DE3013087A1

DE3013087A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer selbstzuendende brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3013087A1
Application number: DE19803013087
Authority: DE
Inventors: Manfred 7140 Ludwigsburg Bauer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1981-10-15
Also published as: US4407253A; JPS56156458A

Description

R. 6231

18.1.1980 Su/Kö

ROBERT BOSCH GmbH, 7OOO Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Mit derartigen Kraftstoffeinspritzpumpen soll erzielt werden, daß die Spritzdauer im Leerlauf und bei niederer Teillast verlängert wird, um dadurch einen verbesserten Leiselauf zu erzielen. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art _r steuert nach Beginn des Druckhubs des Pumpenkolbens bei Leerlauf und niederer Teillast gleichzeitig Kraftstoff über den Entlastungskanal sowie über die Druckleitungen. Bevor jedoch die Kraftstoffeinspritzdüsen öffnen, baut sich vorübergehend ein höherer Druck auf, als er dann nach dem öffnen für die weitere Einspritzung bei kleineren Einspritzmengen erforderlich ist. Dies führt zu drehzahlabhängigen Unterschieden im tatsächlichen Spritzbeginn sowie zu die Regelung störenden erheblichen Unterschieden der abströmenden Teilmenge. Zudem strömt die Teilmenge bei dieser bekannten Pumpe in eine Entnahmekammer, die ähnlich wie ein Speicher wirkt und damit ebenfalls erheblichen Einfluß auf den Einspritzverlauf nimmt, insbesondere

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rait dem Nachteil einer erschwerten exakten Regelung der Einsprit zmenge.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil eines sehr exakten Spritzbeginns sowie Kontinuität der Regelung der Einspritzmenge, wobei insbesondere die tatsächlichen Leiselaufkriterien erfaßt und geprüft werden, wobei Einstelltoleranzen und die pumpeneigenen Parameter für das Einstellen der einzelnen Düsenöffnungsdrücke eine von der Lösung der Spritzzeitverlängerung unabhängige Aufgabe darstellen.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Figur zeigt das erste, Figur 2 und 3 das zweite und Figur 4 das dritte Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Die in den Figuren dargestellten Beispiele sind anhand einer Verteilereinspritzpumpe, wie aus Figur 1 ersichtlich, stark vereinfacht dargestellt. In einem Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in einer Bohrung 2 einer in das Pumpengehäuse eingesetzte Zylinderbüchse ein Pumpenkolben 4, der durch nicht dargestellte Mittel entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenarbeitsraum 6 die-

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ser Pumpe wird über in der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnete'Längsnuten 7 und eine durch die Zylinderbüchse 3 und im Gehäuse 1 verlaufende Saugbohrung 8 aus einem Saugraum 9 -mit Kraftstoff versorgt, solange der Pumpenkolben seinen Saughub (nach unten) ausführt bzw. aufgrund des im Saugraum 9 herrschenden Überdrucks seine untere Totpunktlage einnimmt. Der Saugraum 9 wird über eine Förderpumpe 11 aus einem Kraftstoffbehälter 12 mit Kraftstoff versorgt. Durch ein Drucksteuerventil 13 wird der Druck im Saugraurn 9 in bekannter Weise drehzahlabhängig gesteuert, so daß mit steigender Drehzahl der Druck im Saugraum zunimmt .

Im Pumpenkolben 4 verläuft ein .Längskanal 15, der einerseits mit dem Pumpenarbeitsraum 6 verbunden ist, andererseits mit dem Saugraum 9· Die Austrittsöffnung 16 dieses Kanals 15 wird durch einen auf dem Pumpenkolben 4 geführten Ringschieber 17 gesteuert. Vom Längskanal 15 zweigt eine Querbohrung 18 ab, die in eine Verteilerlängsnut 19 in der Mantelfläche des Kolbens ¹J mündet. Über den Längskanal 15, die Querbohrung 18 und die Verteilernut 19 wird jeweils beim Druckhub des Pumpenkolbens (nach oben) bei dessen Verdrehung die Saugbohrung 8 verschlossen und eine der Druckleitungen 20 aufgesteuert, so daß der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum in die jeweilig aufgesteuerte Druckleitung 20 gelangen kann. Die Druckleitungen 20 führen jeweils über ein Rückschlagventil 21 zu Druckleitungen, welche zu Einspritzdüsen an der Brennkraftmaschine führen. Sie entsprechen in der Zahl der zu versorgenden Zylinder der Brennkraftmaschine. Nach Zurücklegung eines bestimmten Förderhubes wird die Austrittsöffnung 16 des Längskanals durch Austauchen aus dem Ringschieber 17 aufgesteuert, wo-

