DE2454712A1

DE2454712A1 - Pumpvorrichtung zum einspritzen fluessigen kraftstoffs in brennkraftmotor

Info

Publication number: DE2454712A1
Application number: DE19742454712
Authority: DE
Inventors: James Charles Potter
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1973-11-20
Filing date: 1974-11-19
Publication date: 1975-05-22
Also published as: JPS5083625A; FR2251725B1; BR7409682A; FR2251725A1; ES432364A1

Description

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COHAUSZ & FLORACK

PATE NTANWALT S BÜRO . 9 Λ ζ Λ 7 1 9

D-4 DÜSSELDORF .'SCHUMANNSTR 97 ^ ^

PATEKTANWA1TE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF · Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

C.A.Y. Limited .

¥ell Street

GB-Birmingham 18. November 1974

Pumpvorrichtung zum Einspritzen flüssigen Kraftstoffs in Brennkraftmotor

Die Erf&adung betrifft eine Pumpvorrichtung zum Einspritzen flüssigen Kraftstoffs in einen Brennkraftmotor, in einer Ausführung mit einer Einspritzpumpe, die zum Antreiben synchron zum Brennkraftmotor eingerichtet ist, einer Speisepumpe zum Zuleiten von Kraftstoff zur Einspritzpumpe, wobei die Speisepumpe eine Verdrängungspumpe ist und mit einer Drehzahl angetrieben wird, die proportional zur Drehzahl des zugehörigen Brennkraftmotors ist, sowie Kraftstoff über den Bedarf des Brennkraftmotors hinaus liefert, einer Kraftstoffregelung mit einer Regelblende, die zum Regeln der der Einspritzpumpe zugeleiteten Kraftstoffmenge angeordnet ist, und einer Überströmventilanordnung, die zum Regeln des Abgabedrucks der Speisepumpe durch Ableiten von Kraftstoff zu einem Abfluß vom Auslaß der Speisepumpe betätigbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung in einfacher und zweckmäßiger Form vorzusehen.

Erfindungsgemäß ist eine Pumpvorrichtung für flüssigen Kraftstoff der vorstehend genannten Art vorgesehen, bei der die Überströmventilanordnung ein erstes und ein zweites Ventil aufweist, die jeweils einen Stößel haben, der durch unter Druck stehenden Kraftstoff, der von dem Auslaß der Speisepumpe abgeleitet ist, gegen die Wirkung von Federmitteln so bewegbar ist, daß die Größe einer Öffnung reguliert wird, durch die Kraftstoff vom Auslaß zum Abfluß ableitbar ist, wobei die beiden Ventile unterschiedliche Betriebscharakteristiken haben, derart, daß die erforderliche Änderung des Abgabedrucks der Speisepumpe über den Drehzahlbereich des Brennkraftmotors hinweg entsteht.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eines der Ventil· mit einem Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des "betreffenden Stößels gegen die Wirkung der Federmittel versehen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind ι

Fig. 1 ein Schnitt durch die Vorrichtung,

Pig. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung, die in Pig. 1 nicht zu sehen ist, und

Fig· 3> 4» 5 und 6 die Darstellung von Betriebsoharakteristiken des Ventils oder der Ventile, das bzw. die in die Vorrichtung eingebaut ist bzw. sind.

Gemäß der Darstellung in Pig. 1 ist ein Gehäuseteil 10 vorgesehen, in dem ein rotierender zylindrischer Verteiler 11 sitzt, der synchron zum Brennkraftmotor angetrieben wird, dem die Vorrichtung zugeordnet ist. An einem Ende des Verteilers ist eine sich quer erstreckende Bohrung 12 vorgegeben, in der zwei*I Pumpstößel 15 sitzen, die durch mehrere Paare Nocken nach innen bewegbar sind, welche an einem ringförmigen Nockenring 14 sitzen, der den Verteiler an dieser Stelle umschließt. Der Nockenring sitzt im Gehäuseteil und kann eine begrezte Winkelbewegung um die Drehachse des Verteilers 11 herum ausführen, und zwischen den Stößeln und den Nocken sitzen jeweils Rollen 15· Die Stößel bilden zusammen mit den Nocken eine Einspritzpumpe.

Die Bohrung 12 steht mit einem Längskanal 16 in Verbindung, der in den Verteiler eingeformt ist und der an einer Stelle mit einem radial angeordneten Abgabekanal 17 in Verbindung steht, welcher nacheinander mit dem Drehen des Verteilers zum Fluchten mit mehreren Auslaßöffnungen vorgesehen fet, die in den Körperteil eingeformt sind. Die Auslaßöffnungen stehen mit den Einspritzdüsen des zugehörigen Brennkraftmotors in Verbindung, und die Verbindung zwischen dem Abgabekanal 17 und einer der Auslaßöffnungen 18 erfolgt während der Zeit, zu der die Stößel I3 durch die Nocken nach innen bewegt werden.

