DE2647788C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz­ pumpe für luftverdichtende Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, zur Erzielung einer weichen Verbrennung und damit eines ruhigen Laufs der Brennkraft­ maschine Drosselzapfendüsen zu verwenden, mit denen eine Aufteilung der Einspritzung in eine Vor- und Hauptein­ spritzung auf einfache Weise möglich ist. Drosselzapfen­ düsen können aber nicht in allen Brennkraftmaschinen ver­ wendet werden. So sind z.B. bei Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung Mehrlochdüsen vorgesehen. Bei solchen Düsen ist das Verbrennungsgeräusch allgemein höher, weil während des Zündverzuges eine zu große Kraftstoffmenge eingespritzt wird.

Aus der DE-PS 12 53 952 ist z.B. eine Kraftstoffein­ spritzpumpe der eingangs genannten Art bekannt, die einen Pumpenkolben mit einem mit Abstand darüberliegen­ den Steuerelement in der Funktion eines Voreinspritz­ kolbens aufweist, dessen vorgesehene Steuerkante bei Erreichen einer Gegensteuerkante im Pumpenzylinderauf­ satz jedoch die Voreinspritzung abrupt beendet. Der er­ reichte maximale Öffnungszeitquerschnitt für das Vorein­ spritzende ergibt eine Verkürzung der Voreinspritzdauer sowie eine scharfe Trennung zwischen Vor- und Hauptein­ spritzung. Der Förderverlauf führt somit immer noch zu einer härteren Gangart der Brennkraftmaschine.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine durch Maß­ nahmen an der eingangs genannten Einspritzpumpe eine Verbesserung des Motorverhaltens hinsichtlich einer weicheren Verbrennung und eines ruhigeren Laufs zu er­ möglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Auf diese Weise findet vor dem eigentlichen Förderbe­ ginn ein besonderer Druckaufbau im Endabschnitt der Führungsbohrung für den Steuerschieber sowie im Pumpen­ arbeitsraum statt. In Verbindung mit der besonderen Ausgestaltung der Steuerkante an dem als Steuerschieber ausgebildeten Steuerelement in Form einer konkav in der Mantelfläche des Steuerschiebers auslaufenden Ab­ flachung erfolgt somit bei einsetzendem Förderbeginn unter erhöhtem Druck eine allmähliche Zunahme der Förder­ menge bei Vermeidung eines sprunghaften Druckabfalls im Vorlauf der Anfangseinspritzung, was einen positiven Einfluß auf das Motorverhalten bezüglich der hohen Ver­ brennungsgeräusche ausübt. Es ergibt sich ein weicher Gang der häufig Lastwechseln unterworfenen Brennkraft­ maschine.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung im Hin­ blick auf die Bohrungsanordnungen im Steuerschieber sowie im Pumpenzylinderaufsatz ist in dem einzigen Unteranspruch angegeben.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und im folgenden naher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 5 jeweils einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer Kraftstoffeinspritz­ pumpe, wobei der in dem Pumpenzylinder ge­ führte Pumpenkolben mit dem Steuerschieber in verschiedenen Stellungen dargestellt ist Fig. 6 einen Querschnitt durch das Pumpenelement nach der Linie VI-VI in Fig. 4.

In den Fig. 1 bis 5 ist jeweils eines der Pumpenelemente 1, (die Anzahl der Pumpenelemente entspricht der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine) einer nicht näher dargestellten Einspritzpumpe für luftverdichtende Einspritzbrennkraft­ maschinen von Kraftfahrzeugen gezeigt.

Das Pumpenelement 1 besteht im wesentlichen aus einem einen Pumpenkolben 5 aufnehmenden Pumpenzylinder 4, und einem sich an den Pumpenzylinder anschließenden Pumpenzylinderaufsatz 3 in dem ein ständig am Pumpen­ kolben 5 anliegendes, als Steuerschieber 6 ausge­ bildetes Steuerelement geführt ist, und der aus einem eigentlichen Führungszylinder 3′ sowie einer Abschluß­ scheibe 3′′ besteht.

Der im Pumpenzylinder 4 längsverschiebbar geführte, einen Pumpenarbeitsraum 7 begrenzende und von einem Nocken einer Antriebswelle (nicht dargestellt) be­ tätigte Pumpenkolben 5 ist mit einer Längsnut 8 und mit einer schraubenförmigen Ausfräsung 9 versehen, durch die eine schräge Steuerkante 10 zur Beendigung der Ein­ spritzung gebildet ist.

Der in einer Führungsbohrung 2 im Führungszylinder 3′ des Pumpenzylinderaufsatzes 3 in Richtung der Kolben­ längsachse verschiebbare kolbenartige Steuerschieber 6 wirkt gegen eine Feder 11, die in einem durch die Ab­ schlußscheibe 3′′ sacklochartig abgeschlossenen End­ abschnitt 12 dieser Führungsbohrung 2 angeordnet ist.

