DE2355347A1

DE2355347A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2355347A1
Application number: DE19732355347
Authority: DE
Inventors: Katashi Okamoto
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1972-11-14
Filing date: 1973-11-06
Publication date: 1974-05-30
Also published as: ATA950173A; US3910724A; FR2206449A1; FR2206449B1; AT330511B; JPS4971319A

Description

15. 10« 1973 Bö/Kk

Anlage zur
Patent- und
Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

NIPPONDENSO CO., LTD. 1, 1-chome, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi-ken,

Japan

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem durch einen Nockenantrieb angetriebenen Pumpenkolben, von dessen Kraftstoffördermenge zur Änderung der Einspritzmenge ein Teil durch Aufsteuern eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraumes abströmt und mit Änderung des Einspritzzeitpunktes durch Verstellen des Nockenantriebs durch einen Kolben, der vom Drehzahl abhängigen Förderdruck einer synchron mit der Einspritzpumpe angetriebenen Kraftstofförderpumpe beaufschlagt ist.

Bei Einspritzpumpen in dieser Bauart wird der Einspritzzeitpunkt bei steigender Drehzahl der mit der Einspritz-

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pumpe versorgten Brennkraftmaschine durch steigenden hydraulischen Druck auf "früh" verstellt. Bei den bisher bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen wird der Einspritzzeitpunkt zwar in der oben dargelegten Weise entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuert, es findet jedoch keine Steuerung des Einspritzzeitpunktes entsprechend der Last statt. So wird in der Praxis der Einspritzzeitpunkt so eingestellt, daß man entweder bei Vollast der Brennkraftmaschine oder bei Teillast der Brennkraftmaschine den günstigsten Einspritzzeitpunkt erhält. Wenn also beispielsweise die Einspritzung entsprechend dem günstigsten Einspritzzeitpunkt für Vollast eingestellt ist, so liegt dieser Zeitpunkt in bezug auf die Teillast zu früh, sodaß es hier zu verstärkten Verbrennungsgeräuschen kommt. Wenn hingegen der Einspritzzeitpunkt entsprechend dem Teillastbereich der Brennkraftmaschine optimiert wird, liegt er in bezug auf den Vollastbereich zu spät, das mit einem Leistungsverlust verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Aufgabe, obige Nachteile zu vermeiden und eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei der der Einspritz Zeitpunkt auch entsprechend der Last der Brennkraftmaschine steuerbar ist und mit der man für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschine jeweils den günstigsten Einspritzzeitpunkt erhält.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der resultierende Druck der über den Entlastungskanal abströmenden Kraftstoffmenge als Steuerdruck für ein Drucksteuerventil des Förderdrucks der Kraftstofförderpumpe dient.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Aufsteuerstelle des Entlastungskanals über

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eine Rückströmleitung, die eine Drossel enthält mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist, wobei stromaufwärts der Drossel eine Verbindungsleitung zum Drucksteuerventil abzweigt. Durch die-Anordnung der beschriebenen Drossel läßt sich in vorteilhafter Weise ein Steuerdruck aufbauen* der über die Verbindungsleitung das Drucksteuerventil beaufschlagt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung gezeigt und im folgenden näher beschrieben: In einem Pumpengehäuse 1 ist eine Antriebswelle 2 vorgesehen, die zum Antrieb eines Pumpenkolbens 5 dient. Der Pumpenkolben wird durch eine axiale Feder auf eine Nockenscheibe 6 gepreßt und ist mit dieser somit drehfest verbunden. Die Nockenscheibe 6 wird durch die Antriebswelle 2 in Drehung versetzt und dabei über Rollen 3» die in einem im Pumpengehäuse drehbar angeordneten Rollenring 4 gelagert sind, geführt. Bei einer Drehung der Antriebswelle wird somit der Pumpenkolben 5 über die Nockenscheibe 6 in eine drehende und gleichzeitig hin- und hergehende Bewegung versetzt.

Auf dem Kolben 5 ist in axialer Richtung ein Ringschieber 7 verschiebbar, der eine Querbohrung 5b steuert, die mit einem als axiale Sackbohrung ausgebildeten Entlastungskanal 5& verbunden ist. Bei der Saugbewegung des Pumpenkolbens im im Pumpengehäuse 1 angeordneten Pumpenzylinder wird der Kraftstoff über einen Kraftstoffansaugkanal 9> eine zweite Querbohrung 9a· im Pumpenkolben zum Entlastungskanal ^a. und über den Entlastungskanal 5a in einen Pumpenarbeitsraum 10 gefördert. Über eine mit dem Pumpenarbeitsraum 10 verbundene Verteilerlängsnut 5c wird der Kraftstoff während des Förderhubs in einender Förderkanäle 8 und von dort über ein Rückschlagventil 11 zu einer der Einspritzdüsen 12 an einer Brennkraftmaschine E gefördert. Die Kraftstoffdruckförderperiode, das heißt also die Periode während der der Kraftstoff zu der

