DE2719990A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe zur Kraftstoff-Förderung zu einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem in einem Gehäuse angeordneten und synchron mit der zugehörigen Brennkraftmaschine angetriebenen Drehschieber, der zwei, je einen Kolben führende Bohrungen aufweist, wobei die Kolben beim Drehen des Drehschiebers von den Nocken eines Nockenringes nach innen bewegt werden, wobei weiter mit den Bohrungen eine Kraftstoff-Förderbohrung verbunden ist und mehrere Auslässe in dem Gehäuse angeordnet sind, mit denen die Förderbohrung entsprechend der Drehung des Drehschiebers und bei nach innen sich bewegendem Kolben wechselweise in Verbindung kommen, und wobei schließlich die Nocken so geformt und angeordnet sind, daß im Anschluß an die Kolbenbewegung nach innen begrenzte Bewegungen der Kolben nach außen ermöglicht werden, um eine vorbestimmte Kraftstoffmenge durch den jeweiligen Auslaß zurückströmen zu lassen.

Es ist bekannt, die Bewegung der Kolben nach außen bzw. deren Rückholbewegung nach einem Fördertakt zu begrenzen. Diese Begrenzung ermöglicht ein schnelles Schließen der Ventile der jeweils mit den Auslaßöffnungen verbundenen

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Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine. Außerdem wird dadurch der Druck in den Verbindungsleitungen zwischen den Auslaßöffnungen und den Düsen auf einen vorbestimmten Wert begrenzt.

Die Schwierigkeit der begrenzten, nach außen gerichteten Bewegung der Kolben ist, daß ihre Steuerung auf den Steuernocken bzw. auf dem Nockenring einen bestimmten Bogenabschnitt zwischen den Scheitelpunkten benachbarter Nocken erfordert, der zweckmäßigerweise anderweitig genutzt werden könnte, beispielsweise zur Steuerung des Füllens der Bohrungen mit frischem Kraftstoff. Zum Füllen der Bohrungen mit einer Niederdruckpumpe bei einer mit hoher Drehzahl laufenden Mehrzylinder-Brennkraftmaschine wird eine bestimmte Mindestzeit gefordert, und je länger der für diese Steuerung zur Verfügung stehende Bogenabschnitt zwischen den Scheitelpunkten benachbarter Nocken auf dem Nockenring ist, desto besser kann die Steuerung vorgenommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß für die Steuerung des Rückholtaktes der Kolben zwischen den Scheitelpunkten benachbarter Nocken des Nockenringes nur

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ein relativ kurzer Bogenabschnitt zur Verfügung gestellt werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß der Gattung vorgeschlagen, daß einem ersten Kolben- und Nockenpaar ein weiteres Kolben- und Nockenpaar zugeordnet ist, wobei das weitere Kolbenpaar in mit der Förderbohrung verbindbaren Bohrungen angeordnet ist, und wobei das weitere Kolben- und Nockenpaar wie das erste Kolben- und Nockenpaar zusammenarbeiten, um gleichzeitig mit beiden Kolbenpaaren den Fördertakt zu bewirken, wobei weiter das weitere Nockenpaar so geformt ist, daß keine Bewegung des weiteren Kolbenpaares veranlaßt wird, wenn die Kolben des ersten Kolbenpaares nach innen bewegt werden, den Kolben des weiteren Kolbenpaares dagegen eine begrenzte Bewegung nach außen vermittelt wird während der begrenzten nach außen gerichteten Bewegung der Kolben des ersten Kolbenpaares.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Nocken beider Nockenpaare wechselweise auf dem Nockenring angeordnet .

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Figurenbeschreibung

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist eine gemäß der Erfindung ausgestaltete Einspritzpumpe als Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit im Prinzip bekannter Ausgestaltung,

Fig. 2 als schematischen Querschnitt eine erfindungsgemäß ausgestaltete Ausführungsform der Lösung gemäß Fig. 1 für die Kraftstoff-Förderung bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern,

Fig. 3 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine für eine Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern bestimmte Lösung und

Fig. 4 als Abwicklung einen Nockenring, wie er bei der Lösung gemäß Fig. 2 Anwendung findet.

