DE2629847A1

DE2629847A1 - Vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff

Info

Publication number: DE2629847A1
Application number: DE19762629847
Authority: DE
Inventors: Alan Conway Green
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1975-07-05
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2317505B1; US4080109A; BR7604346A; IT1061447B; AR216055A1; CA1056674A; GB1555482A; JPS528228A; ES449578A1; JPS616249B2; FR2317505A1

Description

L 66 P 104

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED,

Great King Street, Birmingham, England

Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe zur Einbringung des Kraftstoffes in einem steuerbaren Verhältnis und mit einer Förderpumpe, die der Einspritzpumpe bei jedem Füllhub Kraftstoff zuführt, mit einer Drosselvorrichtung zur Regelung der der Einspritzpumpe durch die Förderpumpe zuzuführenden Kraftstoffmenge und mit einem vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagten Regelorgan der Einspritzpumpe zur Veränderung des EinspritzZeitpunktes.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung derart, daß auf einfache und zweckmäßige Weise eine Regulierung des EinspritzZeitpunktes für verschiedene Einstellungen der Drosselvorrichtung erhalten werden kann.

Gemäß der Erfindung soll zur Lösung dieser Aufgabe die gattungsgemäße Vorrichtung eine Ventilvorrichtung umfassen, die in der Lage ist, einen Flüssigkeits-

609883/0907

druck zu schaffen, der bei Zunahme der Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung zunimmt, eine erste, nicht regelbare Öffnung, durch die der Flüssigkeitsdruck der flüssigkeitsdruckbeschlagten Vorrichtung zugeführt wird, eine zweite, nicht regelbare öffnung, durch die Flüssigkeit von der stromabwärtigen Seite der ersten, nicht regelbaren öffnung zu einem Abfluß fließen kann und eine regelbare Öffnung, die betriebsbereit ist, den Druck, der der flüssigkeitsdruckbeschlagten Vorrichtung zugeführt wird, zu verändern, wobei die Größe der regelbaren Öffnung durch die Einstellung der Drosselvorrichtung bestimmt wird.

Gemäß einem v/eiteren Zlerkmal der Erfindung ist die regelbare Öffnung in Strömungsrichtung gesehen hinter der zweiten, nicht verstellbaren öffnung angeordnet, wobei die Drosselung, die durch die regelbare Öffnung erzielt wird, zunimmt, wenn die Kraftstoffmenge, die der Einspritzpumpe zugeführt wird, abnimmt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die regelbare Öffnung parallel mit der ersten, nicht regelbaren Öffnung verbunden, wobei die Drosselung, die durch die regelbare Öffnung erzielt wird, abnimmt, wenn die Kraftstoffmenge, die der Einspritzpumpe zugeführt wird, abnimmt.

609883/0907

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung das erste Beispiel,

Fig. 2 in schematischer, größerer Darstellung

eine Ansicht eines Teiles der Vorrichtung der Fig. 1 ,

Fig. 3 in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung das zweite Ausführungsbeispiel und

Fig. 4 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine Einzelheit der Anordnung gemäß Fig.

Gemäß Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einspritzpumpe auf, die in ihrer _t Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist und deren drehbares Verteilerglied mit 11 bezeichnet ist, das innerhalb eines nicht gezeigten Teiles des Gehäuses der Vorrichtung untergebracht ist, wobei das Verteilerglied so ausgelegt ist, daß es in zeitlich abgestimmter Beziehung von

609883/0907

dem dazugehörigen Motor angetrieben wird. In dem Verteiler ist eine diagonal verlaufende Bohrung angeordnet, die ein Paar Pumpenkolben 12 aufnimmt, die bei Drehung des Verteilergliedes durch das Zusammenwirken von Rollen an den äußeren Enden der Kolben, die in die innere Peripherie eines ringförmigen Nockenringes 13 eingreifen, nach innen bewegt werden, wobei am Innenumfang des Nockenringes 13 Paare von sich nach innen erstreckenden Nocken angeformt sind.

Der durch die Einspritzpumpe während ihrer Einspritzhübe verdrängte Kraftstoff wird in bekannter Weise auf Einspritzdüsen verteilt, die den Brennräumen des dazugehörigen Motors zugeordnet sind.