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Einspritzdüse 12 gefördert wird, ist derjenige Zeitraum, der sich von dem Zeitpunkt an, in welchem beispielsweise der Förderkanal 8, wie dies in der Abbildung zu sehen ist, " mit'der Verteilerlängsnut 5c verbunden wurde (Einspritzbeginn) bis zu dem Zeitpunkt erstreckt, in dem die Querbohrung 5b beim Förderhub des Kolbens 5 vom Ringschieber freigegeben wird (Einspritzende).

Am Rollenring 4 ist eine Achse 14- vorgesehen, um die ein Hebel 13 in einer zur Zei.chnungsebene senkrechten Ebene schwenkbar' ist. Durch die Schwenkbewegung des Hebels 13 wird der Hollenring in einer zur Zeichenebene senkrechten Ebene um die Achse der Antriebswelle 2 gedreht. Dies hat zur Folge, daß die Zuordnung der Rollen3 zu den Nocken der Nockenscheibe 6 geändert wird, sodaß damit auch der Zeitpunkt^ in dem zum Beispiel der Pumpenkolben 5.seinen Hub beginnt,in bezug auf den Drehwinkel der Antriebswelle geändert wird.

In einem Zylinder 15 im Pumpengehäuse 1 ist ein Kolben 16 gegen die Kraft einer Feder verschiebbar angeordnet. Durch die Verschiebung des Kolbens 16 wird der Hebel 13 betätigt. Die Stirnseite am der Feder abgewandten Ende des Kolbens schließt mit dem Zylinder 15 zusammen einen Druckraum 21 ein, der über eine Druckleitung 20 mit der Druckseite einer ersten von der Brennkraftmaschine E angetriebenen Förderpumpe 17 verbunden ist. Diese Förderpumpe saugt aus einem Kraftstoffbehälter 18 über eine Rohrleitung 19 Kraftstoff an und fördert diesen über die Druckleitung 20 in den Druckraum 21. Je nach Höhe des Förderdruckes wird 'somit der Kolben 16 mehr oder weniger gegen die Kraft der Feder verschoben, sodaß entsprechend der Hebel 13 bewegt und der Rollenring verdreht wird. Von der Druckleitung 20 zweigt ferner eine Verbindungsleitung 22a ab, die zu einem Drucksteuerventil führt und von dort als Verbindungsleitung 22b zu einer Rück-

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Stromleitung 25b führt, die in den Kraftstoffvorratsbehälter 18 mündet.

Die KraftstoffVersorgung der Kraftstoffeinspritzpumpe erfolgt über eine zweite Förderpumpe 23, deren Druckseite mit dem Kraftstoffansaugkanal 9 und deren Saugseite über einen Kanal 3^ mit dem Kraftstoffvorratsbehälter verbunden ist. Die zweite Förderpumpe 23 wird wie auch die erste Förderpumpe 17 durch die Brennkraftmaschine E angetrieben und es besteht natürlich die Möglichkeit, auf die zweite Förderpumpe 23 zu verzichten und die Förderseite der ersten Förderpumpe 17 zusätzlich mit dem Kraftstoffansaugkanal 9 zu verbinden.

Wenn die Querbohrung 5b des Kolbens 5 auf die (in der Abbildung) rechte Seite des Ringschiebers 7 zu liegen kommt und somit, geöffnet ist, fließt der durch die Querbohrung 5h abströmende Kraftstoff in einen tlberströmraum 24, von dem eine Rückströmleitung 25a abführt. Die Verschiebung des Ringschiebers 7 erfolgt über, einen. Hebel 26, dessen freies Ende in eine Ausnehmung 7a des RingSchiebers eingreift und der um eine feste- Achse 26a schwenkbar ist. Das andere Ende des Hebels 26 ist mit einem in der Abbildung nicht dargestellten .Beschleunigungshebel der Brennkraftmaschine E verbunden, so daß je nach Betätigung des Beschleunigungshebels der Ringschieber 7 nach links oder rechts verschoben wird.