In dem Steuerschieber 6 befindet sich eine Bohrungsan­ ordnung 13, die aus einer in den Endabschnitt 12 münden­ den Längsbohrung 14, einer zu dieser führenden, umfangs­ seitig im Steuerschieber 6 mündenden und dabei zum Pumpenarbeitsraum 7 hin ständig offenen Zulaufbohrung 16 sowie einer von der Längsbohrung 14 abgehenden Steuer­ bohrung 15 besteht, die zwischen einer als Abflachung 17 ausgebildeten, in Längsrichtung verlaufenden Aus­ nehmung am unteren Teil des Steuerschiebers 6 und dem endabschnittsseitigen Ende des Steuerschiebers 6 in der Mantelfläche desselben mündet und bei unterer Totpunkt­ lage des Pumpenkolbens 5 mit einer die Mündungsstelle einer Bohrungsanordnung 27 im Pumpenzylinderaufsatz 3 bildenden und zugleich die Gegensteuerkante 18′ auf­ weisenden Ringnut 22 zusammenwirkt. Die Bohrungsan­ ordnung 27 im Pumpenzylinderaufsatz besteht im einzelnen aus der von der Ringnut 22 im Führungszylinder 3′ ab­ zweigenden Zulaufbohrung 19, die in eine in Richtung der Kolbenlängsachse verlaufende Zulaufbohrung 20 im Führungszylinder 3′ übergeht, an die sich die in einem Pumpendruckraum 23 mündende und in der Abschlußscheibe 3′′ ausgebildete Zulaufbohrung 21 anschließt. Über diesen Pumpendruckraum 23, ausgehend vom Pumpenarbeits­ raum 7 über die Bohrungsanordnung 13 im Steuerschieber 6 und die Bohrungsanordnung 27 im Pumpenzylinderaufsatz 3, führt geförderter Kraftstoff durch ein federbelastetes Druckventil 24 und durch eine Einspritzleitung zur Ein­ spritzdüse.

Die Abflachung 17 läuft endabschnittseitig konkav in der Mantelfläche des Steuerschiebers 6 aus und bildet mit der Mantelfläche die Steuerkante 18.

Der den Pumpenkolben 5 aufnehmende Pumpenzylinder 4 hat eine oder zwei radiale Steuerbohrungen 25, die einen Saugraum 26 mit dem Pumpenarbeitsraum 7 verbinden.

Die Funktion der Einspritzpumpe ist folgende:
Eine Förderpumpe saugt Kraftstoff aus einem Kraftstoff­ behälter und drückt ihn in den Saugraum 26 des Pumpen­ elementes 1. In der untersten Stellung des Pumpen­ kolbens 5 gemäß Fig. 1 ist der Pumpenarbeitsraum 7, der über dem Steuerschieber 6 liegende Endabschnitt 12 und der Pumpendruckraum 23 mit Kraftstoff gefüllt, der vom Saugraum 26 durch die Steuerbohrung 25 in den Pumpen­ arbeitsraum 7, von dort aus in die Zulaufbohrung 16, Längsbohrung 14 und dann sowohl in den Endabschnitt 12 als auch in die Steuerbohrung 15, in die Ringnut 22 und über die Zulaufbohrungen 19, 20, 21 schließlich in den Pumpendruckraum 23 gelangt ist.

Beim Aufwärtshub durch den Nocken der Antriebswelle verschließt der Pumpenkolben 5 die Steuerbohrung 25 (Fig. 2), gleichzeitig ist die Verbindung zwischen beiden Bohrungsanordnungen 13 und 27 im Steuerschieber 6 und Pumpenzylinderaufsatz 3 unterbrochen. Der Druck im Pumpenarbeitsraum 7 und im Endabschnitt 12 steigt. So­ bald die durch die Abflachung 17 gebildete Steuerkante 18 des sich mit aufwärts bewegenden Steuerschiebers 6 die Ringnut 22 im Pumpenzylinderaufsatz 3 erreicht (Fig. 3), wird der Kraftstoff in Abhängigkeit vom Druck über die Bohrungsanordnung 27 im Pumpenzylinderaufsatz 3 in den Pumpendruckraum 23 verdrängt und das federbelastete Druckventil 24 angehoben. Über die Druckleitung wird dann der Kraftstoff zur Einspritzdüse gedrückt.

Durch die ab der Steuerkante 18 konkav ausgebildete Fläche und die sich daran anschließende Abflachung 17 des Steuer­ schiebers 6 erfolgt ab Förderbeginn zunächst eine lang­ same Zunahme der Fördermenge pro Grad Nockenwinkel. So­ bald die Abflachung 17 der Ringnut 22 voll gegenüber­ liegt, wird die größte Fördermenge pro Grad Nockenwinkel erreicht.

