DE2729807A1

DE2729807A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE2729807A1
Application number: DE19772729807
Authority: DE
Inventors: Gerald Hoefer; Karl Konrath; Willi Mueller; Manfred Schwarz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2396170B1; US4177775A; GB1576700A; ATA470678A; BR7804133A; FR2396170A1; JPS6128818B2; IT7825171A0; IT1096864B; AT361254B; JPS5413830A; SU799677A3; DE2729807C2

Description

7. Juni 1977 —ΐ—

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe wird der Spritzbeginnzeitpunkt des hydraulisch arbeitenden Spritzzeitpunktverstellers beim Starten auf früh verstellt. Bei höherer Drehzahl wird dann der Spritzbeginn automatisch auf später verschoben, um dann im Laufe der zunehmenden Drehzahl wieder auf früh eingestellt zu werden. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung dieser Art wird die Ausgangslage des Betätigungskolbens des Spritzverstellers durch einen Anschlag auf früh verschoben, solange der Motor kalt ist. Während im ersten Fall eine verhältnismäßig aufwendige hydraulische Steuerung erfolgen muß, besteht im zweiten Fall das Problem der Abdichtung des in den Druckraum des Stellkolbens ragenden Anschlags.

Vorteile de"r Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber folgende Vorteile: Da im Nockenantriebsraum nur niederer Druck herrscht, besteht kein Problem der Abdichtung; die Einbaulage der den Anschlag verstellenden Vorrichtung kann weitgehend willkürlich erfolgen, was bei den zunehmend engen Einbauverhältnissen bei Pkw-Motoren eine große Rolle spielt; die Hebelwege und Kräfte sind kleiner, wodurch die Ansteuerungsmöglichkeit vielseitiger und preisgünstiger ist; es ist leichter, die Anschlagslage einem geforderten,ζ. B. quadratischen Verstellgesetz anzupassen, z.B. mit zunehmender Temperatur geringere Verschiebung des Anschlags pro Temperaturänderung. Hinzu kommt, daß eine derartige Frühverstellung nur bei manchen Motoren gewünscht ist, so daß ein relativ ungünstiger Eingriff in den serienmäßigen Spritz-

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versteller unnötig ist, sondern daß serienmäßig lediglich die Ausnehmung im Ring angeordnet ist und im Bedarfsfall die erfindungsgemäße Vorrichtung bei den gewünschten Motoren oder nachträglich montierbar ist. Dieses entspricht dem Wunsch, den Automatisierungsgrad bei Einspritzpumpen über Bausteine auszubauen, um dadurch mit einfachen Mitteln die zunehmend geforderte Typenvielfalt zu erhalten.

Zeichnung

Ein Auführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnungdargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Diagramm über den Grad der Verstellung je Drehzahl und

Fig. 2, 3, 4 und 5 Schnitte und Ansichten des Erfindungsbeispiels.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

Bekanntlich erfolgt die Einspritzung beim Dieselmotor, wenn der Motorkolben im Bereich seines oberen Totpunktes OT ist. Der Zeitpunkt des Spritzbeginns liegt dabei je nach Drehzahl vor bis kurz nach OT, und zwar im allgemeinen bei höherer Drehzahl früher als bei niederer Drehzahl. Während die Zeit, die der Kraftstoff für den Weg zwischen Pumpe und Düse braucht, unabhängig von der Drehzahl weitgehend konstant bleibt, ändert sich entsprechend der Drehzahl der Zeitaufwand von Pumpenförderung und Verbrennung am Motor. Diese Veränderung des Zeitverhältnisses wird durch den Spritzzeitpunktversteller ausgeglichen, wofür ein Großteil seines Arbeitsvermögens verwendet wird. Der Rest des Arbeitsvermögens jedoch dient je nach Forderung von der Brennkraftmaschinenseite einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, der Leistung, des Motorgeräusches und/oder der Ab-

