DE2643466C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffverteilereinspritzpumpe mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merk­ malen.

Solche Kraftstoffverteilereinspritzpumpen fördern dosierte Kraft­ stoffmengen nacheinander zu den verschiedenen Einspritzdüsen der Zylinder eines Verbrennungsmotors. Wenn ein solcher Verbrennungs­ motor zum Starten nach längerem Stillstand angelassen wird, wirkt sich die niedrige Anlaßdrehzahl in Kombination mit der verhält­ nismäßig niedrigen Temperatur des kalten Motors nachteilig auf den Verbrennungsprozeß aus, weil im Verbrennungsraum niedriger Druck und niedrige Temperatur herrschen. Infolgedessen ist eine von der Einspritzpumpe geförderte erhöhte Kraftstoffmenge vor­ teilhaft, bis der Start desMotors erfolgt und die normale Be­ triebsdrehzahl erreicht ist. Außerdem kann die durch die Kraft­ stoffverteilereinspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge bei der Anlaßdrehzahl wesentlich geringer sein als bei der normalen Be­ triebsdrehzahl, und zwar infolge von Leckverlusten, insbesondere wenn der Verbrennungsmotor heiß und die Viskosität des Kraft­ stoffes klein ist.

Die geförderte Kraftstoffmenge kann so gering sein, daß der Start schwierig oder unmöglich ist. Dies ist ein besonderes Problem bei kleinen Verbrennungsmotoren, bei denen die eingespritzte Kraftstoffmenge gering ist.

Bei einer bekannten Kraftstoffverteilereinspritzpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (DE-OS 24 11 782) erfolgt die Veränderung der Gesamtkraftstofffördermenge durch eine Veränderung der Hublänge der Pumpenkolben. Zu diesem Zweck ist ein Träger mit Rollenschuhen, über die die Pumpenkolben betätigt werden, axial verschiebbar, was aufwendig ist und den Aufbau der Einspritzpumpe wesentlich komplizierter macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffverteilereinspritz­ pumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sich eine Veränderung der insgesamt von der Einspritz­ pumpe förderbaren Kraftstoffmenge auf einfache Art und Weise erreichen läßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach der Erfindung sind an der Pumpe selbst zum Verändern der Gesamtkraftstoff­ fördermenge keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, denn das Zu- und Abschalten der Zusatzkraftstoffmenge zur Hauptkraftstoff­ menge erfolgt erfindungsgemäß durch ein einfaches, separates Ven­ til. Dieses zwischen zwei Stellungen umschaltbare Ventil gestattet ein vollständiges Abschalten eines der beiden Pumpenarbeitsräume. Dadurch kann auf bemerkenswert einfache Weise eine beträchtliche Veränderung der Gesamtkraftstofffördermenge erreicht werden. Au­ ßerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß zur Vergrößerung der Kraftstofffördermenge keine Veränderung, d. h. Vergrößerung der Hublänge der Pumpenkolben erforderlich ist.

Das bedeutet, daß die größere Kraftstofffördermenge beim An­ lassen innerhalb der gleichen kurzen Zeit wie die kleinere Kraftstofffördermenge nach dem Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl eingespritzt wird. Beim Anlassen wird somit auch die grö­ ßere Kraftstofffördermenge mit der gleich großen Strömungsgeschwindigkeit eingespritzt wie die kleinere Fördermenge, was zu einer verbesserten Zer­ stäubung führt und sich ebenfalls vorteilhaft auf die Anlaß­ eigenschaften des Motors auswirkt. Ab dem Erreichen der vor­ bestimmten Drehzahl hört die Förderung der Zusatzkraftstoff­ menge in den Verbrennungsmotor auf. Erst bei sehr niedriger Dreh­ zahl oder bei erneutem Anlassen desselben wird wieder die Zusatz­ kraftstoffmenge zusätzlich zu der Hauptkraftstoffmenge gefördert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Un­ teransprüchen entnehmen.

Aus der CH-PS 3 24 307 ist es dabei im Zusammenhang mit den Ansprüchen 2 und 3 an sich bekannt, durch den Förderdruck einer Zubringerpumpe gegen die Kraft einer Feder ein Ventil zu betätigen, durch das die von der Pumpe geförderte Kraftstoffmenge beeinflußt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teillängsschnittdarstellung einer Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Teilquerschnittansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilquerschnittansicht nach der Linie 3-3 in Fig. 1, und

Fig. 4 eine ausführliche Übersichtsdarstellung der Kraft­ stoffverteilereinspritzpumpe.

