abhängigkeit der Gaspedalstellung.

Oberhalb 2.400 Upm reicht die am Fliehkraftregler wirksame Fliehkraft aus, um die Vorspannung der Feder 114 zu überwinden, so daß die Büchse 100 in das obere Ende des Ventilkolbens 70 und mit Bezug auf die Welle 82 nach unten verschoben wird. Da der Stift 108 dabei dem schrägen Schenkel 112 der Kulisse 106 folgen muß, ist der Ventilkolben gezwungen, sich bei der axialen Bewegung auch zu drehen. Dies bewirkt eine Änderung des Einspritzzeitpunkts, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der schraubengangförmige Vorsprung 78 mit ' Bezug auf die Welle 82 in Drehrichtung nach vorn verdreht wird, also auch die Kraftstoffeinspritzung früher erfolgt. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit, zum Beispiel 3.400 Upm, ist dann der Stift 108 am Ende des geneigten Schenkels 112 der Kulisse angelangt und damit kommt eine weitere axiale und Drehbewegung des Ventilkolbens mit Bezug auf die Welle 82

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zum Abschluß. · . '

Zur Verlangsamung der Fahrt läßt man das G_aspedalin die Ruhestellung zurückgehen. Damit werden sofort die Welle 82, der • Fliehkraftregler 91 und- der sehraubengangförmige Vorsprung nach unten bewegt, so daß die Treibstofförderung abnimmt. Da der Fliehkraftregler arbeitet, hält die auf seine Gewichte wirkende Fliehkraft zunächst die Feder 114 gespannt und die Büchse 100 fast ganz innerhalb des Steuerbundes ^2., Bei zunehmender Verlangsamung der Geschwindigkeit' drückt dann aber die Kraft der Feder 114 den Ventilkolben 70 nach unten, so daß bei 2.400 Upm die Feder 114 den Ventilkolben 70 in seine mit Bezug auf die Welle 82 unterste Stellung verschoben hat und er am Anschlag 99 am Axiallager 88 anliegt. In dieser Stellung gibt der schraubengangfÖrmige Vorsprung 78 nunmehr die Einlaß- und Rückströmkanäle 58 ganz frei und schließt dadurch den Treibstoffluß zu den Einspritzdüsen ganz ab. Wenn die Drehgeschwindigkeit innerhalb des Leerlaufdrehzählbereichs von 400 bis 900 Upm weiter abfällt, sind die Feder 97 und der Fliehkraftregler wiederum wirksam und bewegen den Kolben 70 mit dem Vorsprung 78 in die Leerlaufstellung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Stillsetzen einzelner Kolbenpumpen 50, 52 vorgesehen. Bei der Ausführung nach Fig. 2, 5 und 6 besteht diese Vorrichtung zum Stillsetzen der Kolbenpumpen aus einer " ' Klinke oder Rast, die in der Zeichnung insgesamt mit 140 bezeichnet ist. Im einzelnen besteht die Klinke aus einer Kugel 142,- die in einer Erweiterung oder Bohrung 144 im mittleren Gehäuseteil" 26 aufgenommen ist. Die Kugel 142 wirkt mit einer Einsenkung, vorzugsweise in Form einer Ringnut 146,auf Seiten der Kolben zusammen. Wie nachstehend noch näher beschrieben wird, wird eine Ausführung vorgezogen, bei welcher diese Kugeln 142 in Ringnuten 146 jedes zweiten Kolbens 50 eingreifen, um 'die Treibstoffinj'ektion zu j'edem zweiten Zylinder des Motors zu unterbrechen.
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Die Kugel 14,'} wiinl durch einen in einem Zylinder¹ 1^0 verschiebliehen Kolben 140 verstellt. Der Kolben 148 hat einen mittleren verjüngten Bereich152 und zwei stärkere Enden 15^ und 156 die mit dichtem Sitz im Zylinder 15O gleiten. ("■■■.

