DE3032933A1

DE3032933A1 - Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung

Info

Publication number: DE3032933A1
Application number: DE19803032933
Authority: DE
Inventors: Brian William Greenford Middlesex Tumber
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-09-08
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1981-04-02
Also published as: ES8101710A1; DE3032933C2; MX151107A; FR2465088A1; US4462371A; JPH0220821B2; JPS5641450A; ES492953A0; IT1132668B; IT8024483A0; FR2465088B1; SU971115A3

Description

BeSchreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung zur Kraftstofförderung an einen Kompressionszündungsmotor von der Art, die folgende Teile enthält:

Einen rotierenden Verteiler,

einen Kolben, der sich in einer Bohrung bewegt,

eine Nocke mit einem Nockenbuckel, der dem Kolben eine Einwärtsbewegung verleiht, wobei durch diese Einwärtsbewegung Kraftstoff aus dieser Bohrung verdrängt wird dund durch Kanäle in diesem Verteiler zu einem Auslaß fließt,

eine Quelle für Kraftstoff unter Druck, sowie

Mittel zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die von dieser Quelle an diese Bohrung fließt und somit zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die bei jedem Fördertakt des Kolbens durch die Vorrichtung gefördert wird.

In einer bekannten Ausführungsform einer solchen Vorrichtung wird der Kraftstoffluß an die Bohrung durch eine einstellbare Drossel gesteuert. Dieser Kraftstofffluß an die Bohrung findet statt, während eine Einlaßöffnung zu einem Kanal hin geöffnet ist, der mit dieser Bohrung in Verbindung steht. Der Kraftstofffluß, der bei einer vorgegebenen Stellung der Drossel stattfindet, ist von verschiedenen Faktoren abhängig, z.B. dem Kraftstoffdruck, der von der Quelle geliefert wird, der Viskosität des Kraftstoffs und damit seiner Temperatur und auch von der Zeit, während der die Einlaßöffnung zu diesem Kanal hin geöffnet ist. Bei einer anderen Bauart wird durch ein in einem Zylinder hin- und her- bewegbares Schiffchen eine Kraftstoffmenge abgemessen, wobei das Ausmaß der Bewegung des Schiffchens in dem

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Zylinder die Kraftstoffmenge bestimmt, die an die Bohrung gefördert wird. Bei dieser Anordnung sind Wechselventile nötig, um den Enden des Zylinders nacheinander Kraftstoff zuzuführen und um einen Kraftstofffluß von den einander gegenüberliegenden Enden des Zylinders zu ermöglichen. Außerdem kann, sofern nicht spezielle Vorkehrungen getroffen werden, während der Kraftstofförderung an die Bohrung und wenn das Schiffchen das Ende des Zylinders berührt, ein Hohlsog entstehen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung der beschriebenen Art in einer einfachen und zweckmäßigen Form.

Gemäß der Erfindung weist in einer Vorrichtung der beschriebenen Art die Ablauffläche dieses Nockenbuckels einen Meßabschnitt auf und steuern diese Steuermittel den Kraftstofffluß von der Kraftstoffquelle an die Bohrung, während sich der Kolben unter der Kontrolle dieses Meßabschnittes auf diesem Nockenbuckel bewegt.

Ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In diesen sind:

Fig. 1 eine grafische Darstellung der Erfindung, Fig. 2 ein Diagramm eines Nockenbuckels und der zugehörigen

öffnung einer bekannten Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 3 ein Fig. 2 ähnliches Diagramm der in Fig. 1 gezeigten

Vorrichtung,
Figuren 4, 5 und 6 Darstellungen eines Teils der Vorrichtung

in verschiedenen Stellungen, Fig. 7 eine Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,

und
Fig. 8 ein Diagramm eines modifizierten Nockenbuckels.

