DE3038127A1

DE3038127A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3038127A1
Application number: DE19803038127
Authority: DE
Inventors: John Roderick Rainham Kent Jefferson
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-10-20
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CS688580A2; IT1133704B; JPS5666448A; FR2467982A1; FR2467982B1; US4422425A; ES495998A0; PL227407A1; ES8200167A1; SU969173A3; IT8025417A0

Description

BeSchreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkraftstoff-Einspritzpumpe zur Förderung von Kraftstoff an einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor; die Einspritzpumpe besteht aus einem rotierenden Verteiler, der sich in einem Gehäuse befindet und in Takt mit dem zugehörigen Motor angetrieben wird, einer querverlaufenden Bohrung in diesem Verteiler und einem Kolben in dieser Bohrung, einem Förderkanal, der mit dieser Bohrung in Verbindung steht und so angeordnet ist, daß er nacheinander mit öffnungen in dem Gehäuse zur Deckung kommt, solange der Verteiler rotiert und während aufeinanderfolgender Einwärtsbewegungen des Kolbens, einer Nockentrommel, die den Verteiler umgibt und nach innen sich erstreckende Nockenbuckel aufweist, die diese Einwärtsbewegungen des Kolbens hervorrufen, KraftstoffZulieferungseinrichtungen zur Lieferung von Kraftstoff an die Bohrung während mindestens eines Teils der Zeit, in der der Kolben unter der Wirkung der Nockenbuckel sich nach außen bewegt, wobei diese Kraftstoffzulieferungseinrichtungen eine Einlaßöffnung in dem Gehäuse beinhalten, an welche Kraftstoff von einer unter Niederdruck stehenden Quelle geliefert wird, einem Kanal in dem Verteiler, der mit dieser öffnung zur Deckung kommt, sowie Steuermitteln zur Regelung der Kraftstoffmenge, die durch diese öffnung gefördert wird, und Sperrvorrichtungen zur Begrenzung der Auswärtsbewegung des Kolbens.

Derartige Pumpen sind bekannt, und für die Sperrvorrichtung sind zwei Ausführungsformen bekannt» Die erste Art Sperrvorrichtung besteht aus einem Ring, der auf dem Verteiler sitzt und mit diesem rotiert. Der Ring hat eine Oberfläche, an der ein Teil angreift, das mit dem Kolben verbunden ist, wobei die Oberfläche so geformt ist, daß dann, wenn die relative Winkelstellung des Ringes und Verteilers geändert werden,die Strecke,

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um die der Kolben sich nach außen bewegen kann, verändert wird. Die zweite Art Sperrvorrichtung besteht aus einem Ring, der in das Gehäuse der Pumpe eingesetzt ist. Der Ring rotiert nicht mit dem Verteiler, kann jedoch in Bezug auf seine Winkelstellung zur Rotationsachse des Verteilers bewegt werden. Die Innenoberfläche des Ringes begrenzt eine gewölbte Anschlagsoberfläche, deren Abstand von der Rotationsachse des Verteilers über die Länge der Anschlagsoberfläche variiert. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, die die zweite Art Absperrvorrichtung aufweist.

Es ist bekannt aus der Pumpentechnologie, daß■die maximale Kraftstoffmenge, die an einen Motor gefördert werden kann, nach etwa 60 % der maximalen zulässigen Motorgeschwindigkeit nachzulassen beginnen sollte. Diese Verringerung der maximalen Kraftstoffmenge ermöglicht die sogenannte "Drehmomentkontrolle". Dies bedeutet, daß dann, wenn beispielsweise der Motor bei 7/8. seiner Maximalgeschwindigkeit läuft, eine Zunahme der Belastung des Motors nicht nur eine Verminderung der Motorgeschwindigkeit hervorruft, sondern zugleich bewirkt, daß mehr Kraftstoff an den Motor gefördert wird und deshalb die Maschine mehr Drehmoment entwickelt.

Die Erzielung der Drehmomentkontrolle wird gewöhnlich dadurch erreicht, daß eine auf die Geschwindigkeit ansprechende Vorrichtung verwendet wird, wie beispielsweise ein Kolben, der auf den Ausgangsdruck einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe anspricht, oder durch einen Zentrifugalmechanismus. Beide Anordnungen führen zu Komplikationen in der Konstruktion der Pumpe, und das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine einfachere Pumpe der vorstehend beschriebenen Art, die die zweite Art Absperrvorrichtung aufweist und Drehmomentkontrolle bietet.

