DE2913909C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brenn­ kraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer durch die US-PS 36 61 130 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist ein Elektromagnetventil bei einer Verteilereinspritzpumpe koaxial zur Verteilerachse stirnseitig an den Pumpenarbeitsraum angrenzend vorgesehen. Dieses Ventil dient als Abschaltventil zur völligen Entlastung des Pumpenarbeitsraumes bei Auftreten bestimmter Betriebsbedingungen. Das Ventilglied dieses Magnetventils wird durch eine Öffnungsfeder in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Damit das Ventilglied nicht in den Pumpenarbeitsraum fällt und zur Öffnungs­ hubbegrenzung ist das Ventilglied über einen Kopf mit dem Anker des Elektromagneten formschlüssig gekoppelt, indem in diesem stirnseitig eine Ausnehmung eingearbeitet ist, deren Ränder einen den Kopf hin­ tergreifenden Innenbund bilden. Diese Ausgestaltung ist sehr auf­ wendig und vergrößert zudem die bewegte Masse des Magnetventils, was wiederum die Ansprechgeschwindigkeit verringert bzw. den Energie­ bedarf erhöht. Es ist ferner durch die DE-AS 15 76 617 eine Kraft­ stoffeinspritzpumpe bekannt, bei der zur Entnahme eines Teils der vom Pumpenkolben geförderten Kraftstoffmenge ein mit dem Pumpen­ arbeitsraum der Kraftstoffeinspritzpumpe ständig verbundener Speicherraum vorgesehen ist, der einen gegen die Kraft einer Rück­ stellfeder verstellbaren Ausweichkolben aufweist. Über das Schluck­ volumen des Ausweichkolbens kann die Förderrate des Pumpenkolbens im Sinne einer gestuften Kraftstoffeinspritzrate verringert werden. Damit wird ein Leiselauf der Brennkraftmaschine, die mit einer derart ausgestalteten Kraftstoffeinspritzpumpe betrieben wird, erzielt. Zur Unterbindung der Kraftstoffentnahme und Bereitstellung der vollen Förderrate des Pumpenkolbens der Kraftstoffeinspritzpumpe bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine kann der Ausweichkolben hydraulisch blockiert werden. Diese Abstellmöglichkeit ist sehr auf­ wendig und ist zugleich mit dem Nachteil verbunden, daß ein schädlicher Raum zwischen Austritt der Verbindungsleitung zwischen Pumpenarbeitsraum und Speicherraum bei Normalbetrieb zur Wirkung kommt. Dies wirkt sich nachteilig auf die Genauigkeit der Einspritz­ mengensteuerung aus.

Durch die DE-OS 28 36 225 ist schließlich eine Kraftstoffeinspritz­ pumpe bekannt, deren Pumpenarbeitsraum über eine eine Drossel ent­ haltene Entlastungsleitung zu einem Entlastungsraum entlastbar ist. Stromabwärts der Drossel ist ein Magnetventil vorgesehen, durch des­ sen Schließen die Dauer der den Einspritzdüsenöffnungsdruck über­ steigenden Hochdruckförderung während des Förderhubs des Pumpenkol­ bens und somit die Einspritzmenge bestimmt wird. Mit Hilfe der Dros­ sel wird hier erreicht, daß vor Beginn der Hochdruckförderung ein bestimmter Druck im Pumpenarbeitsraum herrscht, der sich aber wohl mit der Kolbengeschwindigkeit ändern dürfte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der ein­ gangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß mit ihr das Lauf­ geräusch einer ihr zugeordneten Brennkraftmaschine bei Niedriglast, insbesondere bei Leerlaufbetrieb reduziert wird mittels eines schnell und sicher arbeitenden und einfach aufgebauten Magnetventils.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzei­ chens des Hauptanspruchs gelöst. Dabei kann die bewegte Masse des Mag­ netventils sehr klein gehalten werden, da der Anker nur als Aufstoß­ glied ausgebildet werden muß. Durch diese Ausgestaltung kann das Ventilglied sich auch selbständig bewegen und durch die Schließfeder für die Bereitstellung einer Förderrate der Kraftstoffeinspritzpumpe mit unverminderten Förderung sicher und schnell in Schließstellung gebracht werden, ohne daß der Schließvorgang von einem Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum abhängig wäre.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 und 2 eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Magnetventil zur Entlastung des Pumpenarbeitsraumes einmal bei eingeschaltetem Magneten und das andere Mal bei stromlosem Magnet und