Entsprechend Fig. 1 der Zeichnungen enthält die Vorrichtung einen rotierenden Verteiler 10 in einem (nicht dargestellten)

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Gehäuse. Der Verteiler wird während des Betriebs in Taktung mit dem zugehörigen Motor angetrieben, und in den Verteiler ist eine rechtwinklig sich erstreckende Bohrung 11 eingeschnitten, in der sich ein Paar von Pumpenkolben 12 befindet. Die Bohrung 11 steht mit einem Förderkanal 13 im Verteiler in Verbindung, der, wenn der Verteiler rotiert, nacheinander mit Auslässen 14 zur Deckung kommt, die in das Gehäuse eingeschnitten und mit den Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind. Von den Auslassen 14 ist nur einer dargestellt.

Am äußeren Ende der Kolben greifen Schuhe 15 an, die Walzen 16 tragen, an welchen auf der inneren ümfangsoberflache einer Nockentrommel 17 angeordnete Paare von Nockenbuckeln angreifen. Eine ausführliche Darstellung eines Teils einer Nockentrommel, wie sie im Beispiel von Fig. 1 anwendbar wäre, ist in Fig. 3 gezeigt.

Weiterhin sind in den Verteiler eine Einlaßöffnung 18 sowie eine umlaufende Nut 19 eingeschnitten, die in ständiger Verbindung mit dem Auslaß einer Speisepumpe 20 steht. Die Pumpe 20 entnimmt Kraftstoff aus einem (nicht dargestellten) Tank; ihr ausgangsdruck wird durch das Ventil 21 gesteuert. Den Verteiler 10 umgibt eine Hülse 22, in deren innere Ümfangsoberf lache eine Mehrzahl von geformten Einschnitten sich befinden, mittels derer die Einlaßöffnung 18 mit der Nut 19 in Verbindung gebracht werden kann.

Während des Betriebs wird eine Kraftstoffmenge, die auf eine noch zu beschreibende Art und Weise abgemessen wird, an die Bohrung 11 gefördert, und die Kolben bewegen sich nach außen. Wenn der Verteiler weiter rotiert, bewegt sich die öffnung 18 aus der Übereinstimmung mit dem Einschnitt 23, und der Kanal 13 kommt mit einer der Auslaßöffnungen 14 zur Deckung. Wenn diese Verbindung hergestellt ist, werden die Kolben 12 nach innen bewegt,und Kraftstoff wird an den zugehörigen Motor gefördert.

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Im oberen Teil von Fig. 2 ist das Profil einer Nooke für eine Vorrichtung der beschriebenen Art gezeigt, die jedoch zur Steuerung der an die Bohrung geförderten Kraftstoffmenge eine Drossel aufweist. Die Nockenbuckel sind gegenüberliegend angeordnet, so daß die Kolben gleichzeitig einwärts bewegt werden. Jeder Nockenbuckel enthält eine Führungsflanke 25, die mit einer Walze 16 zusammenwirkt, um den Kolben eine Einwärtsbewegung zu verleihen. Der Förderkanal 13 ist während der in Fig. 2 mit A-B bezeichneten Zeitspanne zu einem Auslaß 14 hin offen. Es ist zu beachten, daß diese Verbindung noch bestehen bleibt, nachdem die Walze den Höhepunkt des Nockenbuckels überquert hat und während sich der Kolben in begrenztem Umfang wieder nach außen bewegt. Dies geschieht, um den Kraftstoffdruck in der Verbindungsleitung zwischen dem Auslaß und der vorgenannten Einspritzdüse zu senken. Im Punkt B fällt die Ablauffläche des Nockenbuckels steil zum Punkt C hin ab, der sich mehr oder weniger auf dem Grundkreis der Nocke befindet. Durch eine Öffnung, die im Punkt C öffnet, wird Kraftstoff an di._ ,bohrung gefördert, und dieser Kraftstofffluß wird durch eine Drossel gesteuert. Die Öffnung schließt bei D und der Förderkanal kommt bei A¹ mit dem nächsten Auslaß 14 zur Übereinstimmung, worauf die nächste Einwärtsbewegung des Kolbens erfolgen kann.

