DE3026896A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe zur Verwendung an einem Kompressionszündungsmotor, die folgende Teile enthält: Eine Hauptpumpenkammer mit einem Hauptkolben, eine Hilfspumpenkammer mit einem Hilfskolben, wobei die Pumpenkolben Kraftstoff in diesen Kammern auf einen Druck komprimieren, der zur Förderung an den zugehörigen Motor ausreichend ist,

Ventilmittel, die bei Erreichen einer vorgegebenen Motorgeschwindigkeit wirksam werden, um die Hilfspumpenkammer zu sperren, so daß die Kraftstofförderung an den Motor allein durch die Hauptkammer geschieht, sowie

Mittel zur Kraftstofförderung an die Pumpenkammern.

Eine solche Pumpe ist beschrieben in der GB-PS 1 512 134. Es ist bekannt, daß das Vorhandensein von Luft in den verschiedenen Kanälen der Pumpe und besonders in den mit den Pumpenzylindern verbundenen Kanälen Probleme aufwerfen und unter Umständen die Kraftstofförderung der Pumpe verhindern kann. Luft kann zum Beispiel dann in die Pumpe gelangen, wenn der Kraftstofftank, von dem die Pumpe den Kraftstoff erhält, leergelaufen ist. Es ist deshalb wünschenswert, daß in die Pumpe eingedrungene Luft so schnell wie möglich wieder ausgestoßen wird, was außerdem automatisch geschehen sollte.

Gemäß der Erfindung enthält eine Pumpe der beschriebenen Art einen Überströmkanal, der mit diesem Hilfspumpenzylinder verbunden ist, sowie eine Überströmöffnung, die periodisch mit diesem überströmkanal zur Übereinstimmung kommt, während Kraftstoff an diesen Hilfspumpenzylinder gefördert wird.

Ein Beispiel einer Kraftstoffpumpe in Übereinstimmung mit der Erfindung wird im folgenden beschrieben unter Hinweis auf die Zeichnungen. In diesen ist:

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Figur 1 ein Seitenschnitt eines Teils der Pumpe, Figur 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils ζ von

Figur 1,· wobei zur besseren Übersicht Teile

weggelassen sind,

Figur 3 ein Schnitt entlang der Linie AA von Figur 2 und

Figur 4 ein Schnitt entlang der LÜiLe BB von Figur 2,

dar außerdem einen Teil dar Pumpe in einer

anderen Stellung neigt.

Entsprechend der Zeichnung enthält die Pumpe ein Gehäuse 10, in dem sich ein rotierender zylindrischer Verteiler 11 befindet. Der Verteiler ist an dem einem Ende mit einer (nicht dargestellten) Antriebswelle verbunden, die während des Betriebs in Taktung mit dem zugehörigen Motor angetrieben wird. Außerdem ist in den Verteiler eine rechtwinklig sich erstreckende Bohrung 12 eingeschnitten, in der sich ein Paar von Pumpenkolben 13 befindet, von denen nur einer gezeigt ist. Die Pumpenkolben und die Bohrung begrenzen eine Hauptpumpenkammer.

Im Verteiler erstreckt sich ein Längskanal 14, der sowohl mit der Bohrung 12 zwischen ihren Enden in Verbindung steht als auch mit einem radial angeordneten Förderkanal 15, der so angeordnet ist, daß er nacheinander mit einer Mehrzahl von Auslaßöffnungen 16 übereinstimmt, die während des Betriebs mit den jeweiligen Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind.

Der Längskanal 14 steht außerdem mit einer Mehrzahl von radial angeordneten Einlaßkanälen 17 in Verbindung, die nacheinander mit einer in das Gehäuse 10 eingeschnittenen Einlaßöffnung 18 zur Deckung kommen. Mit gestrichelten Linien ist eine Speisepumpe 19 dargestellt, die auf bekannte Art und Weise ein rotierendes Teil enthält, das auf dem Verteiler 11 angeordnet ist. Die Speisepumpe besitzt einen Ein-

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laß 20, der über ein Kraftstoffilter und gegebenenfalls eine Füllpumpe mit einem Kraftstoffvorrat, zum Beispiel einem Kraftstofftank,verbunden ist.

Mit der Speisepumpe ist ein Ventil 24 verbunden, das gewährleisten soll, daß der Ausgangsdruck der Speisepumpe sich synchron mit der Betriebsgeschwindigkeit des zugehörigen Motors verändert.