Fig. 3 und 4 in Weiterbildung von Fig. 1 eine Leiselaufvorrichtung, einmal mit Kraftstoffentlastung in einen Speicher und das andere Mal unter Verwendung eines Federspeichers.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

In einem Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen ist eine Antriebs­ welle 2 gelagert. Diese ist mit einer Stirnnocken­ scheibe 3 gekuppelt, die entsprechend der zu versor­ genden vier Zylinder einer Brennkraftmaschine mit vier Nocken versehen ist, die über ortsfeste Rollen 5 durch die Drehung der Antriebswelle bewegt werden. Dadurch wird ein mit der Stirnnockenscheibe 3 durch ein Kupp­ lungsteil 6 gekuppelter und auf diese durch mindestens eine Feder gepreßter Pumpenkolben 8 in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung ver­ setzt.

Der Pumpenkolben 8 arbeitet in einer in das Gehäuse 1 eingesetzten, oben verschlossenen Zylinderbüchse 9 mit Zylinderbohrung 10 und schließt dort einen Arbeitsraum 11 ein. Als Verschluß der Zylinderbüchse 9 dient ein Ventilkörper 12, welcher mit einem beweglichen Ventil­ teil 13 ein Entlastungsventil des Pumpenarbeitsraums darstellt. Das bewegliche Ventilteil 13 ist durch eine Schließfeder 14 belastet, die einen Kopf 15 des beweg­ lichen Ventilteils 13 auf einen Sitz im Ventilkörper 12 preßt. Durch den im Pumpenarbeitsraum 11 herrschenden Druck wird der Kopf 15 zusätzlich auf seinen Sitz ge­ preßt. Durch dieses Ventil wird ein Entlastungskanal 16 gesteuert, der zu einem Raum führt, in dem ein Druck herrscht, der niedriger als der im Pumpenarbeitsraum 11 während des Druckhubs herrschende Druck ist und der in Fig. 3 und Fig. 4 näher dargestellt ist.

Das bewegliche Ventilglied 13 wird durch einen Elektro­ magneten 17 betätigt, der eine Spule 18 und einen Anker 19 sowie einen Kern 20 aufweist. Der Magnet 17 ist mit seinem Gehäuse 21 in das Gehäuse 1 der Kraftstoffein­ spritzpumpe geschraubt und spannt über eine Hülse 22 den Ventilkörper 12 fest auf die Zylinderbüchse 9, wobei gewisse unterschiedliche Ausdehnungen bei Tempera­ turänderungen kompensiert werden.

Der Pumpenarbeitsraum 11 wird über einen Saugkanal 23 mit Kraftstoff versorgt, der über auf der Mantelfläche des Kolbens 8 angeordnete Saugnuten 24 gesteuert wird. Diese Saugnuten 24 geben den Saugkanal 23 jeweils bei den Saughüben des Pumpenkolbens 8 frei. Die Kraftstoff­ versorgung erfolgt aus einem Saugraum 25, der im Gehäuse 1 angeordnet ist und in dem leichter Überdruck herrscht. Zur Regelung der geförderten Kraftstoffmenge ist der Arbeitsraum 11 über eine axiale Sackbohrung 26 im Pum­ penkolben 8 und eine die Sackbohrung schneidende Quer­ bohrung 27 mit dem Pumpensaugraum 25 verbindbar. Mit der Querbohrung 27 arbeitet ein Fördermengenregelglied 28 des Kraftstoffs in Form eines auf den Pumpenkolben verschiebbaren Ringschieber zusammen, der durch seine Stellung den Zeitpunkt bestimmt, an dem bei der Aufwärts­ bewegung des Pumpenkolbens 8 (Druckhub) die Querboh­ rung 27 geöffnet und eine Verbindung zwischen dem Ar­ beitsraum 11 und dem Pumpensaugraum 25 hergestellt wird.

