DE3010312A1

DE3010312A1 - Verstelleinrichtung fuer den spritzbeginn bei einspritzpumpen

Info

Publication number: DE3010312A1
Application number: DE19803010312
Authority: DE
Inventors: Werner 7016 Gerlingen Faupel; Erich 7054 Korb Jäger; Klaus 7151 Affalterbach Krieger; Karsten 7317 Wendlingen Storbeck; Gerhard Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Stumpp; Hans-Jörg Dipl.-Ing. 7145 Markgröningen Vogtmann; Ludwig 7000 Stuttgart Walz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1981-10-01
Also published as: JPS56146021A

Description

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26.2.1980 Su/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Verstelleinrichtung für den Spritzbeginn bei Einspritzpumpen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Verstelleinrichtung für den Spritzbeginn bei Kraftstoffeinspritzpumpen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Verstelleinrichtung werden durch den drehzahlabhängigen Druck gleichzeitig beide Kolben beaufschlagt, wobei aufgrund des Plächenverhältnisses und der Federkräfte zuerst der eine Verstellkolben in seine Endlage verschoben wird, bevor der zweite mit seinem Hub beginnt. In Ruhelage der beiden Kolben ist der Spritzzeitpunkt auf Früh eingestellt, verschiebt sich jedoch nach Anlauf der Pumpe in der obenbeschriebenen Art auf Spät durch den einen Kolben, um dann mit zunehmender Drehzahl allmählich auf Früh verstellt zu werden, wobei beide Kolben gemeinsam verschoben werden, der erste in seiner Endlage, der zweite von seiner Ausgangslage allmählich in seine Endlage. Mit dieser bekannten Spritzbeginnverstellung ist nicht immer ein optimaler Warmlauf regelbar, und ein Einfluß auf den Spritsbeginn in Abhängigkeit von Motorkenngrößen ausgenommen der Drehzahl nicht gegeben. Gerade die anderen

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Motorkenngrößen, wie Temperatur, Last, Luftdruck und dergleichen^ haben einen außerordentlichen Einfluß auf die Emissionen, so daß in zunehmendem Maße versucht wird, einen entsprechenden Einfluß auf die Spritzbeginnverstellung zu nehmen. Bei anderen bekannten Spritzbeginnverstellern wird der Einfluß dadurch genommen, daß man entweder die Kraft der am Spritzverstellkolben angreifenden Feder oder den Druck auf der gegenüberliegenden Seite des Verstellkolbens ändert. Beides führt dazu, daß die Spritzverstellkennlinie die orginär der Charakteristik der Brennkraftmaschine angepaßt ist, in ihrer Steigung verändert wird, was zu einer grundsätzlichen Veränderung der Verstellcharakteristik und damit der Zuordnung zur Brennkraftmaschinencharakteristik führt. Um dann wieder eine Zuordnung der jeweiligen Charakteristiken für den jeweiligen Regelpunkt, zu erhalten, sind äußerst aufwendige Regel- und Steuereinheiten erforderlich. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Parallelverschiebung der Spritzverstellkennlinie die Spritzversteil-Grundcharakteristik über der Drehzahl voll erhalten bleibt und die Veränderung des Spritzbeginns unabhängig von der jeweiligen Drehzahl mit äußerst einfachen Mitteln und sehr genau erfolgen kann. Wesentliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und nachfolgender Beschreibung zu entnehmen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung stark vereinfacht dargestellt und im folgenden näher* beschrieben. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel, Figur 2 bis 5 das zweite Aus-