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durch die Einspritzung unterbrochen wird und der restliche Kraftstoff aus dem Pumpenarbeiusraum 6 in den Saugraum 9 strömt.

Der Ringschieber 17 wird über einen Zwischenhebel 23 eines nicht dargestellten Drehzahlreglers in Abhängigkeit von Last und Drehzahl auf den Pumpenkolben 4 verschoben. Der Zwischenhebel 23 weist hierfür einen Kopf 24 auf, der in eine Ausnehmung 25 des Ringschiebers 17 greift. Der Zwischenhebel 23 ist zur Betätigung auf einer Achse 26 schwenkbar gelagert. Eine Verschiebung des Kopfes 2k nach unten bewirkt eine Verminderung der Einspritzmenge, eine Verschiebung nach oben eine Zunahme. Für Startdrehzahlen nimmt der Ringschieber 17 seine höchste Stellung ein, für die die Austrittsöffnung 16 nicht mehr aufgesteuert wird, so daß die gesamte durch den Längskanal 15 geförderte Kraftstoffmenge zur Einspritzung gelangt.

Vom Pumpenarbeitsraum 6 zweigt zusätzlich ein gedrosselter Entlastungskanal 27 ab, der abschnittsweise in der Buchse

3 und im Gehäuse 1 verläuft und bei 28 vom Pumpenkolben 4 gesteuert wird. Hierbei ist die Zuordnung dieser Steuerstelle 28 so gewählt, daß der Entlastungskanal 27 erst nach Zurücklegung eines bestimmten Hubes des Pumpenkolbens

4 aufgesteuert wird, obwohl bereits über die Verteilernut 19 eine der Druckleitungen 20 aufgesteuert ist. Hierdurch wird auch erreicht, daß für den Spritzbeginn ein bei allen Druckhüben gleicher und entsprechend hoher Druck im Pumpenarbeitsraum 6 erzielt wird.

Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel zweigt der Entlastungskanal 27 unmittelbar vom Pumpenarbeitsraum 6 ab, wobei der dortige Kanaleingang

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nicht vom Pumpenkolben gesteuert wird. An der Steuerstelle 28 jedoch mündet der Entlastungskanal 27 in eine in der Buchse 3 angeordnete Ringnut 29 ₃ die mit einem im Pumpenkolben 4 verlaufenden Kanalabschnitt 30 zusammenwirkt. Das Ende des Kanalabschnitts 30 wird wieder durch den Ringschieber 17 gesteuert und bleibt ebenfalls bei Startdrehzahlen geschlossen, so daß über den Entlastungskanal 27 bei Startdrehzahlen kein Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 6 abfließen kann. Der Anfang des Kanalabschnitts 30 wird erst nach Zurücklegung eines bestimmten Hubes des Pumpenkolbens ^, also nach Beginn der Einspritzung, durch die Ringnut 29 aufgesteuert (wie in Figur 1 dargestellt). Es ist auch denkbar, daß der Kanalabschnitt 30 nach überfahren der Ringnut 29 wieder gesperrt wird, so daß die Aufsteuerung lediglich für einen bestimmten Hubabschnitt gegeben ist. Das vom Ringschieber 17 gesteuerte Ende des Kanalabschnitts 30 taucht gegen Ende des Einspritzhubes aus der Ringschieberinnenbohrung. bei Teillast und im Leerlauf erfolgt diese Aufsteuerung entsprechend früher, so daß die einen Leiselauf bewirkende Abströmung nur in diesem Drehzahlbereich erfolgen kann.