Gemäß der Erfindung besteht in einer Pumpe der genannten Art diese Sperrvorrichtung aus einem Ring, der in das Gehäuse der Pumpe eingesetzt ist und eine Anschlagsoberfläche begrenzt, an

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der ein Teil angreift, das mit diesem Kolben verbunden ist, wodurch die Auswärtsbewegung des Kolbens begrenzt wird, wenn der Verteiler rotiert; diese Anschlagsoberfläche ist so gewölbt, daß der Abstand dieser Oberfläche von der Rotationsachse des Kolbens entlang der Länge der Oberfläche zunimmt, wobei die Kontur des letzteren Abschnitts der Anschlagsoberfläche derart ist, daß dann, wenn die Drehgeschwindigkeit des Verteilers zunimmt, der Kolben nicht länger einem Weg folgt, der von dieser Oberfläche begrenzt ist, so daß das Ausmaß der Auswärtsbewegung des Kolbens verringert wird im Vergleich zu der Situation bei niedrigeren Geschwindigkeiten, bei der der Weg des Kolbens bestimmt wird durch die Anschlagsoberfläche.

Ein Beispiel für eine Pumpe gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Figur 1 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pumpe ist;

Figur 2 eine entfaltete Darstellung eines Nockenbuckelprofils und des Profils eines Sperrings ist, die Teil der in Figur 1 dargestellten Pumpe sind,

Figur 3 ein Diagramm des Profils des Sperrings ist, wie es erfindungsgemäß modifiziert wurde.

Wie Figur 1 zeigt, besteht die Pumpe aus einem Mehrteilgehäuse 10, in das ein sich drehender, zylindrischer Verteiler 11 eingesetzt ist.

Der Verteiler weist ein verbreitertes Teil 12 auf, das von einer Antriebswelle 13 angetrieben wird. In den Verteiler 11 ist eine diametral angeordnete Bohrung 14 eingeschnitten, in welche ein Paar von Kolben 15 eingesetzt ist. An ihren äußeren Enden greifen die Kolben an Schuhen 16 an, welche Walzen 17 tragen, die an der Innenumfangsfläche einer ringförmigen Nockentrommel 18 anliegen, die das verbreiterte Teil 12 des Verteilers umgibt.

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Die Trommel 18 besitzt eine Mehrzahl von nach innen sich erstreckenden Nockenbuckeln, deren Profil in Figur 2 bei 20 zu erkennen ist. Die Schuhe 16 liegen in Schlitzen, die in eine Hülse 19 eingeschnitten sind, welche an der Antriebswelle 13 befestigt ist oder ein Teil derselben bildet. Eine Längsbohrung 21, die in den Verteiler eingeschnitten ist und mit der Bohrung 14 in Verbindung steht, steht außerdem mit einem radial angeordneten Förderkanal 22 in Verbindung. Der Kanal 22 ist so angeordnet, daß er nacheinander mit Austrittsöffnungen 23 zur Deckung kommt, die in das Gehäuse eingeschnitten sind und während des Betriebs mit den Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind. Außerdem steht die Längsbohrung 21 auch in Verbindung mit einer Vielzahl von Einlaßkanälen 24, die in den Verteiler eingeschnitten und so angeordnet sind, daß sie ihrerseits mit einer Eintrittsöffnung 25 in Verbindung stehen, die in das Gehäuse eingeschnitten ist. Die Eintrittsöffnung 25 steht über eine Kraftstoffregelvorrichtung 26, die eine Drossel sein kann, mit einem Kraftstoffbeschickungskartal 27 in Verbindung, der mit dem Ausgang einer Niederdruck-Förderpumpe verbunden ist, deren Drehkörper zweckmäßigerweise auf dem Verteiler sitzt. Die Pumpe zieht Kraftstoff durch einen Einlaß 28.

Diese Vorrichtung ist insoweit herkömmlich, und während der Zeit,in der die Walzen und Kolben unter der Wirkung der Nockenbuckel sich einwärts bewegen, wird Kraftstoff durch eine Austrittsöffnung 23 verdrängt. Wenn sich der Verteiler weiter dreht, wird der Förderkanal 22 aus der Deckung mit einer Austrittsöffnung 23 wegbewegt, und einer der Einlaßkanäle 24 kommt zur Deckung mit der Eintrittsöffnung 25. Nun kann Kraftstoff zu der Bohrung 14 fließen, wobei die Kraftstoffmenge durch die Vorrichtung 26 gesteuert wird. Danach wiederholt sich dieser Zyklus, und während der nachfolgenden Einwärtsbewegungen des Kolbens wird Kraftstoff an die Auslässe gefördert.