In die ümfangs-Oberflache des Verteilers ist eine umlaufende Nut 23 eingeschnitten, die in ständiger Verbindung mit einem Beschickungskanal 22 steht, der seinerseits mit dem Auslaß 21 der Speisepumpe verbunden ist. Die Nut 23 stellt eine Verbindung her zwischen dem Beschickungskanal 22 und einem Verbindungskanal 25 im Gehäuse, der über eine Kraftstof f steuervorrichtung 26 zur Einlaßöffnung 18 führt. Die Steuervorrichtung 26 ist in der Zeichnung kastenförmig dargestellt; sie kann eine einfache justierbare Drossel enthalten, durch die die Kraftstoffmenge gesteuert werden kann, die durch die öffnung 18 fließt, wenn diese mit einem Einlaßkanal 17 übereinstimmt.

Im Gehäuse 10 ist eine Nockentrommel 27 angeordnet, auf deren innerer Umfangsoberfläche sich Nockenbuckel befinden. Zweckmäßigerweise kann die Winkelstellung der Nockentrommel im Gehäuse 10 festgelegt werden, damit die Taktung der Kraftstofförderung durch die Pumpe eingestellt werden kann. Die Nockenbuckel greifen an einem Paar von Walzen 28 an, von denen nur eine gezeigt ist, und die von Schuhen 29 getragen werden, die in auf die Bohrung 12 ausgerichteten, radialen Schlitzen im Verteiler angeordnet sind.

Die Nockenbuckel sind so angeordnet, daß die Kolben 13 . dann, wenn die öffnung 18 mit einem Einlaßkanal 17 übereinstimmt, sich nach außen bewegen können, wobei Kraftstoff in

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einer Menge, die durch die Stellung der Steuervorrichtung 26 bestimmt wird, an die Bohrung 12 gefördert wird. Wenn der Verteiler weiter rotiert, verläßt der Kanal 1? die öffnung 18, und der Kanal 15 kommt zur Deckung mit einer Auslaßöffnung 16. Bei einer Übereinstimmung des Förderkanals 15 mit einer Auslaßöffnung 16 wird den Kolben 13 durch das" Zusammenwirken der Walzen 28 mit dem Nockenbuckeln eine Einwärtsbewegung erteilt.

Um die größtmögliche Kraftstoffmenge, die bei normalen Betriebsbedingungen an den Motor getördert werden kann, zu begrenzen, wird das Ausmaß der Auswärtsbewegung der Kolben durch eine Begrenzung der Auswärtsbewegung der Schuhe 29 gesteuert. Wie in Figur 1 zu sehen ist, weisen die Schuhe 29 an ihren einander entgegengesetzten Enden Vorsprünge 31 auf, und wie in Figur 2 zu sehen ist, haben die Vorsprünge eine gekrümmte äußere Oberfläche, an der komplementäre Oberflächen 32 auf einem Paar von Ringkörpern 4ngreifen, die den Verteiler umgeben. Die Oberflächen auf den Vorsprüngen 31 und die Oberflächen 32 haben keinen konstanten Radius, so daß die Winkelstellung der Ringkörper 33 eine Festlegung des Ausmaßes der Auswärtsbewegung der Schuhe 29 bewirkt. Einer der Ringkörper 33 hat die Gestalt eines Bleches und weist ein Paar von länglichen öffnungen 34 auf, durch die sich Sicherungsbolzen 35 erstrecken, die in Figur 3 dargestellt sind. Die Bolzen 35 halten einen Ringkörper 30 am Verteiler fest und erfassen gleichzeitig den flachen Ringkörper 33, so daß er keine Winkelbewegung mehr ausführen kann, nachdem die Arretierung erfolgt ist. Der Ringkörper ist auf der inneren Seite kerbverzahnt zur Verbindung mit der genannten Antriebswelle. Der andere Ringkörper 33 ist so angeordnet, daß er an den VorSprüngen 31. an den anderen Seiten der Schuhe angreift; außerdem kann er an den erstgenannten Ringkörper angekuppelt sein, so daß er während der Arretierung gemeinsam mit diesem die gleichen Winkelbewegungen ausführt.

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Wenn der Motor gestartet wird und besonders dann» wenn er kalt ist, ist es Notwendig, zusätzlichen Kraftstoff zu fördern, was bei lter beschriebenen Vorrichtung jedoch uns durch eine Feststellung der Ringkörper 33 zu errsiohea Um dieses Problem eu lösen, ist in den Verteiler eins weitere sich quer erstreckende Bohrung 36 eingeschnitten? dl® ein weiteres Paar von Kolben 37 enthält. Die Bohrung 36 und das weitere Paar von Kolben 37 bilden eine Hilfspumpenkammer. Es ist zu erkennen, daß der Durchmesser der Bohrung 36 suEammen mit den Durchmessern der Kolben 37 geringer sind als der Durchmesser der Bohrung 12 und die Durchmesser der Kolben 13. Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen 36 und 12 aufeinander ausgerichtet, so daß die Kolben 13 und 37 an demselben Paar von Schuhen 29 angreifen.