In Fig. 3 ist ein beträchtlich verändertes Nockenprofil zu sehen, bei dem der steile Abschnitt der Ablauffläche sich fast bis zum Beginn der Führungsflanke des nächsten Nockenbuckels erstreckt. Dieser Abschnitt des Nockenbuckels ist in Fig. 3 mit 25 bezeichnet und bildet den Meßabschnitt des Nockenbuckels. In Fig. 3 ist außerdem zu sehen, daß sich der Förderkanal 13 etwas früher aus der Übereinstimmung mit einem Auslaß 14 bewegt als in der herkömmlichen Konstruktion, daß jedoch die gleiche Druckverminderung stattfindet. Die Einlaßöffnung18 und die umlaufende Nut 19 werden beim Punkt C, der sich am Beginn des Meßabschnittes 26 be-

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findet, in Verbindung gebracht. Das Ausmaß der Drehung des Verteilers und damit die Zeitspanne, während der die Öffnung 18 und die Nut 19 in Verbindung stehen, bestimmt die Kraftstoffmenge, die an die Bohrung 11 fließt, und wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wird mehr Kraftstoff an die Bohrung 11 gefördert, wenn diese Zeitspanne ausgedehnt wird.

In Fig. 4, 5 und 6 ist zu erkennen, daß die gegenüberliegenden Wände des Einschnittes 23 in der Wand der Hülse 22 nicht parallel sind, und daß ein Endabschnitt .des Einschnittes von im allgemeinen dreieckiger Form ist. In Fig. 4 ist die Rotationsrichtung des Verteilers 10 eingezeichnet, wobei zu erkennen ist, daß unabhängig von der axialen Stellung der Hülse auf dem Verteiler die Verbindung zwischen der Öffnung 18 und dem Einschnitt 23 immer bei der gleichen Winkelstellung des Verteilers zustande kommt. Die axiale Stellung der Hülse bestimmt dagegen den Zeitpunkt, an dem die Verbindung wieder unterbrochen wird. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung der Hülse wird nur eine geringe Kraftstoffmenge an die Bohrung gefördert. In Fig. 5 befindet sich die Hülse in einer Stellung, in der die Öffnung 18 und die Nut 19 für die größtmögliche Zeitspanne miteinander verbunden sind. In dieser Stellung wird die größtmögliche Kraftstoff menge gefördert.

In Fig. 6 ist die Hülse 22 so weit wie möglich nach links bewegt worden, so daß die Öffnung 18 sich außerhalb der Hülse befindet. Die Öffnung 18 steht deshalb mit dem Inneren des Gehäuses der Vorrichtung in Verbindung. Auch wenn sich die Kolben nach außen bewegen, wird während ihrer Einwärtsbewegung kein Kraftstoff an den zugehörigen Motor gefördert, sondern aller Kraftstoff, der sich in der Bohrung 11 befindet, fließt zurück in das Gehäuse der Vorrichtung.

Bei einer besonders praktikablen Ausführungsform wird die Hülse 22 mit einem Steuermechanismus verbunden, wodurch

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sie die in Fig. 6 gezeigte Stellung einnimmt, wenn entweder die Motorgeschwindigkeit einen Höchstwert überschreitet oder wenn die Motorgeschwindigkeit verringert werden soll.

Es ist einzusehen, daß bei einer einzelnen Einlaßöffnung 18 die Hülse 22 vier Einschnitte 23 auf ihrer inneren üiufangsoberflache aufweist, wenn die Vorrichtung zur Kraftstoffförderung an einen Vierzylindermotor verwendet werden soll. Durch zwei Paare von Nockenbuckeln wird bei jeder Umdrehung des Verteilers vier Mal Kraftstoff gefördert. Dementsprechend besitzt die Vorrichtung dann auch vier Auslässe 14. Statt vier Einschnitten auf der inneren Oberfläche der Hülse kann auch ein einziger Einschnitt mit vier Einlaßöffnungen 18.versehen sein.

Eine Modifikation ist in Fig. 7 gezeigt. In diesem Fall erstreckt sich der Verteiler 10 durch eine Kammer 27 im Gehäuse der Vorrichtung, die mit dem Auslaß der Pumpe 20 in Verbindung steht. Außerdem ist die Hülse 28 mit einer Öffnung 29 versehen, die der Form des Einschnittes 23 entspricht .