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Um die maximale Kraftstoffmenge zu regeln, die durch die Pumpe an den zugehörigen Motor gefördert werden kann, ist in das Gehäuse ein Paar von Begrenzungsringen 29 eingesetzt; diese Ringe liegen auf einander gegenüberliegenden Seiten der Nockentrommel. Die Ringe 29 sind in dem hier dargestellten Beispiel innerhalb des Gehäuses winkelig bewegbar und haben ein Innenprofil, wie es bei 30 A in Figur 2 dargestellt ist. Die Begrenzungsringe 29 sind untereinander durch ein Überbrückungsglied 30 verbunden, das einen hervorstehenden Zapfen aufweist. Der Zapfen ist mit einem Mechanismus verbunden, durch den die Ringe in ihrer Winkelstellung bewegt werden können, beispielsweise dann, wenn zum Zwecke des Startens eine zusätzliche Kraftstoffmenge an den Motor gefördert werden muß.

In Figur 2 ist dargestellt, wie eine Walze 17 an einem der Nockenbuckel angreift. Die Bewegungsrichtung der Walze bei ihrem Weg um die Nockentrommel ist durch den Pfeil 39 wiedergegeben, und wie man sieht, steht die Walze im Eingriff mit der Führungsflanke des Nockenbuckels 20. Die Walze bewegt sich aufwärts, wie Figur 2 zeigt, und dies entspricht der Einwärtsbewegung des zugehörigen Kolbens 15. Kraftstoff wird deshalb durch eine Austrittsöffnung 23 gefördert. Wenn die Walze den Gipfel des Nockenbuckels erreicht, gibt es eine Verzögerung, während welcher keine Bewegung des Kolbens erfolgt. Daran schließt sich eine begrenzte Auswärtsbewegung des Kolbens an, wodurch sowohl der Druck in den verschiedenen Kanälen innerhalb der Pumpe als auch der Druck in der Leitung verringert wird, welche den Auslaß mit der Düse verbindet. Dann gibt es wieder eine kurze Verzögerung, während welcher der Förderkanal 22 aus der Übereinstimmung mit der Aistrittsöffnung 23 gerät und ein Einlaßkanal 24 zur Deckung kommt mit der Eintrittsöffnung 25. Der Nockenbuckel fällt dann auf den Grundkreis der Nocke, und der Kolben kann daher sich nach außen bewegen, wobei Kraftstoff von der Niederdruckpumpe geliefert wird.

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Das Innenprofil der Sperringe ist bei 30 A dargestellt, und der wichtigste Abschnitt ist eine Anschlagsoberflache 40, an welcher die Walzen 17 während des Zeitraums angreifen können, in dem Kraftstoff zu der Bohrung gefördert werden kann. Die gestrichelte Linie 41 zeigt das Schließen der Eintrittsöffnung 25 gegenüber einem Einlaßkanal an, während die gestrichelte Linie 42 das Öffnen des Förderkanals zu einer Austrittsöffnung 23 anzeigt. Nimmt man einmal an, daß zu diesem Zeitpunkt die Vorrichtung 26 so eingestellt ist, daß im wesentlichen keine Beschränkung des Kraftstoffflusses besteht, dann greifen die Walzen an der Anschlagsoberflache 40 der Innenoberfläche des Sperrings an und bewirken eine Beschränkung der Auswärtsbewegung des Kolbens. Sobald die Einlaßöffnung geschlossen ist, kann kein Kraftstoff mehr an die Bohrung gefördert werden, und die Stellung der Walzen und Kolben ist derart, daß die maximale Kraftstoffmenge durch die Pumpe an den zugehörigen Motor gefördert wird. Wenn die Einlaßöffnung geschlossen .ist, können die Kolben sich nicht auswärts bewegen, aber die Walzen können die Anschlagsoberfläche 40 des Sperrings verlassen und können schweben, bis sie erneut die Ablaufflanken der Nockenbuckel 20 erfassen. Es ist zu beachten, daß vorher der Förderkanal 22 in Verbindung mit einer Austrittsöffnung 23 gebracht wird. Außerdem ist zu beachten, daß dann, wenn die Vorrichtung 26 so eingestellt ist, daß eine begrenzte Kraftstoffmenge gefördert wird, die Anschlagsoberfläche 40 nicht in Betrieb gesetzt werden kann.