Gemäß Fig. 1 der Zeichnung besteht das Gehäuse einer grundsätzlich bekannten Einspritzpumpe aus zwei Teilgehäusen 9 und 10. Das Teilgehäuse 9 ist am einen Ende offen,

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und in diesem offenen Ende des Teilgehäuses 9 ist das Teilgehäuse 10 gelagert.

In einer Bohrung des Teilgehäuses 10 ist ein Drehschieber 11 um seine Längsachse drehbar gelagert, der mit einer Eingangswelle 12 gekuppelt ist, die im Teilgehäuse 9 gelagert ist. Die Eingangswelle 12 wird in zeitlicher Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine angetrieben, der die Vorrichtung zugeordnet ist. In dem Drehschieber ist eine Querbohrung 14 vorgesehen, in der ein Paar gegenläufiger Kolben 15 angeordnet ist, die entsprechend dem umlaufenden Drehschieber nach innen bewegt werden. Die Bewegung der Kolben nach innen wird von nicht dargestellten Nocken eines drehbar im Teilgehäuse 9 gelagerten Nockenringes 17 bewirkt, die über Rollen 16 auf die Kolben wirken.

In dem Drehschieber 11 ist außerdem eine Längsbohrung 18 angeordnet, deren eines Ende mit der Querbohrung 14, deren anderes Ende mit einer radialen Zufuhrbohrung 19 in Verbindung steht. Die Zufuhrbohrung 19 ist so angeordnet, daß sie bei umlaufendem Drehschieber abwechselnd zur Deckung mit einer von mehreren, gleichmäßig auf den Umfang verteilten Auslaßöffnungen bzw. den Enden solcher Auslaßbohrungen 20 kommt.

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Die Auslaßöffnungen bzw. -bohrungen stehen beim Betrieb der Brennkraftmaschine über Leitungen in Verbindung mit den Einspritzdüsen der zugehörigen Brennkraftmaschine. Die vorerwähnte überdeckung der Bohrung 19 mit einer der Auslaßöffnungen erfolgt während der Zeit, während der die Kolben 15 nach innen bewegt werden, so daß der Kraftstoff in der Radialbohrung 14 zwischen den Stirnseiten der Kolben 15 in den Brennraum der Brennkraftmaschine gelangt.

Zwischen ihren beiden Enden steht die Längsbohrung 18 mit mehreren umfangssymmetrisch angeordneten radial gerichteten Einlaßbohrungen 22 in Verbindung, die abwechselnd mit einer Einlaßbohrung 23 im Teilgehäuse 10 zur Deckung kommen. Die Einlaßbohrung 23 steht über einen Kanal 24 mit einer Steueröffnung 25 in Verbindung, die ihrerseits mit der Förderseite 26 einer Speisepumpe 27 in Verbindung steht.

Die wirksame Größe der Steueröffnung 25 kann durch Verstellen des ringförmigen Sitzes eines Ventiles 28, in dem sich ein Schlitz befindet, verändert werden. Befindet sich eine Einlaßbohrung 22 in Deckung mit der Einlaßbohrung 23, so fließt Kraftstoff vom Auslaß der Speisepumpe zur

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Querbohrung 14, um die Kolben 15 nach außen zu bewegen. Die vorerwähnte Deckung erfolgt nur solange, wie die Bohrung 19 nicht in Deckung mit der Auslaßbohrung 20 ist und wie die Rollen 16 nicht von den Nocken bewegt werden. Durch Verstellen des Sitzes des Ventiles 28 kann die Menge des in die Querbohrung 14 gelangenden Kraftstoffes verändert werden und entsprechend die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes.

Die Speisepumpe 27 weist einen Einlaß auf, der mit einer Einlaßöffnung 30 in einem mit dem Teilgehäuse 10 verbundenen Hohlkörper 37 verbunden ist. Diese Verbindung wird durch eine Bohrung 29 in der Wand des Hohlkörpers 37 hergestellt. Der Hohlkörper 37 nimmt einen rohrförmigen Filter 32 auf, sowie ein einen federbelasteten Schließkörper 33 einschließendes Steuerventil. Ein Ende des Schließkörpers 33 ist dem Druck des von der Speisepumpe geförderten Kraftstoffes ausgesetzt, und der Schließkörper steuert die wirksame Größe einer Steuerbohrung Die Anordnung ist so ausgelegt, daß die Speisepumpe stets mehr Kraftstoff fördert, als der Brennkraftmaschine zugeführt wird mit dem Ergebnis, daß der Förderdruck der Speisepumpe abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine gesteuert wird und mit deren Drehzahl ansteigt.

