DE3013088C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einer solchen durch die DE-PS 11 36 270 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist ein als Stufenkolben ausgebildeter Pumpenkolben vorhanden, mit dem eine kleine Voreinspritzmenge und eine Haupteinspritzmenge im Laufe eines jeden Förderhubs des Pumpenkolbens gefördert wird. Dabei sind an den beiden Stufen des Pumpenkolbens schräge Steuerkanten angebracht, über die die Haupteinspritzmenge und die Voreinspritzmenge durch Drehung des Pumpenkolbens verändert und die Einspritzung beendet werden können. Diese Steuerkanten entsprechen den bei Reihenpumpen bekannten Steuerkanten zur Mengenregelung. In nachteiliger Weise werden aber bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe die Steuerkante für die Voreinspritzmenge und die Steuerkante für die Haupteinspritzmenge gleichzeitig verstellt. Demzufolge ändern sich auch synchron zur Veränderung der Spritzzeitpunkte und der Einspritzmengen der Haupteinspritzung zugleich die Spritzzeitpunkte und Mengen der Voreinspritzung. Es handelt sich bei dieser Pumpe um eine Verwirklichung eines Einspritzverfahrens mit einer Voreinspritzmenge und einer Haupteinspritzmenge, die zeitlich fest vorgegeben voneinander getrennt sind. Eine beliebige Änderung des Einspritzverlaufs ist somit nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß in weiten Grenzen die Kraftstoffeinspritzrate über die Dauer der Kraftstoffeinspritzung verändert werden kann und daß insbesondere bei niedriger Drehzahl und im Teillastbereich eine verhältnismäßig kleine Einspritzmenge über eine verhältnismäßig lange Spritzdauer variabel eingestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die derart ausgebildete Kraftstoffeinspritzpumpe weist den Vorteil auf, daß der erste Pumpenarbeitsraum und der zweite Pumpenarbeitsraum unabhängig voneinander bei verschiedenen Pumpenkolbenförderhüben entlastet werden können zur Beendigung bzw. zum Beginn der jeweiligen Druckförderung aus diesen Pumpenarbeitsräumen. Somit ist es möglich, entweder nur einen Pumpenarbeitsraum zur Förderung der Kraftstoffeinspritzmenge zu verwenden, um über eine möglichst lange Zeit mit geringer Einspritzrate fördern zu können, oder es kann aus beiden Pumpenarbeitsräumen zugleich über die ganze oder einen Teil der gesamten Einspritzphase gefördert werden. Es kann also mit dieser Anordnung ein individuell einstellbarer Einspritzverlauf erzielt werden, insbesondere aber können der Spritzbeginn und die Einspritzrate während eines jeden Pumpenkolbenförderhubes verändert werden. Damit kann die Einspritzung je Pumpenkolbenförderhub im weitesten Maße den individuellen Bedürfnissen der jeweiligen Brennkraftmaschine bzw. ihres Betriebszustandes oder den Verbrennungsbedingungen angepaßt werden.

Es ist zwar durch die DE-PS 8 81 887 eine Einspritzpumpe bekannt, bei der ein erster Pumpenkolben für die Haupteinspritzung und ein zweiter Pumpenkolben für die Voreinspritzung vorgesehen sind und bei der diese Pumpenkolben unabhängig voneinander verdrehbar sind, doch ist diese Einrichtung sehr aufwendig, insbesondere da pro Pumpenkolben ein separater Nockenantrieb vorgesehen werden muß. Tatsächlich handelt es sich bei einer solchen Pumpe letztlich um eine echte Doppelpumpe mit einer Pumpe für die Voreinspritzung und einer Pumpe für die Haupteinspritzung.

Durch die DE-AS 10 37 767 ist ferner eine Verteilereinspritzpumpe bekannt, die auf dem hin- und hergehenden und zugleich eine Drehbewegung ausführenden, ungestuften Pumpenkolben zwei unabhängig voneinander verstellbare Ringschieber aufweist. Dabei dient aber der eine der Ringschieber der Spritzbeginnsteuerung und der andere Ringschieber der Spritzendesteuerung. Durch Verstellen beider Ringschieber wird die Kraftstoffeinspritzung gesteuert.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann die Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dem einzigen Unteranspruch in bekannter Weise auch als Verteilerpumpe ausgebildet sein.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung stark vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Bei einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Verteilerpumpe ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe wird ein Pump- und Verteilerkolben 1 durch nicht dargestellte Antriebsmittel in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Dieser Kolben 1 ist als Stufenkolben ausgebildet, mit einer dem Pumpenkolbenantrieb abgewandten ersten Stufe kleineren Durchmessers 2 und einer antriebsseitigen zweiten Stufe größeren Durchmessers 3. Der Kolben 1 arbeitet in einem entsprechend gestuften Pumpenzylinder 4, der mit den Pumpenkolbenstufen 2 und 3 jeweils einen Pumpenarbeitsraum 5 und 6 begrenzt, wobei letzterer ringförmig ausgebildet ist. Im Pumpenkolben 1 verlaufen Entlastungsbohrungen 7 und 8, die jeweils einerseits in den Pumpenarbeitsraum 5 bzw. 6 münden und deren andere axial versetzt umfangsseitig im Pumpenkolben mündende Enden jeweils durch Ringschieber 9 und 10 steuerbar sind, welche axial verschiebbar auf dem Pumpenkolben 1 angeordnet sind. Der Pumpenkolben 1 ist in den Bereich dieser Ringschieber 9 und 10 von einem weitgehend druckentlasteten, zum Beispiel auch als Saugraum dienenden Raum umgeben, so daß nach Aufsteuerung der Entlastungsbohrungen 7, 8 durch den zugehörigen Ringschieber 9, 10 der Kraftstoff aus dem jeweiligen Pumpenarbeitsraum 5, 6 in den Saugraum 11 strömen kann. Von den Pumpenarbeitsräumen 5, 6 zweigen Druckleitungen 12, 13 ab, die bei 14 vereinigt sind und in eine zur an der Brennkraftmaschine angeordneten Kraftstoffeinspritzdüse 15 führenden Einspritzleitung 16 übergehen. In jeder der Druckleitungen 12, 13 ist ein Rückschlagventil 17, 18 angeordnet. Die Mengensteuerung erfolgt dadurch, daß über die Ringschieber 9 und 10 die Einspritzförderung gezielt beendet wird. Stromab des Punktes 14 kann in der Einspritzleitung ein übliches Entlastungsventil 19 vorgesehen werden.

