DE3115720A1

DE3115720A1 - Regelvorrichtung der foerdermenge einer kraftstoffeinspritzpumpe fuer verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3115720A1
Application number: DE19813115720
Authority: DE
Inventors: Manuel Barcelona Roca Nierga
Original assignee: Spica SpA
Current assignee: Spica SpA
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1981-04-18
Publication date: 1982-11-18
Also published as: FR2504199B1; IT1205607B; GB2098659A; GB2098659B; FR2504199A1; IT8220514A0; US4429672A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Kraftstofförderpumpe für Verbrennungsmotoren der Bauart, die Mittel zur Verteilung und zur Förderung des Kraftstoffes zu den verschiedenen Zylindern, Mit tel zum Regeln der Fördermenge und Mittel zur Erzeugung von der Pumpendrehzahl entsprechenden Druckwerten umfasst.

Um die Leistung der Verbrennungsmotoren optimal auszunützen, ist es erforderlich, bei jeder Drehzahl die grösstmögliche For dermenge einzuspritzen, ohne jedoch verunreinigende Auspuffemissionen zu bilden. Selbstverständlich gibt es für jede Dreh zahl einen unterschiedlichen optimalen Förderwert.

Es sind Lösungen dieses Problems bekannt, die eine Regelung der Fördermenge ermöglichen, d.h. eine Regelung des von dem durch die Pumpe beschickten Motor erzeugten Drehmoments, wobei durch mehrere Federn, die auf den Mengenregler wirken, mit HiI fe von Fliehkraftreglern lineare Gesetze bestimmt werden, die die Regelbereiche in verschiedene Abschnitte einteilen; damit lassen sich nur sehr annähernde optimale Ergebnisse erzielen.

Weitere Lösungen ermöglichen die Mengenregelung durch einen Kolben, dessen geformte Oberfläche eine optimale Gestaltung der Werte für jede Drehzahl gestattet.

Es ist ausserdem erforderlich, die beim Anlassen eingespritzte grössere Kraftstoffmenge auch unter Berücksichtigung der Motor temperatur anzupassen, um die Bildung von schwarzem Abgas zu vermeiden, wenn der Motor schon warm ist und daher keinen zusätzlichen Kraftstoff zum Anlassen braucht.

Wenn der Motor ausserdem zum Beispiel mit einem Turbolader auf

geladen ist, ist es notwendig, die Fördermenge dem AufJ.adungsdruck anzupassen.

Diese Lösungen einer Mengenregelung durch an der Oberfläche ge formte Kolben sind nicht in der Lage, diesen neuen Erfordernis sen der Motorentechnik zufriedenstellend zu entsprechen.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausführung einer einfachen, günstigen Regelvorrichtung, die die Beseitigung der oben erwähnten Nachteile und daher die Regelung der für jede Drehzahl optimalen Fördermenge auch, unter Berücksichtigung der Motortempe ratur und des Aufladungsdruckes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Ausführung einer Regelvorrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Regelung der Fördermenge durch einen Raumnocken erfolgt, auf dessen Oberfläche ein Fühler wirkt, dessen Lage das Regelelement der Kraftstoffördermenge steuert. Dieser Nocken ist auf einem Läufer angeordnet, der von einem Kolben' bewegt wird, der- seinerseits durch einen von der Einspritzpumpendrehzahl abhängigen Druck gegen Rückstellfedern wirkt, so dass der Nocken in Richtung der Läuferlängsachse geschoben wird. Ausser dem wird der Nocken durch ein gegen den Motoraufladungsdruck empfindliches Element in Querrichtung bewegt. Vorzugsweise stützt sich der Kolben am Ende seines Hubes an einen Drehnocken, der ausserhalb der Pumpe durch gegen die Temperatur des Verbrennungsmotors empfindliche Mittel betätigt wird. Der Kolben -kann einen Differentialschnitt aufweisen, um die Nichtumkehrbarkeit seiner Bewegung nach dem Anlassen des Motors zu gestat ten und damit die Möglichkeit seiner unbeabsichtigen Rückkehr zur Ruhestellung auszuschliessen.