Der mittlere Gehäuseteil 26 ist mit Druckflüidkanälen 158 versehen, die jeweils zum oberen Ende der Zylinder 15O führen, wie aus Fig. 2, 5 und 6 ersichtlich. Ein weiterer Kanal 160 hat Anschluß an das untere Ende der Zylinder 15O. Weiterhin sitzt im Mittelteil 26 des Gehäuses jeweils ein drehbarer Ventilkörper 162, welcher in der Stellung nach Fig. 6 den Kanal 158 und in der Stellung nach Fig. 5 den Kanal 160 über eine Verbindungsleitung 163 mit einer·Druckfluidquelle verbindet. Aus Gründen der klareren Darstellung ist der Ventilkörper 162 in Fig. 5 und 6 um 90 Grad gegenüber seiner tatsächlichen Lap;e versetzt dargestellt, die er nach Fig. 2 einnimmt. " , ' ".·■*·

Der Y^ntilkörper 162 hat im Beispielsfall einen zylindrischen Bereich 164· mit einem ersten Druckfluidkanal 166 und einem zweiten Druckfluidkanal 168, deren jeder Druckfluid ungefähr im Winkel von 90 Grad durch den zylindrischen Bereich 164 leitet. Der mittlere Gehäuseteil 26 hat außerdem eine Rücklaufleitung 170, welche vom zylindrischen Bereich 164 des Ventilkörpers 162 zum inneren Hohlraum des Gehäuseunterteils 28 führt.

Wenn die erfindungsgemäße Einspritzpumpe, welche nicht nur zum Einspritzen von Kraftstoff, sondern auch anderer Flüssigkeiten benutzt werden kann, zur TreibstoffVersorgung eines . Verbrennungsmotors eingesetzt ist, kann die'an die Leitung angeschlossene Druckfluidquelle das unter Druck stehende Motoronöl ooin. Boi dor Stollung doa Vontilkörporo 162 nach Fig. 6 wird dna untor Druck gohaltono Motorenöl dom Zylinder 140 auf Seiten deo Kolbcnondoa 15^· zugeführt, und zwar übor dio

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Leitung 163» cLen Kanal 166 im zylindrischen Bereich 164 des Ventilkörpers 162 sowie den Kanal 158· Dadurch wird der Kolben 148 in die Stellung nach Pig. 6 gebracht, in welcher der verjüngte Bereich 152_:des Kolbens.148 der Kugel 142 in ihrer Aufnahme gegenübersteht. Infolgedessen kann der Pumpenkolben 50 normal hin- und hergehend arbeiten, während er von der Antriebsscheibe 34 angetrieben wird. Das Ende des Zylinders auf Seiten des Kolbenendes 156· ist in diesem ITaIl mit dem Innenraura des unteren Gehäuseteils 58 über die Kanäle 160, und 170 verbunden.

Wenn andererseits der zylindrische Bereich 164 des Ventilkörpers 162 die Stellung nach Fig. 5 einnimmt, wird Motorenöl unter Druck dem Zylinder 150 auf Seiten des Kolbenendes 156 des Kolbens 148 über die Leitung 163» den Kanal 166 im zylindrischen Bereich 164 des Ventilkorpers 162 und den Kanal 160 zugeführt, wodurch der Kolben 148 in die Stellung nach_tFig. 2 und 5 verschoben wird. Dies bringt die Umfangsflache der; erweiterten' Kolbenendes 156 in Berührung mit der Kugel 142, so daß diese nach links in die Einsenkung oder Nut 146 im Kolben 50 gedrückt wird, wie es in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Dadurch wird der KoI-? ben 50 in der Lage nach Fig. 2 und 5 verriegelt und kann nicht mehr die hin- und hergehende, pumpende Bewegung ausführen.

Wie aus Fig. 1, 2 und 7 ersichtlich,- gehört zu jedem Ventilkörper 162 eine sich radial erstreckende Ventilwelle 171-mit einem Ritzel 172 am äußeren Ende. Die Ritzel 172 stehen in Eingriff mit einem verzahnten Ring 174, welcher in einem bestimmten winkelbereich um den mittleren Gehäuseteil 26 drehbar montiert ist. Zur Abstützung des Ringes 174 dient eine am Gehäuseunterteil 28 befestigte Halterung 176.

Nach Fig. 1 und 7 dient als Drehantrieb für den Ring 1?4 ein Elektromagnet jT8Ö mit einem sich axial erstreckenden Kolben 182,

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welcher in geeigneter Weise mit einer auf der Unterseite des" Ringes 174 ansetzenden Lasche 184- verbunden istI Zwischen dem Gehäuse des Elektromagneten 180 und der Lasche 184 ist eine Druckfeder 186 eingespannt. Biese Feder ireht den verzahnten Ring 174 und damit die Ritzel 172 an den Ventilkörpern 162, so daß die letzteren die Stellung nach Fig. 6 einnehmen, wenn der Elektromagnet 180 abgeschaltet ist. Ίη dieser Stellung arbeitet die Einspritzpumpe ganz normal, wie oben beschrieben.