An einer anderen Stelle steht der Längskanal 16 mit mehreren radialen

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Einlaßkanälen 19 in Verbindung, die nacheinander zum Fluchten mit der Drehung' des Verteilers mit einer Einlaßöffnung 20 vorgesehen sind, die in den Gehäuseteil eingeformt ist und der "flüssigef Kraftstoff durch eine Speisepumpe 21 zugeführt wird. Die Speisepumpe befindet sich im Gehäuseteil, und deren rotierender Toil wird vom Verteiler angetrieben. Die Speisepumpe hat einen Einlaß 22, der mit einer Kraftstoffquelle verbunden ist, was noch zu erläutern sein wird, und deren Auslaß 25 ist zum Abgeben von Kraftstoff zur Einlaßöffnung 20 über eine Drossel 24 eingerichtet, die eine Regelblende aufweist. Die Verbindung zwischen einem der Einlaßkanäle I9 und der Einlaßöffnung 20 erfolgt, während den Stößeln die Möglichkeit gegeben wird, durch die Nocken, nach außen zu-wandern, und wenn diese Verbindung hergestellt wird, fließt eine bestimmte Menge Kraftstoff zur Querbohrung 12, wobei' die Kraftstoffmenge durch die Einstellung der Drossel 24 bestimmt wird.

Wie vorstehend bemerkt worden·ist, ist der Nockenring I4 im Gehäuseteil im Winkel bewegbar, so daß das Timing für den Beginn der Abgabe von Kraftstoff zum Brennkraftmotor geändert werden kann. Um die Nocken zu bewegen, ist in bekannter Weise ein druckmittelbetätigbarer Kolben 26 vorgesehen, der mit dem Nockenrihg I4 durch einen Stift 27 verbunden ist. Ferner nimmt der Kolben 26 ein Servoventil auf, das nicht dargestellt ist und das dem Abgabedrück der Speisepumpe über einen Kanal 32A zugeleitet wird. Das Servoventil bestimmt die Zuleitung von Kraftstoff unter Druck wiederum vom Auslaß der Speisepumpe, und dieser Kraftstoff fließt durch den Kanal 35. Die Verbindung des Kanals 35 mit dem Auslaß der Speisepumpe ist intermittierend und wird durch mehrere axial angeordnete Nuten 34A bestimmt, die am Verteiler vorgesehen sind. " ^:

Die Speisepumpe 21 ist eine Verdrängungspumpe und enthält zweckmäßigerweise Lamellen. Die Speisepumpe ist so ausgelegt, daß sie Kraftstoff erheblich über den Bedarf des Brennkraftmotors' hinaus liefert.

In Fig. 2 ist eine Ventilanordnung gezeigt, die zur Bestimmung des Abgabedrucke der Speisepumpe betätigbar ist. Die Ventilanordnung ist zur Bestimmung des Abgabedrucks der Speisepumpe eingerichtet. .

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Die Ventilanordnung weist einen Körperteil 26 auf, der zur Befestigung am Gehäuseteil 10 der Vorrichtung vorgesehen ist. In den Körperteil sind zwei Blindlöcher 37» 38 eingeformt, deren offene Enden durch Stöpsel 39» 40 verschlossen sind. Der Stöpsel 39 ist mit einem Einlaß 41 versehen, der im Gebrauch mit einer Kraftstoffquelle verbunden ist. Ferner stehen die Löcher 37» 38 miteinander durch Verbindungskanäle 42, 43 in Verbindung. Der Kanal 42 befindet sich im wesentlichen in der Mitte zwischen den Enden der Löcher, und der Kanal 45 befindet sihh am Blinden Ende der Löcher.

In den Körperteil 36 sind ferner Verbindungsöffnungen 44» 45 eingeformt, und wenn der Körperteil und der Gehäuseteil miteinander montiert sind, fluchtet die Öffnung 44 mit der öffnung 22, während die Öffnung 45 iß eine Verbindung mit dem Auslaß 23 deer Speisepumpe gesetzt wird.