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gase. Bekanntlich ist der Zündverzug einer Dieselbrennkraftmaschine abhängig von der Temperatur, und zwar einmal von der Kraftstofftemperatur, dann aber auch der Temperatur der Brennkraftmaschine in Form der Zylinderwandtemperatur, Einspritztemperatur usw. Zum Ausgleich dieses Zündverzugs ist es bei kalten Brennkraftmaschinen vorteilhaft, den Spritzbeginn bei niederen Drehzahlen früher zu legen; im oberen Drehzahlbereich wirken sich Blaurauch und lauter Gang weniger stark aus. Bei warmer Brennkraftmaschine würde dieses jedoch zu einem harten Gang führen, die Brennkraftmaschine wäre laut. Eine Frühverstellung ist bekanntlich auch beim Start günstig, um ein schnelles Hochlaufen der Brennkraftmaschine zu erreichen. Ein weiteres Merkmal der kalten Brennkraftmaschine ist, daß sie bei frühem Spritzbeginn weniger Blaurauch entwickelt als bei spätem.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Diagramm ist über der Ordinate der Spritzverstellwinkel und über der Abszisse die Drehzahl η aufgetragen. Unter dem Spritzverstellwinkel ist die Relativverdrehung zwischen Antriebswelle und Kolbenantrieb der Einspritzpumpe zu verstehen, wie weiter unten näher ausgeführt; η ist die Pumpendrehzahl bzw. die entsprechende Motordrehzahl. Die Kennlinie S entspricht der Spritzverstellung bei normaler Arbeitstemperatur. Gemäß dieser Kennlinie S ist jeder Drehzahl η ein bestimmter Verstellwinkel zugeordnet. Je höher die Drehzahl η ist, desto größer ist der Verstellwinkel und desto früher erfolgt der Spritzbeginn. Erfindungsgemäß wird beim Starten und bei niederen Drehzahlen sowie b^i kaltem Motor ein in Richtung früh gehender Verstellwinkel 1 durch einen Anschlag bestimmt, um den obengenannten Forderungen gerecht zu werden. Erst wenn die Drehzahl über eine Drehzahl n1 steigt, erfolgt eine weitere Verstellung von in Richtung "früh". n1 kann hier durchaus die Größenordnung der halben Maximaldrehzahl erreichen. Solange also die Drehzahlen kleiner als n1 sind,

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bleibt gemäß der Kennlinie S1 eine Mindestfrühversteilung eingestellt. Sobald dann der Motor "warmgelaufen" ist, gelangt der Anschlag außer Wirkung, und die Verstellung erfolgt auch in Drehzahlen, die kleiner als n1 sind, gemäß der Kennlinie S.

In Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Kraftstoff einspritzpumpe im Bereich des Nockentriebes 1 dargestellt, in den ein Spritzversteller 2 eingreift. Bei den Verteilereinspritzpumpen, von denen eine hier als Beispiel gewählt wurde, werden im wesentlichen zwei Arten von Nockentriebwerken verwendet. Bei der einen Art sind die Rollen mit dem Pumpenkolben verbunden und die Nocken am gehäusegeführten Ring angeordnet. Bei der anderen Art, wie sie hier als Beispiel gewählt wurde, sind die Rollen am gehäusegeführten Ring angeordnet und die Nocken über eine Nockenscheibe mit dem Pumpenkolben. In jedem Fall ist der Pumpenkolben für sich angetrieben, während Rollen und Nocken für den Pumpvorgang zusammenwirken, wobei je nach Antriebstyp über dem gehäusegeführten Ring die Rollen bzw. Nokken relativ zueinander durch den Spritzversteller verdrehbar sind.

In einem Gehäuse 3 der Kraftstoffeinspritzpumpe des Ausführungsbeispiels ist ein Rollenring 4 geführt, der durch einen Verstellbolzen 5 mit dem Spritzversteller 2 verbunden ist. Am Rollenring 4 sind über Achsen 6 Rollen 7 gelagert, und zwar in der Draufsicht dargestellt. Auf diesen Rollen läuft dann eine nicht dargestellte mit dem Pumpen- und Verteilerkolben verbundene Stirnnockenscheibe. Pumpenkolben und Stirnnockenscheibe rotieren dabei in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung. Sobald also der Rollenring 4 entgegen dieser Drehrichtung um entsprechend nur einige Winkelgrade verdreht wird, erfolgt der Förderbeginn des Pumpenkolbens früher. Wird die Einspritzmenge nicht durch Regelung des Förderbeginns, sondern durch Regelung

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des Förderendes bestimmt, bedeutet somit eine derartige Verstellung auch eine Änderung des Beginns der Einspritzung in die Brennkraftmaschine.