Durch die Verstellung des Ringschiebers 28 kann somit die nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge verändert werden. Zur Kraftstoffeinspritzmengenänderung wird der Ringschieber 28 durch einen Reglerhebel 30, der mit einem Kugelkopf 31 in einer Ausnehmung 32 des Ringschiebers 28 eingreift, verstellt. Der Reglerhebel ist dabei um eine Achse 34 schwenkbar, die durch einen Exzenter 35 einstellbar ist. Am anderen Ende des Regler­ hebels 30 greift, nicht dargestellt, eine Regelfeder ent­ gegen der Kraft eines Drehzahlgebers an.

Die Versorgung der Brennkraftmaschine vom Pumpenarbeits­ raum 11 her erfolgt während des Druckhubs und solange die Querbohrung 27 geschlossen ist, über die Sackboh­ rung 26, die über eine Querbohrung 36 mit einer Ring­ nut 37 verbunden ist, von welcher eine Verteilernut 38 abzweigt, durch die eine Druckleitung 39 aufgesteuert wird. Um den Verteilerkolben 8 sind entsprechend der Zahl der zu versorgenden Motorzylinder Druckleitungen 39 vorgesehen, von denen nur eine dargestellt ist. Während des Rotierens des Pumpenkolbens 8 werden nacheinander die Druckleitungen 39 durch die Längsnut 38 aufgesteuert und entsprechend mit Kraftstoff vom Pumpenarbeitsraum 11 her versorgt, bis durch den Ringschieber 28 die Querbohrung 27 aufge­ steuert wird und der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeits­ raum 11 ungenutzt in den Saugraum 25 zurückfließen kann.

Bei erregter Magnetspule 18 des Elektromagneten 17 wird der Anker 19 gegen den Kern 20 nach unten gezogen und stützt sich dabei auf das bewegliche Ventilglied 13. Wäh­ rend des Druckhubs des Pumpenkolbens 8 vermag der Mag­ net die in Schließrichtung am Ventil 12, 13 angreifende Kraft im Druckraum 11 nicht zu überwinden. Sobald jedoch der Pumpenkolben 8 mit dem Saughub beginnt, überwindet der Magnet die Kraft der Schließfeder 14 des Ventils und öffnet letzteres. Während des darauffolgenden Druckhubs des Pumpenkolbens 8 vermag sich im Pumpenarbeitsraum 11 kein Druck aufzubauen, so daß das Ventil 12, 13 in ge­ öffneter Stellung verharrt und der vom Pumpen­ kolben 8 geförderte Kraftstoff über den Kanal 16 abfließt.

Bei den in den Fig. 2 bis 4 dargestellten weiteren drei Ausführungsbeispielen weisen die entsprechenden Bau­ teile dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1 auf, wobei bei konstruktiver Abweichung in der Gestaltung die Bezugszahl mit einem ′ versehen ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist lediglich der Magnet sowie das angesteuerte Ventil dargestellt. Im Gegensatz zum Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 ist der Kern 20′ des Magneten oben angeordnet und der Anker 19′ unten zum Ventil hin. Bei Erregung der Spule 18 wird der Anker 19′ somit nach oben gegen den Kern 20′ gezogen. Der Anker 19′ weist eine Innenbohrung auf, die nach unten durch einen Boden 41 verschlossen ist, in welchem für den Druckausgleich angeordnete Öff­ nungen 42 vorgesehen sind. Zwischen diesem Boden 41 und dem Kern 20′ ist eine Öffnungsfeder 43 angeordnet, die bei nicht erregtem Magneten den Anker 19′ auf das beweg­ liche Ventilteil 13′ schiebt, dabei die Schließfeder 14′ überwindet und das Ventil 12′, 13′ öffnet. Der Hub des Ankers 19′ ist dabei durch einen ringförmigen Anschlag 44 begrenzt. Auch hier vermag die Öffnungsfeder 43 das Ventil nur dann zu öffnen, wenn der Pumpenkolben 8 einen Saughub vollzieht. Sobald die Spule 18 erregt ist, wird der Anker 19′ unter Überwindung der Kraft der Feder 43 nach oben gezogen, so daß die Schließfeder 14′ das be­ wegliche Ventilteil 13′ auf seinen Sitz zieht und ein Abfließen von Kraftstoff über den Kanal 16 verhindert.