Die Löcher 37 und 38 nehmen ein erstes bzw. ein zweites Überströmventil 46 bzw. 47 auf. Die Ventile sind im wesentlichen identisch, und die Beschreibung der Konstruktion der Ventile erfolgt unter Bezugnahme auf das Ventil 47. Das Ventil weist eine Hülse 4⁸ auf, in der sich eine zylindrische Bohrung 49 befindet. Die Hülse ist mit einem pa:ipheren Plansch 50 versehen, der gegen einen Absatz gehalten wird, welcher in der Bohrung 38 gebildet ist, und zwar mittels einer Schraubendruckfeder 5I· Ein Ende der Feder 5I legt sich gegen ein Federwiderlager 52, das dazu dient, das angrenzende Ende der Bohrung 49 zu verschließen. Das andere Ende der Feder 51 greift am Stößpsel 40 an.

In der Bohrung 49 befindet sich ein Stößel 53» und dieser ist durch eine Sohraubendruckfeder 54 vorgespannt, die zwischen dem Stößel 53 und dem Widerlager 52 sitzt. Der Stößel wird dem Druck von Kraftstoff am Auslaß der Pumpe durch den Kanal 43 und die öffnung 45 ausgesetzt, und er wird durch diesen Druck gegen die Kraft bewegt, die von der Feder 54 ausgeübt wird, um die effektive'Größe einer Überströmöffnung 55 zu bestimmen. Mit dem Freilegen der Überströmöffnung kann Kraftstoff durch die Öffnung fließen und im Falle des zweiten Ventils durch den Kanal 42 zum Einlaß der Speisepumpe zurückkehren. Die Feder 54

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erheblich schwächer als die Feder 51, und diese kann lediglich als eine Lokalisierungsfeder für die Hülse 48 angesehen werden, die den Ventilkörper bildet.

Die Konstruktion des Ventils 46 ist identisch mit der des Yentils 47 mit der Ausrahme, daß das Ventil 46 im betreffenden Ausführungsbeispiel mit einer Anschlagschraube 56 versehen ist, die in das Widerlager 52a eingeschraubt ist, so daß das Maß der Bewegung des Stößels des Ventils 46 bestimmt werden kann» In allen anderen Hinsichten ist das Ventil jedoch identisch, jedoch umschließt das Äquivlalent der Feder 51 ein ringförmiges Filterelement 57» durch das der gesamte durch den Einlaß 4I fließende Kraftstoff auf seinem Weg durch den Kanal 44 zum Einlaß der Speisepumpe geht. Das Ventil 46 dient auch zur Darstellung des Vorsehens einer weiteren Feder 58» deren Aufbabe darin besteht, ein Anfüllen der Speisepumpe mit Kraftstoff zu ermöglichen. Wenn Kraftstoff unter Druck dem Einlaß zugeleitet wird, wird der Stößel 53 gegen die Feder 58 gedruckt und ermöglicht ein Fließen von Kraftstoff in den Auslaß der Speisepumpe.

In Fig. 3,4» 5 und 6 sind, wie in Fig. 3 angedeutet, die Abgabedrücke der Speisepumpe gegen die Drehzahl gezeigt. Fig. 3 zeigt die Charakteristik, die man erhält, wenn nur ein Ventil eingesetzt wird. Das kann äals das Ventil 46 angesehen werden, und der erste Teil der Charakteristik entsteht, wenn die Überströmöffnung 55 durch den Stößel geschlossen wird. Mit höher werdendem Abgabedruck bei zunehmender Drehzahl wird der Stößel bewegt, und die Öffnung wird geöffnet. Danach ist"die Charakteristik im wesentlichen gerade. Es ist jedoch wichtig zu beachten, daß die in Fig. 3 erahaltende Charakteristik nur dann entsteht, wenn die Öffnung sich in ihrer Fläche mit der Bewegung des Stößels weiter vergrößern kann. Fig. 4 zeigt die Situation dann, wenn die Stößelbewegung absichtlich durch die Anschlagschraube 56 beendet wird. Wie erisichtlich, ist die Charakteristik im wesentlichen identisch, bis der Pumpt A erreicht wird. Das ist der Punkt, an dem der Stößel an einer weiteren Bewegung gehindert wird. Danach nimmt der Abgabedruok der Speisepumpe mit hoher Rate zu.