Der Nockenring 13 ist in Umfangsrichtung verstellbar, um den Einspritzzeitpunkt des Kraftstoffes in den dazugehörigen Motor zu bestimmen. Zu diesem Zweck ist der Nockenring mit einem Stift 14 versehen, der in eine Rastnut des flüssigkeitsdruckbeschlagten Kolbens einer hydraulischen Verstellvorrichtung eingreift. Der Kolben steht auf der dem Flüssigkeitsdruck abgekehrten Seite unter der Wirkung einer Rückstellfeder 16, die sich am den Kolben führenden Zylinder abstützt. Wenn

609883/0907

sich der Kolben 15 unter Wirkung der Feder 16 bewegt, wird der EinspritzZeitpunkt des Kraftstoffes verzögert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ferner eine Förderpumpe 17, die zweckmäßigerweise ein drehbares Teil besitzt, das auf dem Verteilerglied 11 befestigt ist. Die Förderpumpe saugt Kraftstoff aus einem nicht gezeigten Kraftstoffbehälter an. Der Förderdruck der Förderpumpe wird durch ein Ventil 18 geregelt derart, daß der Förderdruck der Förderpumpe bei Zunahme der Betriebsgeschwindigkeit des dazugehörigen Motors ebenfalls zunimmt.

Die Kraftstoffmenge, die von der Einspritzpumpe bei jedem Einspritzhub gefördert wird, wird durch die Kraftstoffmenge, die ihr während ihrer Füllhübe durch die Förderpumpe zugeführt wird, bestimmt, und der Kraftstoff, der zu der Einspritzpumpe fließt, wird durch die Drosselvorrichtung 19 geregelt. Im Beispiel gemäß Fig. 1 umfaßt die Drosselvorrichtung ein um seine Längsachse verdrehbares, zylindrisches Drosselteil 20, das innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet ist, und seine Stellung ist teilweise durch einen mechanischen Regler bestimmt, der auf die Antriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung

— 6 —

609883/0907

reagiert und teilweise durch die Einstellung eines Teiles, das durch das Bedienungspersonal des Motors steuerbar ist. Zweckmäßigerweise ist das Drosselteil innerhalb einer im Gehäuse gebildeten Bohrung angeordnet und ragt aus der Bohrung bis zur Berührung mit einem Anschlag 21 heraus. Das andere Ende des Drosselteils unterliegt dem Förderdruck der Förderpumpe, und in dem Drosselteil ist eine Axialnut angeordnet, die verstellbar mit einer in der Zylinderwand, in der das Drosselteil angeordnet ist, gebildeten Öffnung 23 zusammenarbeitet. Die Öffnung 23 wird mittels weiterer Öffnungen und Durchgänge in Gehäuse und Verteilerglied mit der Einspritzpumpe während deren Füllhüben in Verbindung gebracht. Daher bestimmt die Winkelstellung des Drosselteils die Kraftstoffmenge, die der Einspritzpumpe während deren Füllhüben durch die Förderpumpe zugeführt wird.

Um den Einspritzzeitpunkt für den Kraftstoff einzustellen, wird der Kolben 15 mit einem unterschiedlichen Flüssigkeitsdruck beaufschlagt. Der Flüssigkeitsdruck stammt von der Förderseite der Förderpumpe, wird aber gemäß der Einstellung des Drosselteils modifiziert. Die Förderseite der Förderpumpe steht

609883/0907

mit dem Zylinder, der den Kolben 15 enthält, mittels einer ersten, nicht regelbaren Drosselstelle 24 in Verbindung, und die stromabwärtige Seite dieser Drosselstelle ist mit dem den Kolben enthaltenden Zylinder mittels eines Ventils 25 verbunden, dessen Zweck es ist, die Bewegung des Kolbens durch die Wirkung der Rollen mit den Kolben auf ein Minimum zurückzuführen. Parallel zu dem Ventil 25 ist eine kleine Drosselstelle vorgesehen, damit Kraftstoff aus dem Zylinder fließen kann, wenn der Kolben 15 durch die Feder 16 bewegt wird. Die stromabwärtige Seite der Drosselstelle 24 steht ferner mittels einer zweiten, nicht regelbaren Drosselstelle 26 und durch eine schräge Nut 28 mit einem Abfluss in Verbindung. Die nicht regelbare Drosselstelle 26 ist mit einer nicht regelbaren Verbindung 27 im Gehäuse in Serienschaltung verbunden. Die Nut 28 ist im als Drehschieber ausgebildeten Drosselteil 20 angeordnet. Wird das Drosselteil 20 in Umfangsrichtung verstellt, um dem Motor mehr Kraftstoff zuzuführen, so nimmt die Drosselung, die durch die regelbare öffnung 27 erzeugt wird, ab und durch die nicht regelbaren öffnungen 24 und 26 erfolgt ein erhöhter Kraftstoffluß mit dem Ergebnis, daß der dem Kolben 15

— 8 —

609883/0907

zugeführte Druck verringert wird. In Fig. 2 sind die Nut 22 und die Nut 28 ebenso wie die dazugehörigen öffnungen schematisch dargestellt.