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Wie bereits erwähnt, ist der Nockenring in Umfangsrichtung verstellbar, so daß die Kraftstoff-Förderung zu der Brennkraftmaschine zeitlich verändert werden kann. Die Verstellung des Nockenringes wird mit einem in einem Zylinder 36 angeordneten federbelasteten Kolben 35 bewirkt. Der Kolben ist mit dem Nockenring durch einen Stift oder Zapfen 37a verbunden, der in den Nockenring eingeschraubt ist. Um den Kolben entgegen der Wirkung seiner Feder zu bewegen, wird dem einen Ende des Zylinders 36 Kraftstoff von der Speisepumpe zugeführt, und da der Kraftstoffdruck von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist, werden auch die Stellung des Nockenringes und daher der zeitliche Ablauf der Kraftstoffeinspritzung von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig sein. Der Kolben 35 definiert mit dem Zylinder 36 einen Weg für Leckkraftstoff, der aus dem Zylinder gelangen kann, und ein Rückschlagventil 38 ist in der Zufuhrbohrung angeordnet und schließt, um zu verhindern, daß aus dem Zylinder austretender Leckkraftstoff infolge des Zusammenwirkens der Rollen 16 mit dem Nockenring in die Zufuhrbohrung gelangt.

Der Zylinder 36 ist in einem Formteil 8 gebildet, das mit Bolzen 6 und 7 an dem Teilgehäuse 9 befestigt ist.

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Der ringförmige Sitz des Ventiles 28 wird in üblicher Weise mit einem mechanischen Fliehkraft-Regler gesteuert, dessen Gewichte 39 einem von der Welle 12 angetriebenen Käfig zugeordnet sind. Die Gewichte wirken auf eine axial verstellbare, mit einem Flansch versehene Hülse 40 auf der Antriebswelle 12, wobei die axiale Verstellbewegung der Hülse entgegen einer Reglerfeder 41 erfolgt, die zwischen dem einen Ende eines schwenkbaren Hebels 42 und einem zwangsweise einstellbaren Widerlager 43 angeordnet ist. Das andere Ende des Hebels 42 greift in die Hülse 40 ein. Darüber hinaus ist das eine Ende des Hebels 42 mit einer Zugstange 44 verbunden, die zum Ventil 28 führt.

Erhöht sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine, so wird die Hülse 40 durch die Fliehgewichte gegen die Wirkung der Reglerfeder axial verstellt, und während dieser Bewegung wird das Ventil 28 so verstellt, daß weniger Kraftstoff zu der Brennkraftmaschine gefördert wird.

Bei solchen Einspritzpumpen ist es üblich, für die Begrenzung der Rückführung der Kolben 15 in ihre äußere Endstellung nach dem Fördertakt ein rasches Schließen des Ventiles in der Kraftstoffeinspritzdüse, die gerade mit Kraftstoff versorgt wurde, zu ermöglichen. Die Rückführung

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der Kolben vermindert den Druck in den Leitungen zu den Auslaßdüsen um ein vorbestimmtes Maß, und in der Praxis werden deshalb die Auslaßbohrungen 2O mit Rückschlagventilen versehen sein. Diese Ventile halten in den Leitungen den vorbestimmten niederen Druck aufrecht.

In Fig. 4 ist mit 45 die Kontur des Nockenringes dargestellt. Die Rollen 16 werden in Richtung des Pfeiles 46 bewegt, und während die Rollen entlang dem Nockenprofil bewegt werden, wird die nach innen gerichtete Bewegung des jeweiligen Kolbens bewirkt, bis die Rolle den entsprechenden höchsten Umkehrpunkt der Nockenbahn erreicht hat. Gemäß Fig. 4 ist anschließend an den Umkehrpunkt die Nockenform so konturiert, daß eine begrenzte Rückführung der Rollen möglich ist, was eine begrenzte Bewegung des jeweiligen Kolbens nach außen ermöglicht, und während dieser Phase erfolgt die beschriebene Druckverminderung. Fig. 4 zeigt den Verlauf der Nockenkontur bei einer erfindungsgemäßen Lösung, und es zeigt sich, daß der Zeitraum, während dem die Rolle an einer weiteren Bewegung nach außen gehindert ist, sehr kurz ist. Bei bekannten Vorrichtungen ist dieser Zeitraum länger, und das Maß der nach außen gerichteten Bewegung ist ebenfalls größer.