Fig. 5 zeigt die Situation, die entsteht, wenn die in Fig. 2 gezeigte

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Ventilanordnung verwendet wird, wobei die Anschlagschraube 56 jedoch nicht in Punktion tritt, um die Bewegung des betreffenden Stößels zu begrenzen. Wie ersichtlich ist, sind jedoch die Eaten der Federn 54 unterschiedlich. Der erste Teil der Charakteristik entsteht wie beim Beispiel, das in Fig. 3 gezeigt ist, wenn beide Stößel die betreffenden Überströmöffnungen 55 bedecken. Der zweite Teil der Charakteristik entsteht, wenn der Stößel des Ventils 46 die betreffende Überstromöffnung öffnet, und der dritte Teil der Charakteristik entsteht, wenn das Ventil 47 in Funktion gesetzt wird und dessen Stößel mit dem Freilegen der betreffenden Überströmöffnung beginnt. Während dieser Zeit kann man natürlich sagen, daß die beiden Ventile im Tandem arbeiten.

Die in Fig. 6 gezeigte Charakteristik ist die, die man mit der in Fig. 2 gezeigten Anordnung erhält. Der erste Teil der Charakteristik ist der, wie er vorstehend beschrieben worden ist, und der zweite Teil der Charakteristik bis zum Punkt B ist durch das Ventil 46febestimmt. Am Punkt B wird jedoch der Stößel des Ventils 46 arretiert. Der dritte Teil der Charakteristik ist im wesentlichen der gleiche wie der dritte Teil der in Fig. 4 gezeigten Charakteristik, und am Punkt C beginnt der Stößel des Ventils 47 mit dem Freilegen der betreffenden Überströmöffnung 55·

Es versteht sich, daß der dritte Teil der in Fig. 6 gezeigten Charakteristik wegfallen kann, indem die Federraten eingestellt werden oder indem die Anschlagschraube eingestellt wird, so daß die Bewegung des Stößels des Ventils 46 in dem Augenblick aufhört,- in dem der Stößel des Ventils 47 mit dem Freilegen der betreffenden Überströmöffnung beginnt.

Es versteht sich ferner, daß das Ventil 47 mit einer Anschlagschraube versehen sein kann, um das Erreichen einer weiteren Gesamt-Druck/Drehzahl-Charakteristik zu ermöglichen.

Die untersdiedlichen Charakteristiken können in der beschriebenen Weise erreicht werden, und sie ermöglichen eine Bewegung des Kolbens 26 in einer genaueren Steuerung mit der Änderung der Drehzahl, mit der die Vorrichtung angetrieben wird. Ss versteht sich, daß im beschriebenen

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Ausführungsbeispiel nur ein einziger Kolben gezeigt ist, der auf den Abgabedruck der Pumpe anspricht. In aufwendigeren Ausführunen der Vorrichtung können jedoch weitere auf den Druck ansprechende Kolben vorgesehen sein»

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Pumpvorrichtung zum Einspritzen flüssigen Kraftstoffs in einen Brennkraftemotor, mit einer Einspritzpumpe, die zum Antreiben synchron zum Brennkraftmotor eingerichtet ist, einer Speisepumpe zum Zuleiten von Kraftstoff zur Einspritzpumpe, wobei die Speisepumpe eine Verdrängungspumpe ist und mit einer Drehzahl angetrieben wird, die proportional zur Drehzahl des zugehörigen Brennkraftmotors ist, und Kraftstoff über den Bedarf des Brennkraftmotors hinaus liefert, einer Kraftstoffregelung mit einer Regelblende, die zumr Regelung der Kraftstoffmenge eingerichtet ist, die der Einspritzpumpe zugelietet wird, einem zur Regelung des Abgabedrucks der Speisepumpe betätigbaren Überströmventil mit einem Stößel, der durch unter Druck stehenden Kraftstoff, welcher von der Abgabeseite der Speisepumpe abgeleitet ist, gegen die Wirkung von Federmittel zur Bestimmung der Größe einer öffnung bewegbar ist, durch die Kraftstoff von der Abgabeseite der Speisepumpe zu einem Abfluß ableitbar ist, und mit einem auf Druck ansprechenden Kolben, der auf den Druck von Kraftstoff zur Regelung einer Betriebsgröße der Vorrichtung anspricht, gekennzeichnet durch ein zweites Überströmventil (47) mit einem weiteren Stößel (53)» der durch den Abgabedruck der Speisepumpe (21) gegen die Wirkung weiterer Federmittel zur Regelung der Größe einer weiteren Öffnung (55) bewegbar ist, durch die Kraftstoff von der Abgabeseite der Speisepumpe (21) zu einem Abfluß ableitbar ist, wobei die Ventile (46,47) unterschiedliche Betriebscharakteristiken haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel zwei Schraubendruckfedern (51) sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federwerte der Druckfedern (5I) verschieden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß eines der Ventile (46,47) mit Anschlagmitteln (56) zur Begrenzung des Maßes der Öffnung der betreffenden Öffnung (55) versehen ist.

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