Wenn die Bohrungen 12 und 36 untereinander in Verbindung stehen, wird eine zusätzliche Kraftstoffmenge durch die Vorrichtung gefördert, weil die Kolben 37 auf die gleiche Art und Weise arbeiten wie die Kolben 13. Es muß jedoch sichergestellt werden, daß diese zusätzliche Kraftstoffmenge nicht länger als nötig an den Motor gefördert wird. Zu diesem Zweck ist ein Ventil vorgesehen, das die Verbindung zwischen den Bohrungen 12 und 36 herstellt bzw. unterbricht. Wenn die Verbindung unterbrochen ist, is.t die Hilfspumpenkammer abgesperrt und nur der Kraftstoff, der durch die Hauptpumpenkammer gefördert wird, gelangt an den zugehörigen Motor.

Das Ventil ist mit 38 bezeichnet (Figuren 3 und 4^ und es enthält einen Ventilkörper 39 in einer Bohrung 40, die in den Verteiler eingeschnitten ist und die sich im wesentlichen parallel zu dessen Rotationsachse erstreckt. Der Ventilkörper wird von einer Spiraldruckfeder 41 erfaßt, die sich in einer Verlängerung der Bohrung 40 befindet, welche im Ringkörper 30 liegt. Das entgegengesetzte Ende des Ventilkörpers 39 ist dem Druck des durch die Speisepumpe ge- ■

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forderten Kraftstoffs ausgesetzt, und dieser gelangt zur Bohrung 40 mittels eines Kanals 42, welcher in den Verteiler eingeschnitten ist und mit einem etwas verkleinerten Abschnitt 43 des Verteilers neben der Nut 23 verbunden ist, so daß der Kanal 42 wirksam mit dem Auslaß 21 der Speisepumpe in Verbindung steht. In den Ventilkörper ist ein Durchlaß 43a eingeschnitten, der den Kanal 42 mit dem Ende der Bohrung 40 verbindet. Der Ventilkörper 39 ist mit einer länglichen Nut 44 versehen, die dann, wenn sich der Ventilkörper in der in Figur 4 gezeigten Stellung befindet, die Kanäle 45 und 45 miteinander verbindet. Diese beiden Kanäle stehen mit den Bohrungen 12 bzw. 36 in Verbindung. In der in Figur 3 gezeigten, alternativen Stellung des Ventilkörpers ist der Kanal 45 geschlossen, während der Kanal 46 mittels der Nut 44 mit einem Abfluß verbunden ist, der zweckmäßigerweise aus einem Schlitz im Gehäuse besteht und mit dem Einlaß der Speisepumpe oder mit einem zum Tank führenden Abflußrohr in Verbindung steht.

Wenn der Motor ausgeschaltet ist, ist der Ausgangsdruck der Speisepumpe gleich Null und deshalb nimmt der Ventilkörper 39 unter der Wirkung der Feder 41 die in Figur 4 gezeigte Stellung ein. In dieser Stellung stehen die beiden Kanäle 45 und 46 miteinander in Verbindung, so daß beide Kolbenpaare 13 und 37 eine Kraftstofförderung an den Motor bewirken, wenn man versucht, diesen zu starten. Wenn der Motor gestartet ist und seine Drehzahl zunimmt, steigt der Ausgangsdruck der Speisepumpe bis zu einem Punkt, bei dem der Ventilkörper 39 gegen die Wirkung der Feder 41 in die in Figur 3 gezeigte Stellung bewegt wird. Dadurch ist die Verbindung zwischen den Kanälen 45 und 46 aufgehoben, so daß die Kolben 37 nicht länger zur Kraftstofförderung an den Motor beitragen. Die Bohrung 36, die die Kolben 37 enthält, steht deshalb mit dem genannten Schlitz in Verbindung, der normalerweise unter Druck steht, so daß die Kolben 37 in ihrer innersten Stellung gehalten werden.

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Der Ventilkörper 39 kann mit einer Differentialwirkung ausgestattet sein, so daß ein höherer Kraftstoffdruck erforderlich ist, um die Anfangsbewegung des Ventilkörpers zu bewirken, als dann _f wenn der Ventilkörper in der in Figur 3 gezeigten Stellung gehalten werden soll. Das kann, wie dargestellt, dadurch erreicht werden, daß das Ende des Ventilkörpers in Form eines Sitzes geschnitten ist, so daß anfänglich nur ein Teil des Ventilkörpers dem Kraftstoffdruck ausgesetzt ist. Die äußere Ringzone des Ventilkörpers kann zu einem Abfluß hin entlüftet sein, und zwar durch einen begrenzten Durchlaß, der entweder in den Ventilkörper oder in die Wand der Bohrung 40 eingeschnitten ist. Der Durchlaß im Ventilkörper ist in Figur 4 mit 50 bezeichnet und der Durchlaß in der Wand der Bohrung mit 51 in Figur 3.