In Fig. 8 besteht der Meßabschnitt 30 des Nockenbuckels aus drei Teilen: Einem ersten, relativ steilen Abschnitt 31; einem zweiten, weniger steilen Abschnitt 32 und schließlich einem relativ steilen dritten Abschnitt 33. Das Mittelstück 32 unternimmt die genaue Steuerung der durch die Vorrichtung geförderten Kraftstoffmenge, wenn diese sich ihrem Höhepunkt nähert. Der Abschnitt 33 liefert einen KraftstoffÜberschuß zum Starten des Motors; wie zu sehen ist, fällt er bis zum Grundkreis der Nocke ab.

Wie oben erwähnt, ist die Hülse mit dem Ausgangsteil eines Steuermechanismus im Gehäuse der Vorrichtung verbunden, der zum Beispiel mechanischer Natur sein kann. Die Hülse kann aber auch elektronisch betrieben werden, zum Beispiel

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durch einen Betätigungsmechanismus, wie z.B. einen Schaltmotor, der durch eine elektronische Steuervorrichtung angetrieben wird. Zur Anzeige der jeweiligen Stellung der Hülse kann ein Umformer verwendet werden.

Damit die Taktung der Kraftstofförderung an den zugehörigen Motor reguliert werden kann, kann die Nockentrommel 17 in ihrer Winkelstellung an dem Gehäuse justiert werden. Diese Winkelregulierung ist gleichbedeutend mit einer Winkelbewegung der Hülse; d.h., die geförderte Kraftstoffmenge würde sich auch verändern. Um dies zu vermeiden, wird die Hülse um denselben Betrag und in der selben Richtung winkelbewegt wie die Nockentrommel. Auf diese Weise wird die Taktung der Kraftstofförderung, nicht aber die Menge verändert .

Alternativ dazu kann die Nockentrommel eine Winkelbewegung ausführen und die Hülse axial bewegt werden in einem Ausmaß, daß die geförderte Kraftstoffmenge konstant bleibt. Diese Methode ist besonders für eine Vorrichtung geeignet, bei der die axiale Stellung der Hülse und die Winkelstellung der Nockentrommel durch eine elektronische Steuerung bestimmt werden, welche eifien Microprozessor enthält, der so programmiert ist, daß er die Meß-Charakteristik berücksichtigt.

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Claims

LUC

LUCAS INDUSTRIES LIMITED Birmingham, Großbritannien

Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung

Patentansprüche:

(i ·) Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung zur Kraftstoffförderung an einen Kompressionszündungsmotor/ die folgende Teile enthält:

Einen rotierenden Verteiler,

einen Kolben, der sich in einer Bohrung bewegt,

eine Nocke mit einem Nockenbuckel, der dem Kolben eine Einwärtsbewegung verleiht, wobei durch diese Einwärtsbewegung Kraftstoff aus dieser Bohrung verdrängt wird und durch Kanäle in diesem Verteiler zu einem Auslaß fließt,

eine Quelle für unter Druck stehenden Kraftstoff,,

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Mittel zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die von dieser Quelle an diese Bohrung fließt, und somit zur Steuerung der Kraftstoffmenge, die bei jedem Förderhub des Kolbens durch die Vorrichtung gefördert wird,

und die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ablauffläche dieses Nockenbuckels einen Messabschnitt aufweist, und daß diese Mittel den Kraftstofffluß von dieser Quelle an diese Bohrung steuern, während sich der Kolben unter der Kontrolle dieses Messabschnittes bewegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel eine den Verteiler umgebende Hülse enthalten, einen Einschnitt auf der inneren Oberfläche dieser Hülse, Kanäle, die diesen Einschnitt mit dieser Kraftstoffquelle verbinden, sowie eine Einlaßöffnung, die sich zum Rande des Verteilers hin öffnet, wobei diese Einlaßöffnung mit der Bohrung, die den Kolben enthält, in Verbindung steht, und wobei dieser Einschnitt nicht- parallele i^genüberliegende Wände aufweist, wodurch die axiale Stellung der Hülse auf dem Verteiler die Öffnungsdauer dieser Einlaßöffnung verändert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Messabschnitt auf der Ablauffläche des Nockenbuckels mehrere Abschnitte mit verschiedener Steigung aufweist.

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