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Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer durch die DE-OS 23 53 737 bekannten als Verteilereinspritzpumpe ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art sind die ersten Mündungsstellen des ersten Überlaufkanals und des zweiten über einen Verbindungskanal mit diesem in Verbindung bringbaren Überlaufkanals je nach Laststellung des vom Drehzahlregler verstellbaren Pumpenteils, dem Ringschieber, bei Hubbeginn des Pumpenkolbens zunächst noch unterschiedlich lang geschlossen. Nach einem entsprechenden Teilhub des Pumpenkolbens wird dann die erste Mündungsstelle des zweiten Überlaufkanals geöffnet und es wird dem Pumpenarbeitsraum beim sich anschließenden Pumpenkolbenhub Kraftstoff entnommen, solange die Verbindung der zweiten Mündungsstelle des zweiten Überlaufkanals zum Pumpenarbeitsraum besteht. Beim sich daran anschließenden Pumpenkolbenförderhub, bei dem die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Überlaufkanal und damit auch mit dem Pumpenarbeitsraum im Bereich des Verbindungskanals nach einem bestimmten Vorhub unterbrochen ist, wird dann der geförderte Kraftstoff voll zur Einspritzung gebracht, bis die erste Mündungsstelle des ersten Überlaufkanals durch die Steuerkante des Ringschiebers geöffnet wird. Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzpumpe wird der Förderbeginn durch den Beginn des Pumpenkolbenhubs bestimmt, was unter dynamischen Einflüssen bei unterschiedlichen Drehzahlen zu unterschiedlichen Einspritzbeginnen führen kann, wenn die Steuerung der Wiederauffüllung des Pumpenarbeitsraumes beim Saughub des Pumpenkolbens nicht mit ausreichender Schnelligkeit erfolgt bzw. der Pumpenarbeitsraum beim Hubbeginn des Pumpenkolbens unterschiedlich gefüllt ist.
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Um aber während Vollastbetrieb und hoher Drehzahl eine gute Füllung des Pumpenarbeitsraumes zu erhalten, wäre bei diesen bekannten Pumpen eine möglichst lange Verbindung zwischen Saugraum und Pumpenarbeitsraum anzustreben. Das dabei notwendige Verwenden von großen Steuerquerschnitten bedingt jedoch in nachteiliger Weise eine sehr genaue Steuerung, um zu vermeiden, daß bei den einzelnen Pumpenkolbenförderhüben der Beginn der Kraftstoffförderung zu den Zylindern unterschiedlich ist. Weiterhin hat die bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe den Nachteil, daß keine Möglichkeit der Startmengenanhebung vorgesehen ist, mit der hierfür besonders wünschenswerten Vorverlegung des Beginns der Kraftstoffeinspritzung. Denn für einen besseren Kaltstart und das darauf folgende Hochlaufen der Brennkraftmaschine ist jedoch für die meisten Brennkraftmaschinen ein früherer Spritzbeginn erforderlich, da dort mit einem höheren Zündverzug bei der eingespritzten Kraftstoffmenge zu rechnen ist.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe der gattungsgemäßen Art auf einfache Weise eine Startmehrmenge bei gleichzeitiger Frühverlegung des Spritzbeginns bereitzustellen, um den Erfordernissen des Kaltstarts der Brennkraftmaschine zu genügen und außerdem die Steuerung des Spritz- bzw. Förderbeginns zu optimieren.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß der erste Vorhubbereich des Antriebsnockens zusammen mit dem blockierten Abströmen über den zweiten Überlaufkanal für die Bereitstellung der Startmehrmenge und zugleich für die Frühverstellung des Spritzbeginns beim Start der Brennkraftmaschine verwendet wird. Außerdem erfolgt diese Frühverstellung unabhängig von der last- und drehzahlabhängigen Spritzbeginnverstellung während des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine. Ferner wird bei einer als Verteilereinspritzpumpe ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe der eigentliche Spritz- oder Förderbeginn während des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine nicht abhängig von der Drehbewegung des Pumpenkolbens, sondern von der Hubbewegung desselben gesteuert, so daß Toleranzen in der Steuerung sehr viel besser zu beherrschen sind und außerdem der Auffüllvorgang des Pumpenarbeitsraums 6 durch Vergrößerung der Auffüllnuten 7 verbessert werden kann. Durch die Steuerung des Vorhubs bereits an der zweiten Mündungsstelle des ersten Überlaufkanals in Verbindung mit dem Verbindungskanal wird außerdem der bei der Kraftstoffeinspritzpumpe nach der DE-OS noch um den Verbindungskanal größere schädliche Raum reduziert.
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Zwar ist aus der DE-PS 6 40 249 eine normale Reiheneinspritzpumpe mit zur Mengenverstellung verdrehbaren Pumpenkolben bekannt, bei der die Kraftstoffmenge für den Start durch Verdrehen der Pumpenkolben in eine bestimmte Stellung mit überhöhter Steuerkante verdoppelt wird. Doch geschieht dies dort in Verbindung mit einer Erhöhung des Einspritzdruckes, indem die Schließkraft der Schließfeder des Kraftstoffeinspritzventils ebenfalls auf das Doppelte der Schließkraft bei normalem Betrieb erhöht wird. Diese Maßnahme erzielt somit zwar eine Frühverlegung des Einspritzbeginns, die jedoch durch die Erhöhung der Düsenschließkraft wieder reduziert wird.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend anhand der Beschreibung näher erläutert.