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In Flg. 2 1st der Nockenring mit 17a bezeichnet. Es sind zwei Paar Kolben 15a und 15b vorgesehen. Die Kolben sind In zwei Quer- oder Radialbohrungen angeordnet, die sich unter 90° schneiden. Die äußeren Enden der Kolben sind mit Schuhen versehen, die die Rollen 16 tragen, die mit dem Nockenring zusammenwirken.

Der Nockenring ist mit zwei Nockenpaaren versehen, von denen das eine Nockenpaar mit 45, das andere mit 47 gekennzeichnet ist. Die Nocken 45 liegen diametral einander gegenüber, und ihre Kontur ergibt sich aus Fig. 4. Diese Nocken ergeben die oben beschriebene Kraftstoff-Förderung. Das Profil der anderen Nocken 47 ergibt sich ebenfalls aus Fig. 4. Sie nehmen einen größeren Bogenbereich als die Nocken 45 ein. Von besonderer Bedeutung ist, daß die Umkehrbereiche der Nocken 47 flach sind, so daß während der Kraftstoff-Förderung mittels der Nocken 45 keine Bewegung der den Nocken 47 zugeordneten Kolben über die zugehörigen Rollen 16a erfolgt. Andererseits sind die Nocken 47 so profiliert, daß sie in gleicher Weise wie die Nocken 45 eine begrenzte Bewegung der Kolben nach außen ermöglichen. Dadurch können sich am Ende eines Fördertaktes alle vier Kolben um einen begrenzten Betrag

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nach außen bewegen, so daß gegenüber den bekannten Lösungen nur der halbe Weg der Kolben nach außen nötig ist. Darüber hinaus ist der Rückkehrtakt für die Kolben im Bogenmaß ausgedrückt kürzer. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß die dargestellten Kolben 15a gerade für die Kraftstoff-Förderung nach innen bewegt worden sind. Die Kolben 15b wurden dagegen während dieser Kraftstoff-Förderung in ihrer Bewegung angehalten, obwohl der Drehschieber sich im Uhrzeigersinn weitergedreht hat, durch dessen noch weitere Drehung gemäß Fig. 2 dann alle vier Kolben nach außen bewegt werden, um eine rasche Reduktion des Kraftstoffdruckes und ein rasches Schließen der Ventile der zugehörigen Kraftstoffeinspritzdüsen zu bewirken. Dreht sich der Drehschieber noch weiter, so heben die Rollen 16 von dem für die Rückführung bestimmten Bereich der Nockenbahn ab, wie sich am besten aus Fig. 4 ergibt, es steht jedoch in diesem Zeitpunkt die Zufuhrbohrung noch mit einer Auslaßbohrung 20 in Verbindung. Infolge der Ventilanordnungen findet jedoch kein weiterer Kraftstoff-Fluß von den Kraftstoffleitungen her statt. Kommt die Zufuhrbohrung 19 außer Deckung mit der jeweiligen Auslaßbohrung 20 und kommt eine Einlaßbohrung zur Deckung mit der Einlaßbohrung 23, so erfolgt der Kraftstoff-Fluß,

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und der von der Speisepumpe geförderte Kraftstoff bewegt die Kolben 15b nach außen. Während der gleichen Zeit werden jedoch die Kolben 15a nach innen bewegt, und zwischen den jeweiligen Bohrungen findet ein geringer Kraftstoff tibertritt statt. Das Nockenprofil 47 ist so gewählt, daß die nach innen gerichtete Bewegung der Kolben 15a beendet ist, ehe die Einlaßbohrung 22 außer Deckung mit der Einlaßbohrung 23 kommt. Während der weiteren Drehung des Drehschiebers fördern die Kolben 15b Kraftstoff, während die Kolben 15a nur während der Rückkehrbewegung wirken. Daraus ergibt sich zusammenfassend, daß zwei Kolbenpaare wechselweise Kraftstoff durch einen Auslaß fördern, während alle Kolben während der Rückkehrbewegung wirken. Als Ergebnis hiervon ergibt sich, daß die Rückkehrbewegung einen geringeren Bogenabstand zwischen den Nocken des Nockenringes erfordert, wodurch mehr Zeit für die Füllung der von den Kolben begrenzten Zylinderräume mittels der Speisepumpe zur Verfügung steht.