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führungsbeispiel in Varianten.
Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist eine erfinderische Verstelleinrichtung im Prinzip dargestellt. In einem Gehäuse 1, insbesondere einer Kraftstoffeinspritzpumpe (es kann auch das Gehäuse einer vorgeschalteten Vorrichtung sein), arbeitet in einer Bohrung 2 ein Kolben 3, welcher durch eine Feder k belastet ist. In einer Innenbohrung 5 des Kolbens 3 ist ein Kolben 6 angeordnet, der durch eine Feder 7 belastet ist und an den über einen Bolzen 8 eine nicht dargestellte Vorrichtung für den Spritzbeginn angelenkt wird. Eine derartige Vorrichtung kann entweder ein sogenannter Wellenspritzversteller sein, es kann jedoch auch das an sich ortsfest gelagerte Teil eines Nockentriebwerks einer Einspritzpumpe sein, bei dem entweder die Nocken oder Rollen um einige Winkelgrade verdreht werden, so daß die daran ablaufenden .Nocken oder Rollen des oder der Pumpenkolben bezüglich der Drehlage der Antriebswelle einen entsprechend geänderten Beginn des Druckhubs und damit der Einspritzung aufweisen.

Eine mit Motordrehzahl angetriebene Förderpumpe 9, deren Ausgangsdruck über ein Drucksteuerventil 10 zusätzlich geregelt wird, fördert in einen Raum 11, aus dem der im Druck drehzahlabhängig gesteuerte Kraftstoff über eine Bohrung 12 und unter Zwischenschaltung einer Dämpfungsdrossel 13 in einen Arbeitsraum 14 des Kolbens 6 gelangt, welcher durch die der Feder 7 abgewandte Stirnseite des Kolbens 6 sowie einen Teil der Innenbohrung 5 begrenzt ist. Bei ausreichendem Druck und mit zunehmender Drehzahl-

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stärke wird der Verstellkolben 6 entgegen der Feder 7 verschoben und damit durch übertragung dieser Stellbewegung über den Bolzen 8 eine Spritzzeitpunktverstellung erzielt. Der die Feder 7 aufnehmende Raum 15 ist über einen Kanal 16 druckentlastet. Nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl, d.h. einem bestimmten Druck, wird durch die Rückseite 17 des Verstellkolbens 6 ein Entlastungskanal 18 aufgesteuert, so daß ab einer bestimmten Drehzahl die Frühverstellung beendet ist, solange der Kolben 3 die in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage einnimmt. In dem Entlastungskanal l8 ist eine Anpassungsdrossel 19 angeordnet.

Zur Verstellung des Kolbens 3 entgegen der Kraft der Feder 4 wird von dem Kreislauf der Förderpumpe 9 über einen Kanal

20 Kraftstoff zu der Stirnseite 21 des Kolbens abgeleitet. Die Kraftstoffzufuhr-zu dieser Stirnseite 21 kann jedoch auch von einer anderen Flüssigkeitsquelle her erfolgen. In den Kanal 20 ist zur Steuerung bzw. Zuschaltung eine variable Drossel 22 angeordnet. Von diesem Arbeitsraum 23 vor der Stirnseite 21 des Kolbens 3 zweigt dann ein Entlastungskanal 24 ab, in den eine Staudrossel 25 geschaltet ist, um einen für die Verstellung erforderlichen Druck aufbauen zu können. Die Schaltung der Ventile 22 und 25 erfolgt nach hydraulischen Grundregeln, wobei je nach Druck und Art der Flüssigkeitsquelle eines der Ventile wegfallen kann bzw. auch das Stauventil 25 im Querschnitt änderbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, daß auf den Entlastungskanal 24 verzichtet wird und statt dessen der Stirnseite

21 vom Druck bereits gesteuerte Flüssigkeit zugeführt wird.