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In einem in der Figur strichpunktiert angedeuteten Pumpengehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe schließt in einer Bohrung eines in das Pumpengehäuse eingesetzten Pumpenzylinders 3 ein Pumpenkolben 4einen Pumpenarbeitsraum 6 ein und wird durch nicht dargestellte Mittel in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Der Pumpenarbeitsraum 6 wird über umfangsseitig im Pumpenkolben angeordnete Längsnuten 7 und mindestens eine durch die Wand des Pumpenzylinders 3 sowie im Gehäuse 1 verlaufende Saugbohrung 8 aus einem Saugraum 9 mit Kraftstoff versorgt, solange der Pumpenkolben 4 seinen Saughub ausführt bzw. seine untere Totpunktlage einnimmt. Der Saugraum 9 wird über eine Förderpumpe 11 aus einem Kraftstoffbehälter 12 mit Kraftstoff versorgt. Durch ein Drucksteuerventil 13 wird der Druck im Saugraum 9 in bekannter Weise drehzahlabhängig gesteuert, so daß mit steigender Drehzahl der Druck im Saugraum zunimmt.
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Vom Pumpenarbeitsraum 6 führt im Pumpenkolben ein erster Überlaufkanal 15 ab, der im unteren, aus dem Pumpenzylinder 3 ragenden Pumpenkolbenteil über eine erste Mündungsstelle 16 in den Pumpensaugraum 9 mündet. Die Mündungsstelle 16 wird durch ein mit dem Pumpenkolben zusammenarbeitendes als Ringschieber ausgebildetes Pumpenteil 17 und dessen als Steuerkante 35 ausgebildete Stirnkante gesteuert. Von dem ersten Überlaufkanal 15 zweigt ferner im Bereich des in den Pumpenzylinder 3 ragenden Teils des Pumpenkolbens 4 eine Querbohrung 18 ab, die in eine Längsverteilernut 19 am Umfang des Pumpenkolbens mündet. Über den ersten Überlaufkanal 15, die Querbohrung 18 und die Längsverteilernut 19 wird jeweils beim Förderhub des Pumpenkolbens, nachdem dieser durch seine Verdrehung die Bohrung 18 verschlossen hat, eine der gestrichelt dargestellten Druckleitungen 20 mit dem Pumpenarbeitsraum 6 verbunden. Die Druckleitungen 20 führen jeweils über ein nicht dargestelltes Druckventil zu den einzelnen Einspritzdüsen der Zylinder einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine und sind entsprechend der Zahl der zu versorgenden Zylinder am Umfang der Bohrung 2 verteilt. Während des Förderhubes des Pumpenkolbens 4 wird somit Krafstoff über den ersten Überlaufkanal 15 zu den Einspritzdüsen gefördert, solange die erste Mündungsstelle 16 durch den Ringschieber 17 verschlossen bleibt.
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Der Ringschieber wird über einen Zwischenhebel 23, der mit einem Kopf 24 in einer Ausnehmung 25 des Ringschiebers eingreift und um eine Achse 26 schwenkbar ist, durch einen nicht weiter dargestellten Drehzahlregler in Abhängigkeit von Last und Drehzahl auf dem Pumpenkolben 4 verschoben. Dabei bewirkt eine Verschiebung des Zwischenhebels nach unten, daß die erste Mündungsstelle 16 des ersten Überlaufkanals 15 während des Förderhubs des Pumpenkolbens 4 immer früher aufgesteuert wird und der Pumpenarbeitsraum 6 dabei entlastet und kein Kraftstoff mehr unter Druck in die Druckleitungen 20 gefördert wird. Der erste Überlaufkanal 15 dient somit teilweise als Absteuerkanal, teilweise als Druckförderkanal. Je tiefer der Ringschieber verstellt worden ist, um so geringer ist somit die zur Brennkraftmaschine geförderte Einspritzmenge. In der obersten Stellung des Ringschiebers wird die erste Mündungsstelle 16 während des Förderhubs des Pumpenkolbens 4 nicht mehr geöffnet, so daß die gesamte vom Pumpenkolben 4 förderbare Kraftstoffmenge zur Einspritzung gelangt. Diese Stellung des Ringschiebers entspricht der Stellung beim Starten der Brennkraftmaschine.