Die oben beschriebene Konstruktion ist zum größten Teil bekannt, man hat jedoch wie im folgenden dargestellt wird diese Konstruktion entsprechend vorliegender Erfindung mit Mittel ausgerüstet, durch welche der Kraftstofförderdruck der ersten Förderpumpe 17 in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine E gesteuert wird. Dies erfolgt im wesentlichen über ein Drucksteuerventil 32, das aus einem Zylinder besteht, in dem ein Kolben 28 entgegen der Kraft einer Feder

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verschiebbar angeordnet ist. An dem der Feder 30 gegenüberliegenden Ende des Zylinders 27 wird vom Kolben 28 ein Druckraum 29 eingeschlossen. Dieser Druckraum ist über eine Verbindungsleitung 31 mit der Rückströmleitung 25a verbunden. Im Kolben 28 ist eine radial gerichtete Bohrung 28a vorgesehen zur Verbindung des Verbindungsleitungsteils 22a von der Förderseite der Förderpumpe X] her und der Verbindungsleitung 22b zur Rückströmleitung 25. Anstelle der Radialbohrung 28a kann natürlich auch eine Ringnut am Kolben 28 vorgesehen werden. Die Überströmleitungsteile 25a und 25b werden durch eine Drossel 33 miteinander verbunden.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird der sieh in dem Kraftstoffvorratsbehälter 18 befindende Kraftstoff durch die erste Förderpumpe 17 und durch die zweite Förderpumpe 23 unter einem der Drehzahl der Brennkraftmaschine E entsprechenden Kraftstoffdruck gefördert. Dabei gelangt der durch die zweite Förderpumpe 23 geförderte Kraftstoff über den Kraftstoffansaugkanal 9 in den Pumpenarbeitsraum 10 und wird von dort aus durch die Verschiebung des Kolbens (in der Abbildung) nach rechts unter Druck gefördert und über die Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine E durch Einspritzen zugeführt. In dem Zeitpunkt, im welchen die Querbohrung 5h bei der Hubbewegung des Kolbens 5 vom Ringschieber 7 freigegeben wird, sodaß sie in die Überströmkammer 24 hineinmündet, ist die Einspritzung des Kraftstoffes beendet. Da jedoch die Lage des Ringschiebers in Abhängigkeit von der Stellung des Beschleunigungshebels der Brennkraftmaschine E über den Hebel 26 veränderbar ist, kann das oben erwähnte Ende der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine E gesteuert werden. In gleicher Weise ist die durch die Querbohrung 5^in die Überströmkammer 24 strömende Kraftstoffmenge ein Maß für die Last der Brennkraftmaschine E,andererseits gelangt der durch die erste Förderpumpe 17 aus dem Kraftstoffvorrats-

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behälter 18 geförderte Kraftstoff in den Druckraum 21 und kann darüber'hinaus über die Druckleitung 20, die Verbindungsleitung 22a, die Bohrung 28a im Kolben 28, die Verbindungsleitung 22b und die Rückströmleitung 25b wieder" in den Kraftstoffvorratsbehälter 18 zurückfließen. . Dabei wirkt der Förderdruck auf den Kolben 16 und verdreht über den Hebel 13 den Rollenring 4 um die Achse der Antriebswelle 2, sodaß die Periode der Hin- und Herbewegung des Kolbens 5 geändert wird. Dies hat zur Folge, daß der Einspritzzeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine E ebenfalls geändert wird. Somit ändert sich also der Kraftstofförderdruck der ersten Förderpumpe 17 und der zweiten Förderpumpe 23 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine E und wird auch der oben erwähnte EinspritzZeitpunkt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine E geändert.

Es ist jedoch weiterhin ein Drucksteuerventil 32 vorgesehen, in dem der Druckraum 29 über die Verbindungsleitung 31 und die Rückströmleitung 25a mit dem Überströmraum 24 verbunden ist. Der über die Querbohrung 5b des Entlastungskanals 5& in den Überströmraum 24 fließende Kraftstoff, dessen Abfluß zum Kraftstoffvorratsbehälter 18 durch die Drossel' 33 gebremst wird erzeugt also einen Druck, der in dem Druckraum 29 wirkt. Entsprechend diesem Kraftstoffdruck wird der Kolben 28 entgegen der Kraft der Feder 30 verschoben, was zur Folge hat, daß der Durchströmquerschnitt zwischen der Verbindungsleitung 22a bzw. der Verbindungsleitung 22b und der im Kolben 28 vorgesehenen Bohrung 28a geändert wird, was gleichzeitig eine Änderung der über das Drucksteuerventil 32 abströmenden Kraftstoff menge bedeutet. Der den Kolben 16 beaufschlagende Kraftstofförderdruck der ersten Förderpumpe 17 wird somit ebenfalls verändert. Mit dieser Einrichtung wird folglich erreicht, daß der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung entsprechend der Menge des am Ringschieber 7 überströmenden Kraftstoffes geändert wirdo Damit kann gesagt werden, daß sich der Kraft-

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stoffeinspritzzeitpunkt nicht nur in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine sondern auch in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschinen E gesteuert werden kann,' da der das Drucksteuerventil 32 steuernde Kraftstoffdruck abhängig von der Lage des Ringschiebers bzw. von der Last der Brennkraftmaschine E ist.