In Fig. 2 werden statt der Nuten die öffnungen als bewegt dargestellt, um eine Winkelbewegung des Drosselteils anzuzeigen. Die mit A gekennzeichnete gestrichelte Lage der öffnungen zeigt die Lage, in der dem Motor die größtmögliche Kraftstoffmenge zugeführt wird, d.h. wenn der Motor mit voller Belastung arbeitet. Daraus geht hervor, daß die öffnung, die zu der Nut 28 gehört, ungefähr zur Hälfte abgedeckt ist, jedoch nicht bedeckt ist, wenn das Drosselteil bewegt wird, um die Kraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt wird, zu verringern. Daher nimmt der dem Kolben 15 zugeführte Druck zu, wenn die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge abnimmt. Zweckmaßigerweise ist die durch die regelbare öffnung 27 gebildete Drosselung geringer, als die, die durch die nicht regelbare öffnung 26 gebildet wird, wenn die Vorrichtung die größte Kraftstoff menge zuführt.

Der Anschlag 21 ist einstellbar, um die Ansprechgeschwindigkeit bei Voll-Last und bei Teil-Last unabhängig voneinander einstellen zu können.

609883/0901

Die Lage der öffnungen 26 und 27 kann vertauscht werden. Wenn der Förderdruck der Förderpumpe 17 beim Start des Hotors niedrig ist, würde ein unerwünschter Kraftstoffverlust durch die ilut 28 auftreten. Das wird dadurch vermieden, daß nächst zu der Öffnung 26 und der durch die Wut 28 gebildeten veränderlichen öffnung ein Druckventil 32 vorgesehen ist.

In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, in der, wo möglich, dieselben Bezugszahlen verwendet wurden, befindet sich die erste nicht regelbare Drosselstelle 24 in genau derselben Lage wie die entsprechende Drosselstelle des Beispiels der Fig. 1. Die zweite nicht regelbare Drosselstelle 29 verbindet die stromabwärts liegende Seite der ersten, nicht veränderlichen Drosselstelle 24 direkt mit einem Abfluß und die verstellbare öffnung 30 ist parallel mit der nicht regelbaren Drosselstelle 24 verbunden. Das wird dadurch erreicht, daß die schräge Nut 31 nicht mit einem Abfluß verbunden ist, sondern mit der Förderseite der Förderpumpe. Dieser Unterschied wird in Fig. 3 und auch in Fig. 4 dargestellt. Die Anordnung ist so, daß, wenn das Drosselteil 20 bewegt wird, um die Kraftstoffmenge, die dem Motor zugeführt wird, zu erhöhen, die durch die verstellbare Drosselstelle

- 10 -

609883/0907

erzielte Drosselung abnimmt, so daß der Druck der dem Kolben 15 zugeführt wird, ebenfalls abnimmt. Die veränderliche Öffnung 30 ist so angeordnet, daß sie bei voller Last vollständig geschlossen ist. Daher hängt der Druck bei voller Last von den relativen Größen der nicht regelbaren Drosselstellen 24 und 29 und von dem Förderdruck der Förderpumpe ab. Auch hier ist für das Drosselteil ein verstellbarer Ans ag vorgesehen, um den Verhältnissen bei Voll-Last und Teil-Last Rechnung tragen zu können.

Wie auch im Beispiel der Fig. 1 kann ein Druckventil (nicht gezeigt) stromabwärts von der Öffnung 29 vorgesehen werden, um einen Kraftstoffverlust durch diese Öffnung bei niedrigem Förderdruck der Förderpumpe zu vermeiden.

Es versteht sich, daß andere Formen von Drosselvorrichtungen vorgesehen werden können und daß ein hydraulischer Regler anstatt eines mechanischen Reglers zur Bestimmung der Einstellung des einstellbaren Drosselteils verwendet werden kann.