Elektromagnet 180 ist gemäß ,Fig. 7 mit einer elektrischen Spannungsquelle _zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie 188, über einen Schalter 133.' verbunden, der bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 erwählt wurde. Wenn der Schalter 133.' geschlossen ist, wird der Elektromagnet 180 durch die Batterie 188 gespeist und der Kern bzw. Kolben 182 des Elektromagneten wird nach einwärts, also mit Bezug auf Fig. 1 und 7 nach links gezogen. Dadurch wird der verzahnte Ring 174 mit Bezug auf Fig. 1 im Uhrzeigersinn gedreht und dreht dabei auch die Ventilkörper 162 mit Bezug auf Fig. 5 und 6 im Uhrzeigersinn, das heißt aus der Stellung nach Fig.6 in die .Stellung nach Fig. 5·

Wie oben beschrieben, verschiebt nach dem Umschalten des Ventilkörpers 162 aus der Stellung nach Fig. 6 in die Stellung nach Fig. 5 Druckfluid aus der Leitung 163 den Kolben 148 nach oben in die Stellung nach Fig. 5· Dadurch wird die Kugel 142. in die Ringnut 146 im Kolben 50 gedrückt. Diese Verriegelung kann vorzugsweise, wie die Zeichnung zeigt, bei der Hälfte der Kolbenpumpen 50, 52, zum Beispiel ^jeder zweiten Kolbenpumpe, vorgesehen sein. Durch die Verriegelung werden die Kolben 50 stillgesetzt, so daß jiler zweite Zylinder des Motors keinen Treibstoff mehr eingespritzt bekommt. Obgleich nach Fig. 1 und 7 Ventilkörper 162 für jede zweite Kolbenpumpe 50, 52 vorgesehen sind, versteht es sich, daß gegebenenfalls auch ein einziges Ventil von der Art der Ventile 162 genügt, welches im mittleren Teil 26 des Gehäuses angeordnet und über

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geeignete Leitungen und Kanäle mit mehreren Zylindern 150 sein könnte, um zum Beispiel auch wieder bei jeder zweiten Kolbenpumpe 50, 52 eine Kugel 142 in eine Einsenkung oder. Nut 146 zu drücken. - ,

Wenn die erfindungsgemäße Einspritzpumpe für einen Verbrennungsmotor mit einer Steuervorrichtung nach Mg. 3 benutzt wird, sitzt der Schalter bzw. Mikroschalter 133/ zweckmäßigerweise am Gestänge des Gaspedals, so daß zum Beispiel die Stange 131 den Mikroschalter 133,' berührt und schließt, wenn das Gaspedal 128 die Leerlauf- oder Ruhestellung einnimmt.

Der Mikroschalter 133/ kann aber auch nach Fig. 8 neben einer Stange 192 angebracht sein, welche am Gelenk zwischen den Stangen 130 und 131 angelenkt ist. Mit ^ihrem anderen Ende ist die Stange 192 gelenkig an einem festen Teil des Kraftfahrzeugs befestigt. Der Mikroschalter 133* ist so positioniert, daß er geschlossen wird, wenn das Gaspedal 128 eine Stellung einnimmt, welche einer langsamen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entspricht, zum Beispiel Geschwindigkeiten.von weniger als 65 km/h. Bei dieser Anordnung wird der Elektromagnet 180 auch bei langsamer Fahrt betätigt, so daß die Ventile 162 in die Stellung nach Fig. 5 gebracht werden und die zu den Ventilen 162 gehörenden Kolben 50 stillgesetzt werden. Auch in diesem Fall wird die Kraftstoffeinspritzung in "bestimmte Zylinder, vorzugsweise jeden zweiten Zylinder, des Motors unterbrochen.

Der in Fig.8 gezeigte Mikroschalter 133.' könnte auch,entsprechend Fig. 3 angeordnet sein» aber mit einer starken, ifcrsterese arbeiten, so daß er erst öffnet, wenn das Gestänge, also speziell die Stange 131» eine Lage einnimmt, welche dem oberen Grenzwert, zum Beispiel 65 km/h eines gewünschten unteren Geschwindigkeitsbereiches entspricht.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die arfin-FO 8401 / 10. November 1972 3 0 9821/0763

Eintjprit/.pumpo boi Verwendung fur KrafUfahpzougvorbronnungnmotoron vorziicawcico so gontouort. iaü, dniJ der
Elektromagnet 100 entweder im Leerlauf odor bei Geringer
Belastung des Motors unter Strom gesetzt wird·' Wenn dies
geschieht, werden die Ventile 162, welche in bevorzugter
Ausführung an den Kolbenpumpen 50, 52 für Jeden zweiten Zylinder des Motors angeordnet sind, in die Steuerstellung nach Fig. 5 umgestellt, wodurch die Kugeln 142 in -Eingriff mit den Ringnuten 146 der Kolben 50 gebracht werden· Dies hat zur Folge, daß die Kraftstoffeinspritzung in jeden zweiten Zylinder
des Motors unterbrochen wird, da die Kolben 50 der zugehörigen Kolbenpumpen 50, 52 stillgesetzt sind.