Der Entlastungskanal 27 ist zusätzlich durch einen Steuerschieber 31 gesteuert, indem der erste Teil des Entlastungskanals 27 der vom Pumpenarbeitsraum her unter Hochdruck steht, in eine Ringnut 32 mündet, während der zweite Abschnitt zwischen Ringnut 32 und Steuerstelle des Entlastungskanals 27 durch die Mantelfläche des Steuerschiebers 31 sperrbar ist, wenn er die in der Zeichnung dargestellte Lage einnimmt. Diese Lage entspricht Drehzahlen, die oberhalb der Lerrlauf- und niederen Teillastdrehzahlen stehen. Für Leerlauf- und niedere Teillastdrehsahlen wird durch den Steuerschieber

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der Entlastungskanal 27 aufgesteuert, indem eine Feder 3-3 den Steuerschieber entsprechend nach unten schiebt.

Die Betätigung des Steuerschiebers 31 kann durch den im Saugraum 9 drehzahlabhängigen Druck erfolgen, wobei dann der die Feder 33 aufnehmende Raum 34 druckentlastet sein müßte. In der Zeichnung wird jedoch der Steuerschieber 31 in einer Variante der dargestellten Art durch eine Kebelverlängerung 35 des Zwischenhebels 23 betätigt, wobei dann im Raum 34 Saugraumdruck herrscht. Zum Druckausgleich verläuft im Steuerschieber 31 sin entsprechender Kanal 36, dessen Mündung zum Raum 34 hin eine Drossel 37 aufweist. Hierdurch wird die Ringschieberbewegung besonders im Abregelbereich gedämpft.

Bei dem in Figur 2 und 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist nur ein Teil der Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe dargestellt, wobei der Einfachheit halber für entsprechende Teile die in Figur 1 gewählten Bezugszeichen mit einem Indexstrich versehen sind. Während Figur 2 etwa Maßstabsgleich wie Figur 1 ist, ist in Figur 3 ein Ausschnitt aus Figur 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel die Spritzzeitverlängerung bewirkende Vorrichtung längs des Pumpenkolbens 4' dargestellt. Die Steuerstelle 28' zwischen Pumpenkolben 4' und Entlastungskanal 27' wird durch eine Ringnut 38 im Pumpenkolben und einer Drosselbohrung 39 gebildet, welche den Anfang des Entlastungskanals 27' bildet. An die Drosselbohrung 39 schließt sich eine erweiterte Bohrung 40 in der Zylinderbüchse 3 an, die dann einen Abschnitt des Entlastungskanals 27' darstellt. Der Entlastungskanal 27' wird durch einen quer zur Achse des

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Pumpenkolbens 4' angeordneten Steuerschieber 31' gesteuert, der durch einen Bowdenzug 4l entgegen der Kraft einer Feder 42 willkürlich verstellbar ist. Er kann aber auch über den Drehzahlhebel angelenkt sein. Die durch eine Ringnut 43 des Steuerschiebers 31'" gebildete Steuerung des Entlastungskanals 27' kann auch ersatzweise als Durchgangsdrossel des Entlastungskanals 27' dienen. In Figur 3 ist die Steuerstelle 28' dieses Ausführungsbeispiels in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Ringnut 38 ist über Längsnuten 4 4 mit dem Pumpenarbeitsraum 6' verbunden. Der Querschnitt der Drosselbohrung 39 in der Zylinderbüchse 3' kann vorzugsweise einen rechtecki- ■ gen Querschnitt haben. Während des Druckhubs überfährt die Ringnut 38 diese Drosselbohrung 39» so daß lediglich in der Zeit der überdeckung eine Teilmenge aus dem Pumpenarbeitsraum 6' in den Entlastungskanal 27' abströmen kann. Dies hat den auch im ersten Ausführungsbeispiel bestehenden Vorteil, daß die Teilmengenentnahme keinen Einfluß auf den Spritzbeginn oder das Spritzende, noch im eigentlichen Sinne auf die Regelung hat.