In Fig. 3 ist das Ventil 12, 13 sowie der Magnet 17 wie bei Fig. 1 aufge­ baut. Ergänzend dazu ist dargestellt, daß der über das Ventil abgesteuerte Kraftstoff durch den Drosselspalt x am Ventilglied 13 und über einen sich an den Entlastungskanal 16 anschließenden Kanal 45 in einen Speicher 46 geleitet. Das Auf­ steuern des Ventils 12, 13 erfolgt nur während des Leer­ laufs und möglicherweise niederer Teillast, so daß ein Teil des von der Pumpe geförderten Kraftstoffs in diesen Speicher 46 strömt, mit der Folge einer Verlängerung der im Motor erfolgenden Einspritzzeit. Eine derartige Verlän­ gerung der Einspritzdauer bewirkt eine starke Verminderung des Motorgeräusches erzeugt also einen sogenannten Leise­ lauf der Brennkraftmaschine. Während des Saughubs des Pum­ penkolbens 8 strömt ein Teil des im Speicher 46 befind­ lichen Kraftstoffs zurück in den Pumpenarbeitsraum 11. Die­ ser Rückstrom kann entweder über den Entlastungskanal 45 und das Ventil 12, 13 erfolgen, oder über eine der Saug­ nuten 24, wofür bei letzterem der Kanal 45 eine entspre­ chende Verlängerung 47 zur Bohrung 10 hin aufweisen muß. Der Magnet 17 kann beispielsweise durch einen mit dem Gaspedal betätigten Schalter gesteuert werden, so daß die Gaspedalstellungen für Leerlauf und Teillast eine entsprechende Erregung des Magneten 17 mit sich bringen.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist im Unterschied zu dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Speicher als Federspei­ cher 46′ ausgebildet. Der Federspeicher 46′ arbeitet mit einem Speicherkolben 48, der durch eine Feder 49 be­ lastet ist. Während man beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bei der Speicherkapazität weitgehend von der Elastizität des Kraftstoffs abhängt, ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die Speicher­ kapazität zusätzlich durch den Hub des Speicherkolbens 48 bestimmt.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine mit einem einen Pumpenarbeitsraum mit einem Entlastungsraum verbindenden Kanal, der mittels eines Ventils auf- und zusteuerbar ist, wobei ein bewegliches, eine Sitzfläche aufweisendes Ventilglied des Ventils unmittelbar durch den im Pumpenarbeitsraum herrschenden Druck in Schließrichtung beaufschlagt ist und entgegen der Kraft eine Feder durch Steuerung des Stromflusses durch einen Elektromagneten über dessen Anker bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil­ glied entgegen der Kraft einer als Druckfeder ausgebildeten Schließ­ feder (14, 14′) durch den Anker des Elektromagneten aufstoßbar ist, der Entlastungsraum als geschlossener Speicherraum (46) ausgebildet ist und das Ventil während des Leerlaufbetriebs und im unteren Last­ bereich der Brennkraftmaschine aufgesteuert ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch geennzeichnet, daß der Speicherraum (46′) einen federbelasteten Kolben (48) als nachgiebige Wand aufweist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanal (45) eine Drossel angeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (13′) bei stromlosem Magneten durch eine Öffnungsfeder (43) in dessen Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei die Öffnungskraft der Öffnungsfeder (43) größer ist als die Summe der Kräfte der entgegenwirkenden Schließfeder (14′) und einer am beweglichen Ventilglied (13′) bei geöffnetem Ventil aufgrund der Druckdifferenz angreifenden Strömungskraft, und daß das Ventilglied (13′) bei Erregung des Magneten entgegen der Kraft der Öffnungsfeder (43) in Schließrichtung bewegt wird.