Wenn der Verbrennungsmotor mit höherer Drehzahl läuft als der bei der Ausführung nach Fig. 3 eingestellten Leerlaufdrehzahl oder der bei der Ausführung nach Fig. 8 eingestellten Drehzahl für langsame Fahrt, wird der Mikroschalter 153.' geöffnet und dadurch der Elektromagnet 180 abgeschaltet. Als Folge davon wird der verzahnte Ring 1?4 so gedreht, daß die Ventile 162 in die Steuerstellung nach Fig. 6 zurückgedreht werden. Dadurch wiederum werden die Kolben 148 durch Drucköl
in die Stellung nach Fig. 6 verschoben, und somit können auch die den Ventilen 162 zugeordneten Kolben 50 wieder ihre Pumpentätigkeit aufnehmen. Dann arbeitet die Kraftstoffeinspritzung in alle Zylinder des Verbrennungsmotors wieder normal.

Patentansprüche

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BAD ORIGINAL

Claims

- 19 Patentansprüche

(1)1 Kraftstoff-Einspritzpumpe für Verbrennungsmotoren mit meh-N^ reren Zylindern, bestehend aus einer deren Zahl .entspr.©** chenden Anzahl vom Motor angetriebener Kolbenpumpen, deren Kraftstofförderung zu den jeweils, zugehörigen Zylindern mittels einer Steuervorrichtung veränderbar ist, dadurch g e k e η η ζ ei cn η e t,, ^. da|^nJ?i.n^^lnec..K0lbenpumpen_;. (50, 52) in Abhängigkeit von einer bestimmten Stellung der Steuervorrichtung (128) stillsetzbar sind. .
2). Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dede zweite Kolbenpumpe (50, 52) stillsetzbar ist.
3). Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e .η η zeichnet, daß in der bestimmten Stellung der Steuervorrichtung die geförderte Kraftstoffmenge im Vergleich zur Pümpenkapazität gering ist. ",
4-). Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1-bis 3, dadurch" g e kenn ζ e i C h η e t , daß die Kolbenpumpen (50, 52) durch Eingriff einer Klinke, Rast (142) oder dergleichen in eine Einsenkung, !Tut (1,4-6) oder dergleichen der Pumpenkolben (50) stillsetzba.3? sind, . .
5). Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichne t , daß die Klinke (142) mittels eines ventilgesteuerten hydraulischen Hilfsantriebs (14-8, 150) aus der neutralen in. die Sperrstellung und umgekehrt bewegbar ist.
6). Einspritzpumpe nach Anspruch 5* dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Ventil (162) oder die Ventile (162) im Pumpengehäuse (26) angeordnet'; und durch Ein-

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- 20 schalten eines Elektromagneten (180) umsteuerbar sind.
7). Einspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zu Jeder Klinke (142) ein Ventil (162) gehört.
8)· Einspritzpumpe nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Elektromagnet (180) mittels einer mit der Steuervorrichtung (128) zusammenwirkenden Schalteinrichtung (133/) einschaltbar ist.
9). Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet} daß die Klinke eine Kugel (14-2) ist.
10). Einspritzpumpe nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet , daß die Kugel (142) durch einen quer zu ihrer Bewegungsrichtung verschieblichen, am Umfang abgesetzten Kolben (148) aus einer neutralen Stellung in Eingriff mit einer Einsenkung, Ringnut (146) oder dergleichen im Pumpenkolben (50) bewegbar ist.

11). Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuervorrichtung (128) auf ein Ventil (70) wirkt, welches Einlaß- und Rückströmkanäle (58) der Kolbenpumpen (50, 52) mehr oder weniger weit öffnet bzw. schließt.

12). Einspritzpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkolben (70) des Ventils (60, 70) mit einem in ümfangsrichtung schrägen Steuerbund (78) ausgebildet und sowohl axial verschieblich als auch drehbar ist. _v

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15). Einspritzpumpe nach Anspruch 11 oder'12, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Ventilkolben (70) auch ein Fliehkraftregler (91) wirkt.^:

. Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Kolbenpumpen (50, 52) im Kreis angeordnet sind und sich das Ventil (60, 70) in dessen Mitte befindet.

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