DE3026896C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des einzigen Patent­ anspruches.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzpumpe ist aus der DE-OS 26 43 466 bekannt. Bei der gattungsgemäßen Pumpe ist nachteilig, daß das Vorhandensein von Luft in den ver­ schiedenen Kanälen der Pumpe und besonders in den mit den Pumpenzylindern verbundenen Kanälen Probleme aufwerfen und u. U. die Kraftstofförderung der Pumpe verhindern kann. Luft kann z. B. dann in die Pumpe gelangen, wenn der Kraftstoff­ tank, von dem die Pumpe den Kraftstoff erhält, leergelaufen ist. Es ist deshalb wünschenswert, daß in die Pumpe einge­ drungene Luft so schnell wie möglich wieder ausgestoßen wird, was außerdem automatisch geschehen sollte.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraft­ stoffeinspritzpumpe der im Oberbegriff des einzigen Patentanspru­ ches angegebenen Art zu schaffen, die eine schnelle Ablei­ tung eventuell eingedrungener Luft ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des einzigen Patentanspruches.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffein­ spritzpumpe wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Seitenschnitt eines Teils der Pumpe,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils Z von Fig. 1, wobei zur besseren Übersicht Teile weggelassen sind,

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie A-A von Fig. 2 und

Fig. 4 ein Schnitt entlang der Linie B-B von Fig. 2, der außerdem einen Teil der Pumpe in einer anderen Stellung zeigt.

Entsprechend der Zeichnung enthält die Pumpe ein Gehäuse 10, in dem sich ein rotierender zylindrischer Verteiler 11 befindet. Der Verteiler ist an dem einen Ende mit einer (nicht dargestellten) Antriebswelle verbunden, die während des Betriebs in Taktung mit dem zugehörigen Motor ange­ trieben wird. Außerdem ist in den Verteiler eine zu dessen Achse rechtwink­ lig sich erstreckende Querbohrung 12 eingeschnitten, in der sich ein Paar von Hauptpumpenkolben 13 befindet, von denen nur einer gezeigt ist. Die Hauptpumpenkolben 13 und die Querbohrung 12 be­ grenzen eine Hauptpumpenkammer.

Im Verteiler erstreckt sich ein Längskanal 14, der sowohl mit der Querbohrung 12 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 Be­ triebs 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 Förderpumpe 19 dargestellt, die auf bekannte Art und Weise ein rotierendes Teil enthält, das auf dem Ver­ teiler 11 angeordnet ist. Die Förderpumpe besitzt einen Ein­ laß 20, der über ein Kraftstoffilter und gegebenenfalls eine Füllpumpe mit einem Kraftstoffvorrat, zum Beispiel einem Kraftstofftank, verbunden ist, sowie einem Auslaß 21.

Mit der Förderpumpe ist ein Ventil 24 verbunden, das ge­ währleisten soll, daß der Ausgangsdruck der Förderpumpe sich synchron mit der Betriebsgeschwindigkeit des zuge­ hörigen Motors verändert.

In die Umfangs-Oberfläche des Verteilers ist eine umlaufende Nut 23 eingeschnitten, die in ständiger Verbindung mit einem Beschickungskanal 22 steht, der seinerseits mit dem Auslaß 21 der Förderpumpe verbunden ist. Die Nut 23 stellt eine Verbindung her zwischen dem Beschickungskanal 22 und einem Verbindungskanal 25 im Gehäuse, der über eine Kraft­ stoffsteuervorrichtung 26 zur Einlaßöffnung 18 führt. Die Steuervorrichtung 26 ist in der Zeichnung kastenförmig dar­ gestellt; sie kann eine einfache justierbare Drossel ent­ halten, durch die die Kraftstoffmenge gesteuert werden kann, die durch die Öffnung 18 fließt, wenn diese mit einem Ein­ laßkanal 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 Hauptpumpenkolben 13 dann, wenn die Öffnung 18 mit einem Einlaßkanal 17 überein­ stimmt, sich nach außen bewegen können, wobei Kraftstoff in 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 17 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 den Nockenbuckeln eine Einwärtsbewegung erteilt.

Um die größtmögliche Kraftstoffmenge, die bei normalen Be­ triebsbedingungen an den Motor gefördert werden kann, zu be­ grenzen, wird das Ausmaß der Auswärtsbewegung der Kolben 13 durch eine Begrenzung der Auswärtsbewegung der Schuhe 29 ge­ steuert. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, weisen die Schuhe 29 an ihren einander entgegengesetzten Enden Vorsprünge 31 auf, und wie in Fig. 2 zu sehen ist, haben die Vorsprünge eine gekrümmte äußere Oberfläche, an der komplementäre Ober­ flächen 32 auf einem Paar von Ringkörpern 33 angreifen, 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 Fig. 3 darge­ stellt sind. Die Bolzen 35 halten einen Ringkörper 30 am Verteiler fest und erfassen gleichzeitig den flachen Ring­ körper 33, so daß er keine Winkelbewegung mehr ausführen kann, nachdem die Arretierung erfolgt ist. Der Ringkörper 33 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 29 angreift; außerdem kann er an den erstge­ nannten Ringkörper angekuppelt sein, so daß er während der Arretierung gemeinsam mit diesem die gleichen Winkelbewegungen ausführt.