Der Verstellbolzen 5 des Nockentriebwerks 1 greift in eine Mitnahmeausnehmung 8 eines Verstellkolbens 9,der durch einen mit der Drehzahl steigenden, meist noch zusätzlich lastabhängig gesteuerten hydraulischen Druck entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 10 verschiebbar ist. Je weiter der Kolben 9 gegen die Feder 10 verschoben ist, desto früher erfolgt demnach der Spritzbeginn. In der dargestellten Ausgangslage liegt der Verstellkolben 9 an dem als Anschlag dienenden Verschlußdeckel 11 an. Der der Verstellung dienende hydraulische Druck wird in bekannter Weise durch eine nicht dargestellte Förderpumpe erzeugt, welche in das Gehäuse 3 der Kraftstoffeinspritzpumpe integriert ist und mit deren Drehzahl angetrieben wird, über ein Drucksteuerventil wird dann der Ausgangsdruck dieser Förderpumpe so gesteuert, daß er sich proportional zur Drehzahl ändert. Bei dem Ausführungsbeispiel fördert diese Förderpumpe in das Gehäuse 3, wobei als Flüssigkeit Kraftstoff dient, der über entsprechende Versorgungsbohrungen zum Pumpenajrbeitsraum gelangt. Bei anderen Ausführungsbeispielen wiederum ist der Raum des Nockentriebwerks 1 mit der Saugseite der Förderpumpe verbunden und steht damit unter niederem Druck. Bei dem Ausführungsbeispiel aber strömt er in die Mitnahmeausnehmung 8, welche auch den Verstellbolzen 5 aufnimmt, über eine Drosselbohrung 12 zur Stirnseite 14 des Verstellkolbens. Bei ausreichend hohem Förderdruck wird dann der Verstellkolben 9 entgegen der Kraft der Feder 10 verschoben, wodurch der Spritzbeginn wie oben beschrieben nach "früh" verstellt wird.

Um nun bei kaltem Motor und Start wie oben beschrieben eine Spätverstellung zu vermeiden, ist die Kraftstoffeinspritzpumpe

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mit einer einen Anschlag für den Nockenring 4 aufweisenden Vorrichtung 15 ausgestattet. Diese Vorrichtung ist in den Figuren 2 bis 5 näher dargestellt. Die Vorrichtung ist in Fig. in der Seitenansicht dargestellt, um ersichtlich zu machen, wie diese Vorrichtung bei Entfernen eines Deckels einfach an eine serienmäßige Pumpe angeschraubt werden kann. In Fig. 3 ist diese Vorrichtung gemäß der Linie III aus Fig. 1 im Schnitt gezeigt. In Fig. 4 ist dieselbe Vorrichtung gemäß IV in Fig. als Draufsicht dargestellt. Fig. 5 zeigt eine teilweise Seitenansicht des Nockenringes 4 an der Eingriffsstelle des Anschlags.

Wie in den Figuren dargestellt, ist ein Drehbolzen 16 in einem Deckel 17 verdrehbar angeordnet, wobei der Deckel 17 durch Schrauben 18 mit dem Gehäuse 3 fest verbunden ist. An dem Drehbolzen 16 ist eine Platte 19 befestigt, an welcher exzentrisch ein Anschlag 20 angeordnet ist. Dieser Anschlag 20 greift in eine Ausnehmung 21 des Rollenringes. Beim Verdrehen des Drehbolzens 16 läuft der Anschlag 20 den in Fig. 5 durch Pfeile dargestellten Kreisweg. Je nach Drehlage des Drehbolzens 16 steht somit dem Rollenring 4 ein unterschiedlicher Drehwinkelbereich zur Verfügung. Eine Verdrehung des Nockenringes 4 entgegen der in Fig. 2 dargestellten Drehrichtung des Pumpenkolbens bewirkt eine Frühverstellung des Spritzbeginns. Bei kaltem Motor wird erfindungsgemäß der Anschlag 20 so verschoben, daß er den Nockenring 4 entgegen der Drehrichtung des Pumpenkolbens verstellt, indem der Anschlag 20 unmittelbar mit der Wandung der Ausnehmung 21 für diese Verschiebung in Berührung kommt. Durch diese Verschiebung wird der Verstellkolben 9 des Spritzbeginnverstellers von dem Anschlag 11 abgehoben.