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Im Pumpenkolben 4 ist weiterhin ein zweiter Überlaufkanal 28 angeordnet, mit einer zweiten Mündungsstelle 29, die im Bereich des Pumpenzlinders 3 angeordnet ist und sich in ständiger Überdeckung mit einer in der Pumpenzylinderwand angeordneten, als Verbindungskanal 31 dienenden Ringnut befindet und einer ersten Mündungsstelle 30, die durch den Ringschieber gesteuert wird. Die erste Mündungsstelle 30 liegt also im Bereich des Saugraumes 9, und ist außerdem höher angeordnet als die erste Mündungsstelle 16 des ersten Überlaufkanals 15. Während des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine bleibt ein Teil der ersten Mündungsstelle 30 des zweiten Überlaufkanals 28 durch den Ringschieber stets aufgesteuert. Wird hingegen der Ringschieber beim Starten weiter nach oben geschoben, so wird auch diese erste Mündungsstelle 30 zu Beginn des Druckhubes gesperrt. Der erste Überlaufkanal 15 weist weiterhin eine in der Mantelfläche des Kolbens 4 im Bereich des Pumpenzylinders 3 liegende zweite Mündungsstelle 32 auf, die gleichfalls mit der Ringnut zusammenwirkt. Die Zuordnung dieser Ringnut und der zweiten Mündungsstelle 32 ist derart, daß nach einem Vorhub h v des Pumpenkolbens 4 die zweite Mündungsstelle 32 von der Ringnut 31 getrennt wird.
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Durch diese Vorhubsteuerung, die naturgemäß für alle Druckhübe gleich ist, erfolgt die eigentliche Förderung zur Brennkraftmaschine hin erst in dem Moment, in dem die zweite Mündungsstelle 32 von der Ringnut getrennt ist.
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Um eine von nachteiligen Drosseleffekten weitgehend unabhängige Steuerung zu erreichen, ist umfangsseitig am Pumpenkolben 4 im Bereich der zweiten Mündungsstelle 32 des ersten Überlaufkanals 15 eine Quernut 33 angeordnet, die mit der Ringnut eine Rechteckschlitzsteuerung bewirkt.
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Wie die zweite Mündungsstelle 32 so endet auch die erste Mündungsstelle 30 des zweiten Überlaufkanals in einer Quernut 34, die dann durch die Stirnfläche 35 des Ringschiebers gesteuert wird.
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Wird nun bei Startdrehzahlen der Ringschieber aus der dargestellten Vollaststellung um einen Hub w s nach oben geschoben, so wird während des Vorhubs h v des Pumpenkolbens 4 der Überlaufkanal 28 nicht aufgesteuert. Erst bei dem weiteren Hubverlauf des Pumpenkolbens erfolgt eine Aufsteuerung der Quernut 34, nachdem jedoch bereits die Quernuten 33 und die Ringnut voneinander getrennt sind. Hierdurch wird also die bei Normalbetrieb während des Vorhubs h v abströmende Menge mit eingespritzt. Dies bewirkt eine Verstellung in Richtung "früh" des Einspritzbeginns unter vorteilhafter Ausnutzung der Vorhubsteuerung.
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Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet wie folgt: Solange der Ringschieber die in der Zeichnung dargestellte Vollaststellung oder eine Stellung für geringere Einspritzmenge einnimmt, kann während des Vorhubes h v eine gewisse dem Vorhub entsprechende Menge durch den ersten Überlaufkanal 15, dessen zweite Mündungsstelle 32 mit Quernut 33, die Ringnut 31, die zweite Mündungsstelle 29 des zweiten Überlaufkanals 28 sowie diesen selbst und schließlich dessen erste Mündungsstelle mit Quernut 34 zum Saugraum 9 hin abströmen. In diesem Drehzahlbereich erfolgt die erforderliche Spritzbeginnverstellung über den Nockentrieb. Ein bezüglich des Förderhubes konstanter Förderbeginn zur Brennkraftmaschine hin ist durch die Vorhubsteuerung gewährleistet. Sobald jedoch der Ringschieber in die gestrichelt dargestellte Startstellung um den Weg w s nach oben geschoben wird, bleibt während des Vorhubes der Überlaufkanal durch den Ringschieber gesperrt. Hierbei ist ein Abstand s zwischen der Stirnfläche 35 des Ringschiebers und der oberen Begrenzungssteuerkante der Nut 34 größer als h v , d. h. erst wenn bereits die Quernut 33 und die Ringnut voneinander getrennt sind, wird die Quernut 34 durch die Steuerkante 35 zum Saugraum 9 hin geöffnet. Hierdurch beginnt die Einspritzung in die Brennkraftmaschine bereits vom Beginn des Förderhubes des Pumpenkolbens an, was eine zusätzliche Spritzbeginnverstellung in Richtung "früh" zur Folge hat.
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Normalerweise ist diese Frühverstellung beim Starten bis zu einer Drehzahl zwischen 700 und 1000 Umdrehungen pro Minute gewünscht. Da jedoch die Leerlaufdrehzahl normalerweise tiefer liegt, kann durch entsprechende, eine gezielte Hysterese aufweisende Startmengenabschaltung erst nach Erreichen der 700 bis 1000 Umdrehungen pro Minute der Ringschieber wieder in die Normallage verschoben werden. Es ist jedoch auch denkbar, daß diese Hysterese durch ein thermostatisches Glied gesteuert wird.