Wenn der Motor gestartet wird und besonders dann, wenn er kalt ist, ist es notwendig, zusätzlichen Kraftstoff zu fördern, was bei der beschriebenen Vorrichtung jedoch nur durch eine Feststellung der Ringkörper 33 zu erreichen wäre. Um dieses Problem zu lösen, ist in den Verteiler eine weitere sich quer erstreckende Querbohrung 36 eingeschnitten, die ein Paar von Hilfspumpenkolben 37 enthält. Die Querbohrung 36 und das Paar von Kolben 37 bilden eine Hilfspumpenkammer. Es ist zu erkennen, daß der Durchmesser der Querbohrung 36 zusammen mit den Durchmessern der Kolben 37 geringer sind als der Durchmesser der Querbohrung 12 und die Durchmesser der Hauptpumpenkolben 13. Zweckmäßigerweise sind die Bohrungen 36 und 12 aufein­ ander 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. unter­ bricht. Wenn die Verbindung unterbrochen ist, ist die Hilfs­ pumpenkammer abgesperrt und nur der Kraftstoff, der durch die Hauptpumpenkammer gefördert wird, gelangt an den zuge­ hörigen Motor.

Das Ventil ist mit 38 bezeichnet (Fig. 3 und 4), und es enthält einen Ventilkörper 39 in einer Bohrung 40, die in den Verteiler eingeschnitten ist und die sich im wesent­ lichen 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 Ven­ tilkörpers 39 ist dem Druck des durch die Speisepumpe ge­ förderten Kraftstoffs ausgesetzt, und dieser gelangt zur Bohrung 40 mittels eines Kanals 42, welcher in den Vertei­ ler 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 Förder­ pumpe 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 Ventil­ körper in der in Fig. 4 gezeigten Stellung befindet, Kanäle 45 und 46 miteinander verbindet. Diese beiden Kanäle stehen mit den Bohrungen 12 bzw. 36 in Verbindung. In der in Fig. 3 gezeigten, alternativen Stellung des Ventil­ körpers 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 Förderpumpe 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 Fig. 4 gezeigte Stellung ein. In dieser Stellung stehen die beiden Kanäle 45 und 46 miteinander in Verbindung, so daß beide Kolben­ paare 13 und 37 eine Kraftstofförderung an den Motor be­ wirken, wenn man versucht, diesen zu starten. Wenn der Motor gestartet ist und seine Drehzahl zunimmt, steigt der Aus­ gangsdruck der Speisepumpe bis zu einem Punkt, bei dem der Ventilkörper 39 gegen die Wirkung der Feder 41 in die in Fig. 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 ent­ hält, steht deshalb mit dem genannten Schlitz in Verbindung, der normalerweise unter Druck steht, so daß die Kolben 37 in ihrer innersten Stellung gehalten werden.

Der Ventilkörper 39 kann mit einer Differentialwirkung aus­ gestattet sein, so daß ein höherer Kraftstoffdruck erfor­ derlich ist, um die Anfangsbewegung des Ventilkörpers zu bewirken, als dann, wenn der Ventilkörper in der in Fig. 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 Kraftstoff­ druck 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 Fig. 4 mit 50 bezeichnet und der Durchlaß in der Wand der Bohrung mit 51 in Fig. 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 Kanäle 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 Kraftstoff­ fluß völlig verhindern aufgrund der Auslaßventile, die in der Regel in jedem Auslaß 16 angeordnet sind. Die Aus­ laßventile 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. Da­ mit 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 zustande, während die Einlaßöffnung 18 mit einem der Ein­ laßkanäle 17 in Verbindung steht. Beim Starten des zuge­ hörigen 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 übereinstimmen. 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 je­ doch zu erwarten, daß die meiste oder sogar die ganze Luft während der Startperiode verdrängt wird, weil diese auf­ grund 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 Öffnun­ gen 53 fließende Kraftstoff die Kraftstofförderung der Pumpe an den Motor nur unwesentlich beeinträchtigt.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine
   mit einem synchron von der Brennkraftmaschine angetriebenen in einem Gehäuse (10) rotierenden zylindrischen Verteiler (11),
   mit zwei Querbohrungen (12, 36) im Verteiler (11), welche einen Hauptpumpenkolben (13) und einen Hilfspumpenkolben (37) enthalten, die von einer Betätigungseinrichtung (27-29) radial beaufschlagt werden,
   mit einem Längskanal (14) im Verteiler (11), der mit der Querbohrung (12) in Verbindung steht,
   mit Kanälen (45, 46) im Verteiler (11) zur Verbindung der Querbohrungen (12, 36),
   mit einem Ventil (38) zur Steuerung der Verbindung der Kanäle (45, 46) in Abhängigkeit vom Kraftstoffdruck, und
   mit Einrichtungen zur Kraftstofförderung zu und von den Querbohrungen (12, 36),
   gekennzeichnet durch einen im Verteiler (11) eingeschnittenen Überströmkanal (54), der mit der Querbohrung (36) verbunden ist, sowie durch zumindest eine im Gehäuse (10) vorgesehene Überströmöffnung (53), die periodisch mit dem Überströmkanal (54) zur Übereinstimmung kommt, während Kraftstoff an die Querbohrung (36) befördert wird, wodurch die mit dem Kraftstoff mitzugeleitete Luft zum Tank oder zur Förderpumpe abgeführt wird.