Die beschriebene Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet wie folgt: In der dargestellten Lage der Ringschieber 9 und 10 fördert der Pumpenkolben 3 aus dem Pumpenarbeitsraum 6, da die Mündung der Entlastungsbohrung 8 gesperrt ist, wo hingegen aus dem Pumpenarbeitsraum 5 heraus keine Förderung erfolgt, da die Entlastungsbohrung 7 zum Saugraum 11 hin offen ist. Nach Zurücklegen eines entsprechenden Hubes wird diese Entlastungsbohrung 7 durch den Ringschieber 9 gesperrt, so daß durch den Pumpenkolben 2 auch aus dem Pumpenarbeitsraum 5 zur Kraftstoffeinspritzdüse 15 hin gefördert wird. Es wird dann aus beiden Pumpenarbeitsräumen 5 und 6 zur Einspritzdüse 15 hin gefördert. Nach Zurücklegung eines weiteren Hubes taucht dann die Mündung der Entlastungsbohrung 8 des Pumpenarbeitsraums 6 aus dem Ringschieber 10 auf, so daß die Förderung zur Kraftstoffeinspritzdüse aus dem Pumpenarbeitsraum 6 unterbrochen wird. Die für die Einspritzung erforderliche Kraftstoffeinspritzmenge setzt sich dabei aus aus den beiden Pumpenarbeitsräumen 5 sowie 6 geförderten Kraftstoffmengen zusammen. Zur Erhaltung einer bestimmten Drehzahl unter Berücksichtigung der jeweiligen Last ist eine bestimmte Kraftstoffeinspritzmenge erforderlich. Wenn nun nur aus jeweils einem Pumpenarbeitsraum gefördert wird, kann zur Einspritzung bzw. Förderung der erforderlichen Menge die Spritzdauer optimal verlängert werden. Umgekehrt kann, je nach Verstellung der Ringschieber 9 und 10, auch eine gleichzeitige Förderung über den gesamten Hubbereich aus beiden Pumpenarbeitsräumen 5 und 6 erfolgen, so daß die Spritzdauer optimal verkürzt ist. Je nach Lage der Regelschieber 9 und 10 läßt sich somit, willkürlich steuerbar und regelbar, die Spritzdauer optimal verkürzen bzw. verlängern.

Die Ringschieber 9 und 10 können mechanisch, aber auch durch elektrische Mittel verschoben werden. Hier bieten sich besonders elektrische Mittel an, um dadurch nicht nur den Spritzbeginn, das Spritzende sowie die Einspritzmenge, sondern auch die Einspritzdauer gemäß einem den Motorkenngrößen angepaßten Programm zu steuern.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschinen mit einem als Stufenkolben ausgebildeten, in einem ebenfalls gestuften Pumpenzylinder angeordneten hin- und hergehend angetriebenen Pumpenkolben, dessen erste dem Pumpenkolbenantrieb abgewandte, im Durchmesser kleinere Pumpenkolbenstufe in einer ersten, im Durchmesser hieran angepaßten Stufe des Pumpenzylinders einen ersten Pumpenarbeitsraum begrenzt und dessen zweite, antriebsseitig angeordnete, im Durchmesser größere Pumpenkolbenstufe in einer zweiten, ebenfalls im Durchmesser hieran angepaßten Stufe im Pumpenzylinder einen zweiten, ringförmigen Pumpenarbeitsraum begrenzt, wobei der beim Förderhub des Pumpenkolbens aus dem ersten und zweiten Pumpenarbeitsraum verdrängte Kraftstoff über je eine ein Rückschlagventil aufweisende Druckleitung einer zu einem Einspritzventil führenden Einspritzleitung zuführbar und zwecks mengenmäßiger Steuerung und Beendigung der Einspritzung über eine Entlastungseinrichtung aus dem jeweiligen Pumpenarbeitsraum abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (1) mit seinem antriebsseitigen Ende frei in einen weitgehend druckentlasteten Raum (11) im Gehäuse der Einspritzpumpe hineinragt und daß im Zusammenhang mit der Entlastungseinrichtung auf dem freien Pumpenkolbenende ein erster Ringschieber (9) axial verstellbar gleitet, der eine erste umfangsseitig im Pumpenkolbenende mündende, ständig mit dem ersten Pumpenarbeitsraum (5) in Verbindung stehende Entlastungsbohrung (7) steuert sowie ein zweiter Ringschieber (10) axial verstellbar gleitet, der eine zweite, zur Mündungsstelle der ersten Entlastungsbohrung axial versetzt umfangsseitig im Pumpenkolbenende mündende, ständig mit dem zweiten Pumpenarbeitsraum (6) in Verbindung stehende Entlastungsbohrung (8) steuert, wobei die beiden Ringschieber (9, 10) in Abhängigkeit von Betriebsparametern unabhängig voneinander verstellbar sind.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben zugleich rotierend angetrieben ist und dabei als Verteiler dient.