Die strukturellen und funktioneilen Eigenschaften der erfin-

» · · Cs • ft ·

dungsgemässen Vorrichtung und ihre Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik gehen aus der nachstehenden, sich auf die beiliegenden Zeichnungen beziehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deutlicher hervor. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen

■Vorrichtung und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Läufers, auf dem der Raumnocken angeordnet ist, durch den die verschiedenen Fördermengen der Pumpe geregelt werden.

In den Zeichnungen ist mit 1 eine Mitnehmerwelle bezeichnet, die synchron mit dem Motor umläuft und eine bekannte Einspritz pumpe 2 antreibt, die einen genügenden Druck,erzeugt, um durch die Spritzleitungen 4 und die Einspritzdüsen 3 Kraftstoff in den Verbrennungsmotor einzuspritzen.

Die„Liefermenge wird durch ebenfalls bekannte Mittel 5 geregelt.

Gleichzeitig und durch die Räderpaarung 27, 26 wird eine Kraft stofförderpumpe 25 angetrieben, die durch bekannte Mittel einen Kraftstoffluss unter einem der Drehzahl oder ihrer Quadratzahl verhältnisgleichen oder jedenfalls mit zunehmender Drehzahl zu nehmenden Druck erzeugt. Das kann durch ein Druckminderventil 34 erfolgen, dessen Entspannung eine nicht unbedeutende Verlusthöhe darstellt. Die Druckseite 32 der Pumpe 25 ist durch die Leitung 24 mit der Kammer 20 verbunden, auf die ein Kolben 19 wirkt, der eine Verlängerung mit kleinerem Durchmesser des sich in Zylinder 9 bewegenden Kolbens 18 ist; die Bewegung des Kolbens 19 schiebt einen Läufer 40 in seine Führung 41 gegen die Wirkung von Federn 1q.

Auf dem Läufer 40 ist der Nocken 8 angeordnet, der durch ein gegen den Aufladungsdruck der Motorluft empfindliches Element 28 über die Verbindung 17 in seine Führung 42 in Querrichtung gegen die Feder 31 bewegt werden kann. Das Element 28 umfasst den Kegel 15, der sich von der Achse 16 in die Kammer 14 führen lässt und mit einer Membrane 11 verbunden ist, auf die der aus 12 kommende Aufladungsdruck gegen die Rückstellfeder 13 wirkt. Die Leitung 12 kann mit dem Ansaugkrümmer des Motors verbunden sein.

Der mit den Regelmitteln 5 durch den Hebel 6 verbundene Fühler 7, liegt auf dem Nocken 8 rechtwinklig zu den Bewegungen desselben, ü.h. in Längsrichtung zum Läufer 40 und zum Kolben 18 und in Querrichtung durch die Betätigung des Elements 28.

Eine mit dem Kolben 19 verbundene Stange 29 stützt sich an die Fläche eines in der Aufnahme 46 enthaltenen Nockens 21, der durch den Hebel 23 über ein gegen die Motortemejzferatur empfind liches Element 22 von aussen gedreht werden kann.

In der Wand der Kammer 20, wo sich der Kolben 19 bewegt, ist eine Längsabflachung 44 vorgesehen, die die Kammer 20 mit der. vom Kolben 18 in Zylinder 9 gebildeten Kammer verbindet: so wirkt der in der Kammer 20 vorhandene Druck nur auf den Kolben 19, bis dessen ersten Hub den Durchgang 44 freilegt, wodurch der Druck auch auf die Ringfläche des Kolbens 18 wirkt.

Die Rückkehr des Kolbens 18 zur Ruhestellung ist durch das Sperr ventil 45 oder einfach durch die Leckstellen zwischen dem Kolben 19 und seinem Zylinder ermöglicht.

Der Hub des Kolbens 19, der den Durchgang 44 freilegt, ist vor zugsweise grosser als der grosste Hub des Nockens 21, damit in

*· ■

jeder beliebigen Stellung des Nockens bei Anlassen des Motors nur der Kolben 19 unter dem Druck der durch die Leitung 24 zugeführten Flüssigkeit steht.