- 11 -

609883/0907

Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine mit einer Einspritzpumpe zur Einbringung des Kraftstoffes in einem steuerbaren Verhältnis und mit einer Förderpumpe, die der Einspritzpumpe bei jedem Füllhub Kraftstoff zuführt, mit einer Drosselvorrichtung zur Regelung der der Einspritzpumpe durch die Förderpumpe zuzuführenden Kraftstoffmenge und mit einem vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagten Regelorgan der Einspritzpumpe zur Veränderung des Einspritzzeitpunktes, gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung zur Schaffung eines bei Zunahme der Betriebsgeschwindigkeit zunehmenden hydraulischen Druckes, der durch eine erste, nicht regelbare öffnung den vom hydraulischen Druck zu beaufschlagten Vorrichtungsteilen zugeführt wird, gekennzeichnet ferner durch eine zweite, nicht regelbare öffnung, um Flüssigkeit von der stromabwärtsliegenden Seite der ersten, nicht regelbaren öffnung zu einer Drainage gelangen zu lassen und schließlich gekennzeichnet durch eine dritte, regelbare öffnung zur Veränderung des den vom

- 12 -

609883/0907

hydraulischen Druck zu beaufschlagenden Vorrichtungsteilen zuzuführenden Druckes, wobei die Regelung dieser Öffnung von der Stellung der Drosselvorrichtung abhängig ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Öffnung hinter einer zweiten, nicht regelbaren Öffnung angeordnet ist, wobei der Grad der Drosselung, der durch die regelbare Öffnung zu erzielen ist, zunimmt, wenn die der Einspritzpumpe zugeführte Kraftstoffmenge abnimmt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Öffnung mittels der Drosselvorrichtung verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Drosselung, der durch die regelbare Öffnung zu erzielen ist, geringer ist, als der, der durch die zweite, nicht regelbare Öffnung erzielt wird, wenn die Vorrichtung so eingestellt ist, daß sie die größte Kraftstoffmenge liefert.

- 13 -

609883/0907
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Förderpumpe geförderte Kraftstoff die Regelflüssigkeit bildet und daß die Vorrichtung ein Druckventil umfaßt, das geeignet ist, den Kraftstoffluß durch die regelbare Öffnung auf ein Miniraum zurückzuführen, wenn der Ausflußdruck der Förderpumpe gering ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Öffnung parallel mit der ersten, nicht regelbaren öffnung verbunden ist, wobei der Drosselungsgrad, der durch die veränderliche Öffnung erzielt wird, abnimmt, wenn die der Einspritzpumpe zugeführte Kraftstoffmenge abnimmt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die regelbare Öffnung mittels der Drosselvorrichtung verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung ein axial bewegliches und in ümfangsrichtung verstellbares, in einem Zylinder befindliches rotationssymmetrisches Teil ist, dessen eines Ende von dem Förderdruck der

- 14 -

609883/0907

Förderpumpe beaufschlagt ist, eine Anschlagvorrichtung zur Beschränkung der axialen 3ewegung des Teiles, wobei die veränderliche öffnung durch eine öffnung in der Zylinderwand gebildet wird und eine schraubenförmige Nut umfaßt, die auf die Öffnung eingestellt ist, wobei die Nut mit der Drainage in Verbindung steht, der Zylinder eine weitere Öffnung besitzt und das Teil eine axiale Nut besitzt, die mit dem einen Ende des Zylinders in Verbindung steht und der Grad der Einstellung der weiteren öffnung und der axialen Nut durch die Einstellung des Teiles in Umfangsrichtung bestimmt wird, um dadurch die der Einspritzpumpe zugeführte Kraftstoffmenge zu bestimmen, wobei die Anschlagvorrichtung einstellbar ist, um die wirkungsvolle Größe der veränderlichen Öffnung für eine bestimmte Winkelstellung des Teiles zu bestimmen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung ein axial bewegliches und in Umfangsrichtung verstellbares Teil, das innerhalb des Zylinders angeordnet ist, umfaßt, wobei ein Ende des Teiles mit dem Förderdruck der Förderpumpe beaufschlagt wird, eine Anschlagvorrichtung zur Beschränkung der axialen Bewegung des

- 15 -

609883/0907

- 15 -

Teiles, wobei die veränderliche öffnung durch eine öffnung in der Zylinderwand gebildet wird und eine schraubenförmige Nut umfaßt, die auf die öffnung eingestellt ist, wobei sich die Nut von dem einen Ende des Teiles ausstreckt, der Zylinder von dem einen Ende des Teiles, und der Zylinder eine weitere öffnung und das Teil eine axiale Nut besitzt, die mit dem einen Ende des Zylinders in Verbindung steht, wobei das Maß der Einstellung der weiteren öffnung und der axialen Nut durch die Winkeleinstellung des Teiles bestimmt wird, um dadurch die der Einspritzpumpe zugeführte Kraftstoffmenge zu bestimmen, wobei die Anschlagvorrichtung einstellbar ist, so daß die wirkungsvolle Größe der veränderlichen öffnung für eine bestimmte Winkeleinstellung des Teiles bestimmt wird.

609883/0907

Leerseite