Die Zeichnungen zeigen eine Kraftstoffverteilereinspritzpumpe, die dazu dient, dosierte Mengen eines Kraftstoffes nacheinander den Einspritzdüsen der Zylinder eines Verbrennungsmotors zu­ zuführen. Ein Pumpengehäuse 12 (Fig. 1), das die Kraftstoffverteiler­ einspritzpumpe umschließt, hat eine Bohrung 14, in welcher ein Kopf 16 mit einer zylindrischen Bohrung 18 befestigt ist, in der ein Verteilerrotor 20 drehbar gelagert ist. Eine Stummelwelle 22 verbindet den Verteilerrotor 20 mit dem Verbrennungsmotor.

Eine Zubringerpumpe 24 empfängt den Kraftstoff aus einem Tank (nicht dargestellt) auf ihrer Saugseite 26. Die Zubringerpumpe 24 erzeugt in Verbindung mit einem Druckregler 23 einen Förderdruck, der im Verhältnis zur Motordrehzahl steht. Die Zubringerpumpe 24 fördert den Kraftstoff über eine Leitung 28 zu einem einstellbaren Dosierventil 30, welches die Kraftstoffförderung der Zubringer­ pumpe mittels eines Fliehgewichte 32 aufweisenden Zentrifugal­ reglers regelt, der die Einstellung des Dosierventils 30 in Abhängigkeit von der Drehzahl steuert.

Der Verteilerrotor 20 enthält gemäß Fig. 2 eine erste Hochdruck­ pumpe mit einem Pumpenarbeitsraum 40 zwischen zwei einander gegen­ überliegenden Pumpenkolben 34, die in einer radial angeordneten Bohrung 36 des Verteilerrotors geführt sind.

Ein Ring 46 mit nach innen vorstehenden Nocken umgibt die Pumpen­ kolben 34, so daß bei umlaufendem Verteilerrotor 20 durch in Schuhen 45 angeordnete Rollen 44, welche auf dem Ring 46 laufen, die Kontur des Ringes in nacheinander ausgeführte Pumphübe umgesetzt wird.

Der dosierte Kraftstoff strömt von dem Dosierventil 30 durch eine axiale Verteilerbohrung 42 (Fig. 1 und 4) einerseits in den Pumpenarbeitsraum 40 in dem Verteilerrotor 20, und bei Weiterdrehung des Verteiler­ rotors 20 bewirkt die Bewegung der Pumpenkolben 34, daß der Kraftstoff in dem Pumpenarbeitsraum 40 unter hohen Druck ge­ setzt wird, und zwar infolge der Rollen 44, die sich über die Nocken des umgebenden Ringes 46 bewegen. Der Kraftstoff wird dann durch die andererseits in der Umfangsfläche des Verteilerrotors mündende Verteilerbohrung 42 nacheinander zu mehreren winkelversetzt angeordneten Auslaßbohrungen geleitet, die den Verteilerrotor 20 umgeben, um den Zylindern des Verbrennungs­ motors zugeführt zu werden. Die maximale Bewegung der Pumpen­ kolben 34 nach außen wird durch die Berührung der Schuhe 45 mit den Enden einer Blattfeder 80 (Fig. 2) begrenzt. Die Positionen der Enden der Blattfeder 80 sind mittels einer Schraube 84 ein­ stellbar.

Es ist eine Vorrichtung vorgesehen zur Förderung einer Zusatz­ kraftstoffmenge beim Anlassen des Verbrennungsmotors. Diese Vor­ richtung besteht aus einer zweiten Hochdruckpumpe mit einem Pumpenarbeitsraum 40 a, welche zusammen mit der ersten Hochdruck­ pumpe, die den Pumpenarbeitsraum 40 aufweist und der Förderung einer Hauptkraftstoffmenge dient, unter Druck stehenden Kraft­ stoff während des Anlassens zu dem Verbrennungsmotor fördert.

Die zweite Hochdruckpumpe ist in Fig. 3 dargestellt und hat den gleichen Aufbau wie die in Fig. 2 dargestellte erste Hoch­ druckpumpe. Der Pumpenarbeitsraum 40 a befindet sich zwischen zwei Pumpenkolben 35, die in einer radialen Bohrung 38 geführt sind, welche parallel zu der Bohrung mit dem Pumpenarbeitsraum 40 und in axialem Abstand von derselben angeordnet ist. Die Pumphübe der Pumpenkolben 35 werden durch gleiche Nocken des Ringes 46, gleiche Rollen 44 und gleiche Schuhe 45 wie die Pumphübe der Pumpenkolben 34 gesteuert.