Wenn Luft durch den Einlaß 20 gelangt, strömt sie zusammen mit Kraftstoff durch den Beschickungskanal 22 und in die Pumpenkammer sowie in die mit diesen verbundenen Kanälen im Verteiler. Das Vorhandensein von Luft kann die exakte Steuerung der Kraftstoffmenge stören, die von der Pumpe an den Motor fließt, und kann unter Umständen den Kraftstofffluß völlig verhindern aufgrund der Auslaßventile, die wahrscheinlich in jedem Auslaß 16 angeordnet sind. Die Auslaßventile erfordern einen vorgegebenen Kraftstoffdruck, bevor sie öffnen, und wenn sich Luft in den verschiedenen Kanälen befindet, wird sie durch die Einwärtsbewegung der Kolben komprimiert und kann verhindern, daß ein zum öffnen der Auslaßventile ausreichender Druck aufgebaut wird. Damit die Luft aus den verschiedenen Kanälen entweichen kann, ist in das Gehäuse 10 eine Mehrzahl von Überströmöffnungen 53 eingeschnitten, deren Zahl gleich der der Einlaßkanäle 17 ist und die sich zu dem erwähnten Schlitz im Gehäuse hin öffnen. Ein überströmkanal 54, der mittels eines Kanals 55 mit der Bohrung 36 in Verbindung steht, kommt nacheinander mit den Überströmöffnungen 53 zur Deckung. Die Verbindung des Überströmkanals 54 mit einer Überströmöffnung 53 kommt

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zustande, während die Einlaßöffnung 18 mit einem der Einlaßkanäle 17 in Verbindung steht. Beim Starten des zugehörigen Motors strömt, sobald ein Kanal 17 mit der öffnung 18 übereinstimmt, Kraftstoff zusammen mit eingedrungener Luft zur Bohrung 12 und durch die Kanäle 45 und 46 zur Bohrung 36. Von der Bohrung 36 strömen der Kraftstoff und die Luft durch den Kanal 55 zum Überströmkanal 54 und weiter durch die jeweiligen Überströmöffnungen 53, die mit dem Kanal 54 übereinstimmt. Deshalb entweicht jedesmal, wenn der Kanal 54 mit einer öffnung 53 zur Deckung kommt, etwas Kraftstoff zusammen mit eingedrungener Luft in den genannten Schlitz. Dieses Entweichen von Kraftstoff und Luft ergibt sich nur während des Startvorganges; es ist jedoch zu erwarten, daß die meiste oder sogar die ganze Luft während der Startperiode verdrängt wird, weil diese aufgrund der Tatsache,daß wegen des Vorhandenseins von Luft in der Pumpe kein Kraftstoff an den Motor gefördert wird, selbst verlängert sein kann. Wenn sich keine Luft in den Kanälen und Bohrungen befindet, fließt natürlich nur noch Kraftstoff durch die überströmöffnungen 53. Diese sind von begrenztem Durchmesser und dämmen zwar den Kraftstofffluß ein, nicht aber den Luftstrom, so daß der durch die öffnungen 53 fließende Kraftstoff die Kraftstofförderung der Pumpe an den Motor nur unwesentlich beeinträchtigt.

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Claims (2)

1. Dr. Joachim Rasper

   Patentanwalt
   Wiesbaden

   22 Ul. 54 2841

   LUC 36

   LUCAS INDUSTRIES LIMITED Great King Street, Birmingham B19 2XF, England

   Kraftstoffeinspritzpumpe Patentansprüche;

   1 .) Kraftstoffeinspritzpumpe zur Verwendung an einem Kompressions zündungsmotor, die folgende Teile enthält:

   eineHauptpumpenkammer mit einem Hauptkolben, eine Hilfspumpenkammer mit einem Hilfskolben, wobei die Pumpenkolben Kraftstoff in den Zylindern auf einen Druck komprimieren, der zur Förderung an den zugehörigen Motor geeignet ist,

   Ventilmittel, die bei Erreichen einer vorgegebenen Motorgeschwindigkeit wirksam werden, um die Hilfspumpenkammer abzusperren, so daß die Kraftstofförderung an den Motor allein durch die Hauptkammer geschieht,
   Mittel zur Kraftstofförderung an die Pumpenkammern,

   gekennzeichnet durch einen überströmkanal, der mit dem Hilfspumpenzylinder verbunden ist, sowie

   eine Überströmöffnung, die periodisch mit diesem überströmkanal zur Übereinstimmung kommt, wobei Kraftstoff an diese Hilfspumpenkammer gefördert wird.

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2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Kammern in einen rotierenden Verteiler in einem Gehäuse eingeschnitten sind, daß dieser überströmkanal ebenfalls in diesen Verteiler und daß diese Überströmöffnung in die'ses Gehäuse eingeschnitten ist.

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