Wie Figur 3 zeigt, ist die Anschlagsoberfläche 40 derart gekrümmt, daß der Abstand dieser Oberfläche von der Rotationsachse des Verteilers über die Länge der Oberfläche zunimmt. Außerdem verläuft der letztere Abschnitt 44 der Oberfläche nach außen mit einer größeren Neigung. Bei niedrigen Geschwindigkeiten können die Walzen 17 und die zugehörigen Schuhe und Kolben dem Abschnitt 44 der Oberfläche folgen. Wenn die

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Drehgeschwindigkeit des Verteilers zunimmt/ besteht jedoch eine zunehmende Neigung zumindest für die Kolben, nicht dem Weg zu folgen, der durch den Abschnitt 44 der Oberfläche vorgezeichnet ist. Die Walzen können der Oberfläche folgen oder sie können dies nicht tun, und dies ist schwer zu bestimmen/ jedoch spielt das in keinem Falle eine Rolle. Tatsache ist, daß die Auswärtsbewegung der Kolben, die vor dem Schließen der Eintrittsöffnung 25 stattfindet, mit zunehmender Geschwindig!- keit abnimmt. Infolgedessen verringert sich die Menge des Kraftstoffs, der durch die Pumpe gefördert wird, und das ist das Ergebnis, welches zur Erzielung der Drehmomentkontrolle erforderlich ist. Der beschriebene Effekt ist zumindest teilweise darauf zurückzuführen, daß der Grad der Übereinstimmung eines Einlaßkanals 24 mit der Eintrittsöffnung 25 geringer wird, solange die Walzen 17 sich entlang des Abschnitts 44 der Oberfläche bewegen, und dies bedeutet eine zunehmende Beschränkung des Kraftstoffflusses.

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Leerseite

Claims

LUC 39

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED Birmingham
Großbritannien

Kraftstoffeinspritzpumpe

Patentansprüche:
__

Γ 1 J Flüssigkraftstoff-Einspritzpumpe zur Förderung von Kraftstoff an einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor, bestehend aus

einem sich drehenden Verteiler, der in einem Gehäuse sitzt und im Takt mit dem zugehörigen Motor angetrieben wird, wobei eine querverlaufende Bohrung in diesen Verteiler eingeschnitten ist, in welcher ein Kolben läuft, und wobei ein Förderkanal mit dieser Bohrung in Verbindung steht, der mit Austrittsöffnungen in dem Gehäuse zur Deckung gelangen kann, wenn der Verteiler rotiert und der Kolben sich einwärts bewegt,

einer den Verteiler umgebenden Nockentrommel mit sich nach innen erstreckenden Nockenbuckeln, die dem Kolben diese Einwärt sbewegungen verleihen,

Kraftstoffördereinrichtungen zur Lieferung von Kraftstoff an die Bohrung während mindestens eines Teils der Zeit, in der der Kolben unter der Wirkung der Nockenbuckel sich auswärts bewegen kann, wobei diese Kraftstoffördereinrichtungen eine

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Eintrittsöffnung in dem Gehäuse beinhalten, an welche von einer unter Niederdruck stehenden Quelle Kraftstoff geliefert wird, sowie einen Beschickungskanal in dem Verteiler, welcher mit dieser öffnung zur Deckung gelangt,

Regelvorrichtungen zur Steuerung der durch diese öffnung geförderten Kraftstoffmenge,

Sperrvorrichtungen zur Begrenzung der Auswärtsbewegung des Kolbens, die aus einem in das Gehäuse eingesetzten Ring, bestehen und eine Anschlagsoberfläche aufweisen, an welcher ein Teil, das mit diesem Kolben verbunden ist, derart angreifen kann, daß die Auswärtsbewegung des Kolbens begrenzt wird, wenn der Verteiler rotiert,

dadurch gekennzeichnet, daß diese Anschlagsoberfläche so gekrümmt ist, daß der Abstand dieser Oberfläche von der Rotationsachse des Kolbens entlang der Länge der Oberfläche zunimmt, und daß die Kontur des letzteren Abschnitte dieser Anschlagsoberfläche eine solche Gestalt hat, daß dann, wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Verteilers zunimmt, der Kolben nicht langer einem Weg folgt, der durch diese Oberfläche vorgezeichnet ist, so daß das Ausmaß der Auswärtsbewegung des Kolbens verkleinert wird im Vergleich zu der Situation bei niedrigeren Geschwindigkeiten, in welcher der Weg des Kolbens durch die Anschlagsoberfläche vorgegeben ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der letztere Abschnitt der Anschlagsoberfläche in stärkerem Maße sich nach außen erstreckt als der restliche Teil der Anschlagsoberfläche .

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