Der Pumpenarbeitsraum 40 a ist üblicherweise von dem Pumpen­ arbeitsraum 40 getrennt, mit diesem aber über eine aus zwei Leitungsabschnitten 49, 50 (Fig. 4) bestehende Verbindungsleitung 48 und eine Aussparung 52 in einem als axial verschiebbarer Kolben ausgebildeten Ventil 54 verbunden. Wenn sich der nunmehr mit 54 bezeichnete Kolben in seiner in Fig. 1 dargestellten rechten Stellung befindet, sind die Pumpenarbeitsräume 40 und 40 a über die Aussparung 52 miteinander verbunden, und Kraftstoff wird dem Pumpenarbeitsraum 40 a immer dann zugeführt, wenn Kraftstoff dem Pumpenarbeitsraum 40 zugeführt wird, und wird darin gleich­ zeitig mit dem Kraftstoff in dem Pumpenarbeitsraum 40 unter Druck gesetzt und gleichzeitig mit dem in dem Pumpenarbeitsraum 40 unter Druck gesetzten Kraftstoff durch die Verteilerbohrung 42 gefördert, um die Kraftstoffmenge zu erhöhen, die pro Pumphub zu den Einspritzdüsen gefördert wird.

Die Steuerung der Verbindung zwischen den Leitungsabschnitten 49 und 50 erfolgt in Abhängigkeit von der Drehzahl. Der Kolben 54 ist in einer Bohrung 56 geführt und wird durch eine Feder 58 in die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Stellung gedrückt, in welcher die Aussparung 52 die Leitungsabschnitte 49 und 50 miteinander verbindet.

Eine Zuführleitung 60 ist mit der Druckseite der Zubringerpumpe 24 verbunden, so daß während des Betriebes des Verbrennungsmotors ein Verschlußteil 62 in Form einer Kugel dauernd mit dem Kraft­ stoffförderdruck beaufschlagt ist. Wenn der Verbrennungsmotor stillsteht oder mit kleiner Drehzahl läuft unmittelbar nach dem Anlassen, wird die nunmehr mit 62 bezeichnete Kugel durch den Kolben 54 infolge der Kraft der Feder 58 auf ihrem Sitz 64 gehalten. Der Kolben 54 wird durch einen Stift 66 an einer Drehung gehindert. Der Stift 66 ist in dem Sitz 64 befestigt und in einer axialen Bohrung 68 des Kolbens 54 verschiebbar aufgenommen. Ein Stift 67 dient zum Festhalten des Sitzes 64 in der Bohrung 56.

Beim Anlassen des Verbrennungsmotors wird Kraftstoff aus der Zubringerpumpe 24 in beide Pumpenarbeitsräume 40 und 40 a ge­ fördert, anschließend unter Druck gesetzt und den Zylindern des Verbrennungsmotors zugeführt. Mit dem Förderdruck der Zu­ bringerpumpe 24 wird auch die freiliegende Fläche der Kugel 62 auf dem Sitz 64 über die Leitungen 28 und 60 beaufschlagt. Da der Förderdruck der Zubringerpumpe 24 mit steigender Dreh­ zahl zunimmt, überwindet der hydraulische Druck, welcher auf die Kugel 62 wirkt, bei einer bestimmten Drehzahl, z. B. bei 1200 U/min, die Kraft der Feder 58 und hebt die Kugel 62 von dem Sitz 64 ab. Der Förderdruck der Zubringerpumpe 24 beauf­ schlagt dann die gesamte Fläche des Kolbens 54, der dann in­ folge der plötzlichen Vergrößerung der Druckangriffsfläche nach links schnellt und sich an das linke Ende 70 einer Niederdruck­ kammer 76 anlegt. Der Kolben 54 bleibt in dieser Stellung, bis der Förderdruck der Zubringerpumpe 24 wieder auf einen sehr geringen Wert gefallen ist, was z. B der Fall sein wird, wenn der Verbrennungsmotor zum Stillstand gelangt oder eine sehr niedrige Drehzahl erreicht, die wesentlich unter der normalen Leerlaufdrehzahl liegt.

Die Drehzahl, bei der die Kugel 62 von dem Sitz 64 abgehoben wird, und die Drehzahl, bei der die Kugel 62 wieder infolge der Kraft der Feder 58 gegen den Sitz 64 gedrückt wird, sind ab­ hängig von der Sitzfläche der Kugel 62, der Stirnfläche 54′ des Kolbens 54 und der Kraft der Feder 58.

Beim Starten besteht die Möglichkeit, daß durch Leckage von unter hohem Druck stehenden Kraftstoff aus der Aussparung 52 des Kolbens 54 in die Kammer 71 in dieser der Druck steigt, so daß der Kolben 54 zu früh gegen die Kraft der Feder 58 bewegt und dadurch eine zu frühe Abschaltung der gesteigerten Kraft­ stoffförderung zu dem Verbrennungsmotor erfolgen würde.

Um diese Möglichkeit zu beseitigen, ist die Kammer 71 über eine Drosselbohrung 74 und zwei Abschnitte 77, 77′ einer Leckkraftstoffabführleitung mit der Niederdruckkammer 76 verbunden. Ein Kraftstoffverlust aus der Kammer 71 wird nach dem Anlassen des Verbrennungsmotors bei normaler Dreh­ zahl verhindert, weil die Drosselbohrung 74 nicht mit dem Abschnitt 77 der Leckkraftstoffabführleitung in Deckung ist, nachdem der Kolben 54 für den normalen Betrieb des Verbrennungs­ motors gegen die Kraft der Feder 58 wie oben beschrieben in seine linke Stellung bewegt worden ist.