Im konkreten Fall spielt sich der Vorgang so ab: Wenn man bei einer Zunahme der Last der Brennkraftmaschine E plötzlich eine Verschiebung des Ringschiebers 7 nach rechts (in der Abbildung) hervorruft, wird das Ende der Kraftstoffeinspritzung verzögert und die Menge des in die Brennkraftmaschine E eingespritzten Kraftstoffes erhöht. Gleichzeitig wird die Menge des in den Überströmraum 24 abströmenden Kraftstoffes verringert, der Druck im Druckraum 29 ebenfalls verringert und der Kolben 28 durch die Kraft der Feder 30 (entsprechend der Abbildung) nach rechts verschoben. Dadurch wird der Durchtrittsquerschnitt zwischen den Verbindungsieitungen 22a und 22b verkleinert und der durch die erste Kraftstofförderpumpe 17 geförderte Kraftstoff druck erhöht. Die Erhöhung des Kraftstoffdrucks bewirkt. eine Verschiebung des Kolbens 16 entgegen der Kraft der Feder nach rechts, wodurch der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt eine Vinkelvorverstellung erfährt.- Es dürfte sich von selbst verstehen, daß im Fälle einer Verringerung der Last der Brennkraftmaschine E der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt genau entgegengesetzt zu dem oben beschriebenen Falle eine Winkelrückverstellung erfährt.

In der vorstehenden Beschreibung wurde als praktisches Ausführung sbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Verteilerkraftstoff einspritzpumpe von der Bauart gezeigt, bei v/elcher der Ringschieber 7 durch den Beschleunigungshebel der Brennkraftmaschine E verschoben und dadurch das Kraftstoffeinspritzende verändert wird. Bei einer anderen Ausführung der Kraftstoff einspritzpumpe, beispielsweise von der Bauart, bei welcher

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der oben erwähnte Ringschieber durch den Kraftstofförderdruck einer Förderpumpe verschoben wird, kann selbstverständlich die vorliegende Erfindung ebenfalls angewandt werden.

Da in der oben beschriebenen Weise gemäß der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt nicht nur in Abhängigkeit von der Drehzahl, sondern auch von der Last der Brennkraftmaschine E gesteuert werden kann, besitzt die Erfindung den wesentlichen Vorteil, daß es auf diese Weise möglich wird, den Kraftstoff jeweils in demjenigen Einspritzzeitpunkt in die Brennkraftmaschine E einzuspritzen, der entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine E am günstigsten ist.

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Claims

Ansprüche

M. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem durch einen Nockenantrieb angetriebenen Pumpenkolben, von dessen Kraftstoffördermenge zur Änderung der Einspritzmenge ein Teil durch Aufsteuern eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraumes abströmt und mit Änderung des Einspritzzeitpunktes durch Verstellen des Hbckenantriebs durch einen Kolben, der vom Drehzahl abhängigen Förderdruck einer synchron mit der Einspritzpumpe angetriebenen Kraftstofförderpumpe beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der resultierende Druck der über den Entlastungskanal (5a) abströmenden Kraft stoff menge als Steuerdruck für ein Drucksteuerventil (32) des ITörderdrucks der Kraft stof förderpumpe (17) dient.
2. Kraft stoff einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auf steuerstelle (5b > 7) des Entlastungskanals (5&) über eine Rückströmleitung (25a, 25b), die eine Drossel (33) enthält,mit dem Kraft stoff vorratsbehälter (18) verbunden ist, wobei stromaufwärts der Drossel (33) eine Verbindungsleitung (31) zum Drucksteuerventil (32) abzweigt.

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3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das. Drucksteuerventil (32) aus einem in eiiem Zylinder (27) gegen die Kraft einer Feder (30) durch den Steuerdruck verschiebbaren Kolben.(28) besteht, wobei der Kolben eine Bohrung (28a) oder Ringnut zur Aufsteuerung einer durch den Zylinder führenden Verbindungsleitung·(22a, 22b) von der Förderdruckseite der Förderpumpe (17) zum Kraftstoffbehälter (18) besitzt.
4·. Kraftstoff einspritzpumpe nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (5a) im Pumpenkolben (5) verläuft und eine Querbohrung (5t») besitzt, die durch einen von einem Kraftstoffmengenänderung shebel verstellbaren Ringschieber steuerbar ist.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschieber (7) durch den Kraftstoff order druck einer Förderpumpe verschiebbar ist.

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