Während die eigentliche Spritzverstellcharakteristik durch den drehzahlabhängigen Antrieb des inneren Verstellkolbens 6 voll erhalten bleibt, erfolgt über den äußeren Kolben 3

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durch die Ventile 22 und 25 gezielt gesteuert bezüglich der Kennlinie eine Parallelverschiebung der Spritzverstellkennlinie. Der Eingriff arbeitet von der Drehzahl unabhängig entweder willkürlich oder in Abhängigkeit von sonstigen Motorkenngrößen. Der Entlastungskanal 18 wird zusätzlich durch einen im Verstellkolben 3 verlaufenden Kanalabschnitt 26 gesteuert, so daß eine Entlastung über den Kanal 18 nur dann erfolgen kann, wenn der Verstellkolben 3 seine Ausgangslage einnimmt. Bei seiner Verschiebung in Richtung Spät jedoch, wird dieser Entlastungskanal 18 gesperrt, so daß auch bei relativer Frühverstellung durch den inneren Kolben 6 keine Entlastung des Arbeitsraumes 14 erfolgen kann, sondern dieser innere Kolben 6 bis in seine Endlage verschoben wird. Bei entsprechender Zuordnung der Ventile 22 und 25 wird damit eine zusätzliche Frühverstellung vermieden.

Bei den weiteren Ausführungsbeispielen werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen wie beim ersten Ausführungsbeispiel, allerdings mit einem Index versehen, verwendet.

Bei dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird der äußere Verstellkolben 3' mechanisch verstellt, indem über einen Raumnocken 27 beim Verdrehen einer Welle 28 eine walzenförmige Erhebung 29 des Kolbens 3¹ verschoben wird. Aus konstruktiven Gründen und auch um die Vielfalt der möglichen Beispiele zu zeigen, wird der äußere Verstellkolben 3 durch die an ihm angreifende Feder k¹ in Richtung Spät verschoben, hingegen beim ersten Ausführungsbeispiel (Figur 1) in Richtung Früh. Für die grundsätzliche Funktion ist jedoch diese Anordnung nicht maßgebend, da die Verstellung gemäß des Antriebs 27, 28, 29

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mechanisch erfolgt. Der innere Verstellkolben 6 arbeitet wie beim.ersten Ausführungsbeispiel gegen eine Feder 7, wobei der Federraum 15' entsprechend der Konstruktion unmittelbar mit dem Federraum 30 der Feder 4 ' unmittelbar verbunden ist. Hierdurch ist sehr einfach eine Druckentlastung möglich.

Wie in Figur 3 dargestellt, können die Federn 4' und 7 durch eine einzige Feder 31 ersetzt werden, die dann über den Verstellkolben 6 auf den äußeren Verstellkolben 3' wirkt, was allerdings keine Parallelverschiebung ergibt.

In Figur 4 ist der Raumnocken 27 in einer Stellung gezeigt, für die die Welle 28 um 90° gedreht und entsprechend die Walze 29 mit dem Kolben 3' verschoben ist.

Bei dem in Figur 5 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel wird der äußere Kolben 3" durch den im Druck drehzahlabhängig gesteuerten Kraftstoff beaufschlagt, um gegen die Feder 4" mit zunehmender Drehzahl verschoben zu werden. Die eigentliche Spritzbeginnverstellcharakteristik über der Drehzahl wird hier durch den äußeren Kolben 3" bestimmt. Der innere Kolben 6" ist hier nur einerseits des Verstellbolzens 8" angeordnet, wobei dieser mit seinem Ende 33 in einem Kipplagerbolzen 32 befestigt ist, welcher über einen Schuh 34 durch die Feder 7" an die Stirnseite 35 des Verstellkolbens 6" gepreßt wird. Der Verstellkolben 6" stützt sich mit seinem dem Bolzen 8" abgewandten Ende an einem Sicherungsring 36 ab, welcher in der Wandung der Bohrung 5" angeordnet ist. Im Innenkolben 6" ist eine Sackbohrung 37 vorgesehen, in die ein Verstellbolzen 38 greift, welcher über einen Querstift 39 in Längsschlitze 40 des Kolbens 6" greift. Wird der Verstellbolzen 38 ver-

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dreht, so wird damit auch der Verstellkolben 6" verdreht, so daß eine in der Zeichnung parallel zum Kipplagerbolzen

32 angeordnete V-Nu t 41 quer zu diesem gestellt wird, was eine Verschiebung des Anlenkpunktes und damit des Endes

33 des Bolzens 8" entgegen der Kraft der Feder 7" mit sich bringt. Grundsätzlich arbeitet dieses Ausführungsbeispiel wie die vorher beschriebenen, wobei die Grundcharakteristik der Spritzzeitpunktverstellung erhalten bleibt und die Parallelverschiebung durch Relativverschiebung des Kolbens 6" im Kolben 3" erfolgt.