Wenn sich der Kolben 54 in Fig. 4 nach links bewegt und sich an das linke Ende 70 der Niederdruckkammer 76 anlegt, ist die Aussparung 52 nicht mehr mit dem Leitungsabschnitt 49 in Deckung, sondern verbindet den Leitungsabschnitt 50 mit der Niederdruckkammer 76, um den Pumpenarbeitsraum 40 a auf Gehäuse­ druck zu bringen. Dementsprechend kann restlicher Kraftstoff, der sich im Augenblick der Umschaltung des Kolbens 54 in seine unwirksame Stellung noch in dem Pumpenarbeitsraum 40 a befunden haben kann, abgeleitet werden, um eine hydraulische Verriegelung in dem Pumpenarbeitsraum 40 a zu vermeiden.

Claims (7)

1. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einer der Förderung einer Hauptkraftstoffmenge dienenden ersten und einer der Förderung einer Zusatzkraftstoffmenge die­ nenden zweiten in einem Verteilerrotor angeordneten Hochdruck­ pumpe, deren in radial angeordneten Bohrungen geführte Pumpen­ kolben zwischen sich zwei voneinander getrennte, an eine ge­ meinsame, den Einspritzkraftstoff nacheinander zu Einspritz­ düsen liefernde Verteilerbohrung angeschlossene, beim Saughub der Pumpenkolben von einer Kraftstoff unter Druck fördernden Zubringerpumpe mit Kraftstoff versorgte Pumpenarbeitsräume einschließen und bei umlaufendem Verteilerrotor von mehreren ringförmig um diesen herum im Gehäuse der Einspritzpumpe ange­ ordneten Nocken angetrieben werden, sowie mit einer Einrich­ tung zur drehzahlabhängigen Veränderung der von der zweiten Hochdruckpumpe der Verteilerbohrung zugeführten Kraftstoff­ menge, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubringerpumpe (24) den Pumpenarbeitsraum (40 a) der zwei­ ten Hochdruckpumpe über eine Verbindungsleitung (48) mit Kraft­ stoff versorgt, in der ein drehzahlabhängig gesteuert die Verbindung zwischen der Zubringerpumpe (24) und dem Pumpen­ arbeitsraum (40 a) der zweiten Hochdruckpumpe freigebendes bzw. sperrendes Ventil (54) angeordnet ist.

2. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (54) bis zur Umschaltung in seine die Verbindungsleitung (48) sperrende Stellung durch die Kraft einer Feder (58) in der die Verbindungsleitung (48) freigebenden Stellung gehalten wird.

3. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 2, mit einer mit drehzahlabhängigem Förderdruck fördernden Zubringerpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung des Ventils (54) durch den drehzahlabhängigen Förderdruck der Zubringerpumpe (24) erfolgt.

4. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (54) als Kolben ausgebildet ist, der auf seiner der Feder (58) abgewandten Seite mit einer Stirn­ fläche (54′) eine Kammer (71) begrenzt und der in seiner die Verbindungsleitung (48) freigebenden Stellung die Mündungsstelle einer von der Zubringerpumpe (24) zur Kammer (71) führenden Zuführleitung (60) mit Hilfe eines Verschlußteiles (62) ver­ schließt, dessen dem Förderdruck in der Zuführleitung (60) in Schließstellung ausgesetzte Fläche kleiner ist als die nach dem Abheben des Verschlußteils (62) von seinem Sitz bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl vom Förderdruck beaufschlagte Stirn­ fläche (54′) des Kolbens.

5. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als Kolben ausgebildete Ventil (54) umfangsseitig eine Aussparung (52) aufweist, über die zwei Leitungsabschnitte (49, 50) der als unmittelbare Verbindung zwischen den beiden Pumpenarbeitsräumen (40, 40 a) dienenden Verbindungsleitung (48) verbindbar sind.

6. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem als Kolben ausgebildeten Ventil (54) begrenzte Kammer (71) in der die Pumpenarbeitsräume (40, 40 a) der beiden Hochdruckpumpen verbindenden Stellung des Ventils (54) an eine Leckkraftstoffabführleitung (77, 77′) angeschlossen ist.

7. Kraftstoffverteilereinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der die Pumpenarbeitsräume (40, 40 a) der beiden Hochdruckpumpen sperrenden Stellung des Ventils (54) letzteres eine Verbindung des Pumpenarbeitsraumes (40 a) der abgeschalteten zweiten Hochdruckpumpe zu einer Nieder­ druckkammer (76) aufsteuert.