Von der Einspritzpumpe 2 wird über die Welle 1 auch die Förder pumpe 25 angetrieben, die einen der Drehzahl oder ihrer Quadratzahl verhältnisgleichen Druck erzöugt, der durch die Leitung 24 zur Kammer 20 gelangt und zunächst auf den Kolben 19 und dann auch auf den Kolben 18, wie oben erklärt, wirkt. Diese somit der Drehzahl verhältnisgleiche Bewegung bewegt den Läufer 40 und den Nocken 8, der ausserdem eine durch das gegen den von der Leitung 12 zugeführten Aufladungsdruck empfindliche Element 28 gesteuerte Querbewegung haben kann.

Die Oberfläche des Nockens wird vom Fühler 7 abgetastet, der die Liefermenge über Hebel 6 und bekannte Regelmittel 5 regelt.

Bei stillstehender Pumpe zwingt die Feder 10, da in der Kammer 20 kein Druck vorhanden ist, die Stange 29 dazu, sich auf die Fläche des anderen Nockens 21 zu stützen, der über äussere Mit tel 22 eine von .der Motortemperatur abhängige Lage hat.

Bei kaltem bzw. Warmem Motor erhält man verschiedene Winkelstellungen des Nockens 21, der zweckmässig geformt sein kann, um verschiedene Endstellungen des Kolbens 18 und daher des damit verbundenen Nockens 8 zu ermöglichen. Durch Abändern des Nockenprofils ändert man die durch die Regelmittel 5 über den Nocken 8 und die Hebel 7, 6 erzeugte Liefermenge.

Durch zweckmässiges Formen des Raumnockens 8 erhält man nämlich unterschiedliche Gesetze der einheitlichen Kraftstoffeinspritzmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl und vom Förderdruck.

Durch zweckmässiges Formen des Nockens 21 lassen sich ausserdem je nach der Motortemperatur unterschiedliche Anlassliefermengen erzielen. . ,

Hier wurde das Beispiel der Nockenverschiebung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl unter dem zwischen der Förderpumpe 25 und der Einspritzpumpe 2 erzeugten Druck angeführt. Die von der Drehzahl abhängige Nockenverschiebung kann jedoch auch durch ähnliche Funktionsmittel auf andere Weise erzielt werden, wie es zum Beispiel in der im Namen des gleichen Anmelders gleichzeitig eingereichten P.atentanmeldung beschrieben ist.

Weitere Varianten der Bestandteile der oben beschriebenen Regel-? vorrichtung können durch den Fachmann vorgenommen werden, ohne deshalb den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

!,^Regelvorrichtung der einheitlichen Fördermenge einer Einsprits pumpe für Verbrennungsmotor mit Aufladung, dadurch gekennzeich net/ dass sie aus einem Regelelement, das durch die Verschiebung eines Fühlers gesteuert wird, der auf 'die Fläche eines Raumnockens wirkt, der in einer erste und in eine zweite, zueinander rechtwinklige Richtungen beweglich ist, aus gegen die Pumpendrehzahl empfindlichen, den Nocken in die erste Richtung schiebenden Mitteln und aus gegen den Motoraufladungsdruck emp findlichen, den Nocken in·die'zweite Richtung schiebenden Mitteln besteht.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen den Motoraufladungsdruck empfindlichen Mittel aus einer Membrane bestehen, die von diesem Druck gedrängt wird und gegen federnde Mittel einen Kegel verschiebt, auf den ein Verbindungselement mit dem Raumnocken wirkt.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen die Drehzahl empfindlichen Mittel den Nocken ge gen.federnde Mittel verschieben und dass die Ruhestellung des Nockens durch die Auflage gegen einen beweglichen Anschlag über gegen die Motortemperatur empfindliche Mittel bestimmt wird. ·
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegen die Drehzahl empfindliche Mittel Mittel,.die. einen Kraftstoffluss unter mit zunehmender Drehzahl zunehmendem Hydraulikdruck erzeugen, sowie einen unter diesem Druck stehenden Trieb umfassen, der den Nocken bewegt.

.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trieb aus einem Differentialkolben besteht, der zwei

Abschnitte mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, die je in zylinderförmigen Kammern gleiten, wobei die eine dieser Kam mern für den Kraftstoffluss immer offen ist und sich die andere für den Kraftstoffluss erst nach dem ersten Hub des Kolbens gegen die federnden Mittel Öffnet.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Kraftstoffluss erzeugenden Mittel aus einer Pumpe bestehen, die den Kraftstoff zur Einspritzpumpe fördert.