Das in Figur 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem vorherigen. Der Steuerschieber 31" steuert den Entlastungskanal 27", wobei ein Teil des Entlastungskanals in einer Sackbohrung 45 des Steuerschiebers verläuft. Diese Sackbohrung 45 geht in eine Ringnut 46 des Steuerschiebers über, die wiederum mit einer Querbohrung verbunden ist. Nach entsprechendem Verschieben des Steuerschiebers 31" wird diese Ringnut 46 vom Kanal 27" getrennt, so daß eine Sperrung des Entlastungskanals erfolgt. Betätigt wird der Steuerschieber 31" entweder willkürlich über einen Verstellhebel 47 und/oder durch einen Reglerhebel 35". Zur Steuerung der, wie beim zwei-

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ten Ausführungsbeispiel in der Zylinderbüchse 3" angeordneten Drösseibohrung 39' des Entl;stungskanals 27" erfolgt hier durch Längsnuten 48 im 'Verteiler 4", die mit dem Pumpenarbeitsraum 6" verbunden sind und beim Verdrehen des Pumpenkolbens nur zeitweise die Bohrung 39 aufsteuern.

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R- δ 2 3 1 .J₃.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart

Kraftstoffeinspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschinen

Zusammenfassung

Es wird eine Kraftstoffeinspritzpumpe vorgeschlagen, bei der bei niederen Drehzahlen zur Spritzzeitverlängerung eine Teilmenge abströmt. Dieses Abströmen beginnt erst₅ wenn die Einspritzung bereits begonnen hat. '

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Leerseite

Claims

R· 62 3 1 I8.I.I98O Su/Kö ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Ansprüche

1) Kraftstoffeinspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschine, von deren Pumpenarbeitsraum die zu den Einspritzdüsen führenden Druckleitungen sowie ein eine Drossel enthaltender Entlastungskanal abzweigen, durch welchen während der Druckhübe und niederer Drehzahl der Brennkraftmaschine eine Teilmenge abgezweigt wird, und welcher durch den Pumpenkolben gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (27) erst dann durch den Pumpenkolben (²O aufgesteuert wird, wenn dieser einen bestimmten Vorhub zur Erzeugung des Einspritzdruckes zurückgelegt hat, und daß die Teilmenge ungenutzt in den Saugraum (9) der Kraftstoffeinspritzpumpe zurückströmt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Entlastungskanals (27) über mindestens eine Steuernut (29> 38, 48) im Pumpenkolben (^) und/oder in der Wand des Pumpenzylinders (2) erfolgt.

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ORiGiNAl. Π^ΓΉΠϊ-

3* Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (4) in einer Buchse (3) arbeitet, in deren Wandung die Mündung (39) des Entlastungskanals (.27) angeordnet ist,

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (39) des Entlastungskanals (27) unmittelbar in der Wand des Zylinders (2) zum Pumpenkolben (4) hin angeordnet ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (.27) durch einen Steuerschieber (31) zur Sperrung bzw. Drosselung des Durchflusses der Teilmenge steuerbar ist»

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (31). willkürlich (4l, 42, 47) und/Oder durch den Drehzahlregler (23, 35) der Einspritzpumpe betätigbar ist.

7·. Kraft stoff einspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (3D senkrecht zur Pumpenachse angeordnet und durch einen Bowdenzug (41)' mit Feder (42) verschiebbar ist.

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8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (31) durch den Drehzahlregler, insbesondere den Reglerhebel (23, 35) eines Fliehkraftreglers verschiebbar ist.

9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (31) mit seiner dem Drehzahlregler abgewandten Seite in einen mit Flüssigkeit gefüllten Raum (33) taucht, der zur Bewegungsdämpfung des Reglers einen Verbindungskanal (36) mit Drossel (37) aufweist.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (27) stromauf der Steuerstelle (28) des Pumpenkolbens (*O vom Steuerschieber (31) gesteuert wird und stromab der Steuerstelle (28) im Pumpenkolben (4) verläuft (Figur 1),

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (3D hydraulisch betätigbar ist.

12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (27) stromab der.Steuerstelle (28) durch einen Regelschieber (17)

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steuerbar ist, der den Entlastungskanal (27) bei Startdrehzahlen geschlossen hält.

13... Kraft st off einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis lly dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungskanal (27) durch überfahren der als Ringnut (38, 29) ausgebildeten Steuernut nur vorübergehend aufgesteuert wird, wobei der Aufsteuerhubabschnitt durch die Breite der Ringnut (29, 38) bestimmt wird.

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