Auf der der Platte 19 abgewandten Seite des Verstellbolzens ist auf diesen ein Verstellhebel 22 drehbeweglich aufgeschoben, an dem eine Rückstellfeder 23 angreift. Außerhalb dieses Ver-

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Stellhebels 22 weist der Verstellbolzen 16 eine Querbohrung auf, durch die ein federelastischer Biegestab 2 4 gesteckt ist, über welchen die übertragung der gewünschten Drehbewegung erfolgt. Dieser Biegestab ist durch eine Schraube 25 mit seinem dem Drehbolzen 16 abgewandten Ende mit dem Verstellhebel 22 fest verbunden. Wird also der Verstellhebel 22 geschwenkt, so wird über den Biegestab der Drehbolzen 16 mitgenommen. Greifen andererseits am Anschlag 20 sich während der Pumpförderung ergebende Stöße an, so werden diese von dem Biegestab 24 elastisch aufgenommen.

Der Verstellhebel 22 weist einen durch Kröpfung des Hebels gebildeten Kopf 26 auf, an dem ein Bowdenzug 27 angreift. Dieser Bowdenzug kann entweder zu dem sogenannten Choke in der Fahrerkabine des Fahrzeuges führen, er kann jedoch auch zu einem thermostatischen, vom Kühlwasser des Motors oder durch eine Heizspirale beheizten Thermostat führen. Bei den Beispielen nimmt der Hebel 22 eine Stellung für Normalbetrieb ein. Bei kaltem Motor hingegen ist er gemäß Fig. 4 nach links geschwenkt zu denken, wobei dann der Anschlag 20 die in Fig. 5 gestrichelt dargestellte Stellung einnimmt, für die er wie oben beschrieben den Rollenring 4 entsprechend verdreht. Die in Fig. 4 dargestellte Ausgangslage des Hebels 22 wird durch einen Anschlag 28 bestimmt, an die der Hebel mit einem Arm 29 durch die Rückstellfeder 23 gezogen wird. Während also bei kaltem Motor entweder von Hand oder über den Thermostat der Hebel von dem Anschlag 28 entfernt ist, wird er bei Zunahme der Motortemperatur oder durch Verstellen des Chokes infolge des Fahrers durch die Feder 23 an den Anschlag 28 gezogen. Der Anschlag 28 ist mit der einen Schraube 18 mitfestgespannt und kann je nach Bedarf verstellt werden.

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L e e r s e i t e

Claims

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Firma Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Patentansprüche:

.J Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem die Förderbewegung mindestens eines Pumpenkolbens bewirkenden Nockenantrieb, der einen im Pumpengehäuse an sich ruhend gelagerten und zwecks Spritzbeginnverstellung durch eine drehzahlabhängig arbeitende Vorrichtung verdrehbaren Ring aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in eine entsprechende Ausnehmung (21) des Ringes (4) ein dessen Verdrehwinkel (oC) begrenzender, über eine Vorrichtung (15) verstellbarer Anschlag (20) greift.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über die Vorrichtung (15) durch den Anschlag (20) bei kaltem Motor die in Richtung spät gehende Verdrehung des Ringes (4) begrenzbar ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (15) mit einem Bowdenzug (27) arbeitet.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (15) ein Thermostatglied aufweist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat elektrisch oder über das Kühlwasser der Brennkraftmaschine beheizbar ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden An-

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sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (21) und der Anschlag (20) radial zum Ring (4) angeordnet sind.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag (20) ein an einem im Gehäuse (3) gelagerten,über einen Hebel (22) entgegen einer Rückstellfeder (23) betätigbaren Drehbolzen (16) axial und exzentrisch befestigter Zapfen (20) dient.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (21) am Außenumfang des Ringes angeordnet ist und vorzugsv/eise eingeprägten Kennlinien entsprechende Begrenzungskanten aufweist.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (15) ein elastisches Zwischenglied (24) aufweist.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Hebel (22) und Drehbolzen (16) eine Mitnahmefeder (24) als elastisches Glied angeordnet ist.

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbolzen (16) in eine Bohrung des Hebels (22) ragt und über einen in eine Querbohrung des Drehbolzens (16) ragenden, zugleich als Axialsichen'rg des Hebels (22) dienenden und mit einem weiter entfernt liegenden Abschnitt desselben verbundenen Federbiegestab verdrehbar ist.

12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ring zwei Ausnehmungen (21) insbesondere spiegelsymmetrisch an einander gegenüberliegenden Seiten des Ringes angeordnet sind, für vahlveisen Eingriff des Anschlags.

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