Das Förderende ist in Fig. 4 gezeigt, in der die schraubenförmige Steuerkante 10 des Pumpenkolbens 5 die Steuerbohrung 25 anschneidet, so daß sich der Druck in allen Räumen des Pumpenelementes 1 entspannen kann.

In Fig. 5 ist der Pumpenkolben 5 in seiner oberen Totpunktlage gezeigt.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für luftverdichtende Brenn­ kraftmaschinen mit einem nockenbetätigten, in einem Pumpen­ zylinder geführten und in diesem einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben, der, mit einer schrägen Steuer­ kante versehen, eine in den Pumpenarbeitsraum mündende, zugleich der Kraftstoffzufuhr dienende Kraftstoffbohrung zur Beendigung der Einspritzung steuert, sowie mit einem vom Pumpenkolben in Richtung der Kolbenlängsachse gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren und umfangsseitig eine mit einer Gegensteuerkante zusammenwirkende Steuerkante aufweisenden kolbenartigen Steuerelement, das in einer koaxial zum Pumpenzylinder für den Pumpenkolben ange­ ordneten Führungsbohrung eines Pumpenzylinderaufsatzes geführt und mit einer eine Längsbohrung aufweisenden, den Pumpenarbeitsraum mit einem in Kraftstofförderrichtung nachgeschalteten Pumpendruckraum zeitweilig verbindenden Bohrungsanordnung sowie mit einer den Pumpenarbeitsraum zeitweilig mit dem Pumpendruckraum verbindenden, umfangs­ seitig und in Längsrichtung des Steuerelements verlaufen­ den Ausnehmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein ständig am Pumpenkolben (5) an­ liegender oder einteilig mit diesem verbundener Steuer­ schieber (6) ist, dessen Führungsbohrung (2) die sich am Steuerschieber (6) abstützende Feder (11) in einem zum Pumpendruckraum (23) hin sacklochartig abschließenden Endabschnitt (12) aufnimmt, der über die im Steuerschieber (6) ausgebildete Bohrungsanordnung (13) ständig mit dem Pumpenarbeitsraum (7) in Verbindung steht, und daß die in Längsrichtung verlaufende Ausnehmung am Steuerschieber (6) eine endabschnittseitig konkav in der Mantelfläche des Steuerschiebers (6) auslaufende Abflachung (17) ist, die mit der Mantelfläche des Steuerschiebers (6) die Steuer­ kante bildet, welche mit der in der Führungsfläche der Führungsbohrung (2) angeordneten Gegensteuerkante (18′) einer im Pumpenzylinderaufsatz (3) verlaufenden Bohrungs­ anordnung (27) zusammenwirkt, über die der Pumpendruck­ raum (23) zur Kraftstoffeinspritzung bzw. einer Kraft­ stoffauffüllung danach wechselweise über die Abflachung (17) bzw. die Bohrungsanordnung (13) im bzw. am Steuer­ schieber (6) mit dem Pumpenarbeitsraum (7) verbunden ist, wobei zur Kraftstoffeinspritzung die Verbindung über die Bohrungsanordnung (13) im Steuerschieber (6) spätestens im Augenblick des Schließens der in den Pumpenarbeitsraum (7) mündenden Kraftstoffbohrung (25) durch den Pumpen­ kolben (5) unterbrochen ist und der Förderbeginn über die Bohrungsanordnung (27) im Pumpenzylinderaufsatz (3) zum Pumpendruckraum (23) hin einsetzt, sobald die Steuer­ kante (18) der Abflachung (17) am Steuerschieber (6) die Gegensteuerkante (18′) dieser Bohrungsanordnung (27) im Pumpenzylinderaufsatz (3) erreicht.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungsanordnung (13) im Steuerschieber (6) aus der in dem die Feder (11) aufnehmenden Endabschnitt (12) der Führungsbohrung (2) mündenden Längsbohrung (14), mindestens einer zu dieser führenden, umfangsseitig im Steuerschieber (6) mündenden und dabei zum Pumpen­ arbeitsraum (7) hin ständig offenen Zulaufbohrung (16) sowie mindestens einer von der Längsbohrung (14) abgehen­ den, zwischen der Steuerkante (18) der Abflachung (17) und dem endabschnittseitigen Ende des Steuerschiebers (6) in der Mantelfläche desselben mündenden und bei unterer Totpunktlage des Pumpenkolbens (5) mit einer die Mündungs­ stelle der Bohrungsanordnung (27) im Pumpengehäuseteil (3) bildenden, zugleich die Gegensteuerkante (18′) aufweisen­ den Ringnut (22) zusammenwirkenden Steuerbohrung (15) be­ steht.