Bei der Lösung nach Fig. 3 ist die KraftstoffVersorgung einer Brennkraftmaschine mit sechs Zylindern vorgesehen. Dabei sind dem Nockenring 17b sechs Nocken zugeordnet. Die Nocken sind winkelsymmetrisch dem Nockenring zugeordnet, und sie haben die Profile der Nocken 45 und 47 gemäß Fig.

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Darüber hinaus sind sie in abwechselnder Reihenfolge angeordnet, so daß ein Nocken 45 diametral einem Nocken 47 gegenüberliegt. Es sind wiederum zwei Kolbenpaare vorgesehen und in Querbohrungen angeordnet. Diese Querbohrungen schneiden sich hier aber nicht unter einem Winkel von 90°, sondern schließen Winkel von 12O° bzw. 60° ein. Mit dieser Anordnung bewirken zwei aufeinanderfolgende Kolben allein die Kraftstoff-Förderung, wahrend die beiden anderen Kolben nur im Rückführtakt arbeiten. Bei umlaufendem Drehschieber drehen sich dann die Funktionen der Drehschieber um.

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Claims (1)

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   Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street, Birmingham, B 19 2XF, England

   Titel; Kraftstoffeinspritzpumpe

   Patentansprüche

   Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einem synchron zur Brennkraftmaschine in einem Gehäuse umlaufenden Drehschieber, der in zwei Bohrungen je einen bei umlaufendem Drehschieber von den Nocken eines Nockenringes nach innen bewegten Kolben führt, wobei mit diesen Bohrungen eine Förderbohrung verbunden ist, mit der abhängig vom Umlauf des Drehschiebers und bei nach innen sich bewegenden Kolben jeweils eine von mehreren Auslaßöffnungen in Verbindung kommt, wobei die Nockenform nach einer Bewegung der Kolben nach innen eine begrenzte Bewegung der Kolben nach außen ermöglicht, um eine vorbestimmte Kraftstoffmenge durch eine Gehäuseöffnung in die Bohrungen gelangen zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Kolben- und Nockenpaar (15a, 45) ein weiteres Kolben- und Nockenpaar (15b, 47) zugeordnet ist, dessen Bohrungen (14) wechselweise mit der Förderbohrung (18)

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   ORIGINAL INSPECTED

   verbindbar sind, wobei die Kolben und Nocken des weiteren Kolben- und Nockenpaares wie das erste Kolben- und Nockenpaar zur Kraftstoff-Förderung zusammenwirken jedoch derart, daß dem weiteren Kolbenpaar keine Bewegung vermittelt wird, während sich die Kolben des ersten Kolbenpaares nach innen bewegen, während die Kolben des zweiten Kolbenpaares eine begrenzte Bewegung nach außen ausführen, wenn die Kolben des ersten Kolbenpaares ihre begrenzte Bewegung nach außen ausführen.

   2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehschieber (11) und dessen Gehäuse (9, 10) Einlaßbohrungen (22, 23) vorgesehen sind, die Kraftstoff zu den die Kolben (15a, 15b) führenden Bohrungen (14) führen, wobei die Nocken des weiteren Nockenpaares (47) eine Bewegung der weiteren Kolben (15b) nach innen in ihre Position während der Kraftstoff-Förderung durch den Auslaß bewirken, während durch die Einlaßbohrungen Kraftstoff in die die Kolben führenden Bohrungen gelangt.

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   3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine Einlaßbohrung (23) im Gehäuse (9, 10) und mehrere Einlaßbohrungen (22) im Drehschieber (11) aufweist.

   4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben des ersten und des zweiten Kolbenpaares Kraftstoff wechselweise zu einem Auslaß fördern.

   5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche

   1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken des ersten und des zweiten Nockenpaares abwechselnd auf einem Nockenring angeordnet sind.

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