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Claims

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Ansprüche

y/Verstelleinrichtung für den Spritzbeginn bei Kraftstoffeinspritzpumpen mit zwei, je durch Rückstellfederkraft belastete Verstellkolben, einem äußeren und einem in diesem verschiebbaren und mit einem in den Pumpenkolbenantrieb eingreifenden Verstellbolzen gekoppelten, inneren Kolben^ von denen mindestens einer für die Spr'itzbeginnversteilung von drehzahlabhängig sich änderndem Druck einer Förderpumpe beaufschlagt ist, wobei für eine vorübergehende Frühverstellung die beiden Kolben relativ zueinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Verschiebung über eine Vorrichtung willkürlich oder in Abhängigkeit von Motorkenngrößen und unabhängig von der Drehzahl vornehmbar ist.
2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in.an sich bekannter Weise der innere Verstellkolben vom im Druck drehzahlabhängig und daß der äußere Kolben (3) vom im Druck unabhängig gesteuerten

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Kraftstoff beaufschlagt ist, wofür ein Druckventil (22, 25) in der Kraftstoffzu- (20) bzw. -abflußleitung (24) des Arbeitsraums (23) des zweiten Kolbens (3) angeordnet ist.
3. Verstelleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Relativverschiebung der Kraftstoff der drehzahlabhängig fördernden Pumpe (9) verwendet und zum Arbeitsraum (23) des äußeren Kolbens (3) geleitet wird,
4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Zu- sowie Abflußleitung (20, 24) ein Druckventil (23, 25) insbesondere in Form einer Drossel angeordnet ist, von denen mindestens eine verstellbar ist.
5. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff am Druckventil (22, 25) durch Motorkenngrößen, wie Temperatur, Last und dergleichen erfolgt.
6. Verstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kolben (3,

6) eine Entlastungsbohrung (18, 26) des Arbeitsraums (14) des inneren Kolbens (6) steuerbar ist, welche in einer Stellung beider Kolben für frühen Spritzbeginn (Figur 1) aufgesteuert ist.

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7. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der innere Verstellkolben (6) von dem im Druck drehzahlabhängig gesteuerten Kraftstoff beaufschlagt ist und der äußere Kolben (3¹) durch seine Feder (4·, 3D an einen die Ausgangslage bestimmenden, verstellbaren Anschlag (27, 29) geschoben ist.
8. Verstelleinrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Ausgangslage der Anschlag (27) verdrehbar ist, wobei einander gegenüberliegende Erhebungen (29) und Senkungen (27) aus einer Parallellage (Figur 2) in eine mehr Raum beanspruchende Querlage (Figur 4) gelangen.
9. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Verstellkolben (3") von dem im Druck drehzahlabhängig gesteuerten Kraftstoff beaufschlagt ist und daß als Vorrichtung für die relative Verstellung der innere Kolben (6") über eine Mitnehmerwelle (38) verdrehbar ist und dabei den Anlenkpunkt (33) des Bolzens (8"), welcher durch die Feder (7") an die Stirnseite (35) des inneren Kolbens (6") geschoben ist, mittels stirnseitigen Raumnocken (41) verschiebbar ist.
10. Verstelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß als Raumnocken eine stirnseitig am Kolben (6^M) angeordnete V-Nut (4l) dient, die mit einem Kipplagerbolzen (32) zusammenwirkt, welcher in einer Querbohrung das Ende (33) des VerStellbolzens (8") aufnimmt.

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