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Kraftstoffeinspritzpumpe
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bereits eine Kraftstoffeinspritzpumpe
vorgeschlagen worden, bei der ein Fördermengenstellglied in einen Regelraum ragt,
in dem ein variierbarer Fluiddruck herrscht. In dem Regelraum erfolgt jedoch keine
ständige Durchspülung, so daß nicht nur Dampfblasen sondern auch feinste Schmutzteilchen
mit der Zeit zu Störungen des Regelverhaltens führen können.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil,
daß eine elektrohydraulische Regelung der Kraftstoffeinspritzpumpe in Abhängigkeit
von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine mit einfachen Mitteln unter Vermeidung
von unerwünschten Störeinflüssen möglich ist. Durch die ständige Durchspülung des
Regelraumes werden Dampfblasen und eventuell mitgeführte Schmutzteilchen aus dem
Regelraum gespült, wodurch Fehler im Regelverhalten vermieden werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe
möglich.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe, Figur
2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe, Figur 3 ein drittes
Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe, Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel
einer Kraftstoffeinspritzpumpe.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele Bei dem in Figur 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen
ist in einem Pumpengehäuse 1 ein Verteilerkörper 2 mit einem Verteiler zylinder
3 und einem in diesem geführten Verteilerkolben 4 angeordnet. Der Verteilerkolb.en
besitzt in seinem aus dem Verteilerkörper 2 herausragenden Abschnitt einen radial
zum Umfang des Verteilerkolbens 4 führenden Radialkanal 6, in den ein axial verlaufender
Entlastungskanal 7 mündet, der an einer Kolbenstirnfläche 8 beginnt, die in einen
Pumpenarbeitsraum 9 ragt. Auf dem aus dem Verteilerkörper 2 ragenden Ende des Pump-
und Verteilerkolbens 4 ist ein als Fördermengenstellglied dienender Ringschieber
10 gleitbar gelagert, dessen Mantel in einer Ausnehmung 11 des Verteilerkörpers
2 dichtend gleitet. Für eine spannungsfreie
Abdichtung kann dabei
ein Kolbenring 12 dienen. Der Ringschieber 10 hat eine zum Pump- und Verteilerkolben
4 hin offene Ringnut 14 und von dieser ausgehend eine Entlastungsbohrung 15 zu einem
Saugraum 16 im Pumpengehäuse 1, in den der Pump- und Verteilerkolben 4 mit seinem
der Kolbenstirnfläche 8 abgewandten Ende ragt. Der Ringschieber 10 trennt als bewegliche
Wandung in der Ausnehmung 11 einen Regelraum 17 ab, in dem eine Druckfeder 18 angeordnet
ist, die sich auf dem Ringschieber 10 abstützend diesen gegen einen Anschlag 19
in der Ausnehmung 11 zu schieben bemüht ist. Eine Drosselstelle 20 stellt eine ständige
Verbindung zwischen dem Saugraum 16 und dem Regelraum 17 her und ist zweckmäßigerweise
im Ringschieber 10 ausgebildet.
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Die Kraftstoffversorgung erfolgt durch eine Kraftstoffförderpumpe
22, die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 23 ansaugt und über eine Kraftstofförderleitung
24 mit einem Rückschlagventil 25 in den Saugraum 16 des Pumpengehäuses 1 fördert.
Von dem Saugraum 16 bzw. der Kraftstofförderleitung 24 kann über eine Rückströmleitung
26 mit einem Druckregler 27 bei unerwünschter Drucksteigerung Kraftstoff zum Kraftstoffbehälter
23 zurückströmen. Ein Kanal 28 führt von dem Saugraum 16 zum Verteilerzylinder 3
und kommt bei geeigneter Drehstellung in Überdeckung mit Längsnuten 29 im Pump-
und Verteilerkolben 4, die in den Pumpenarbeitsraum 9 münden. Mit dem Entlastungskanal
7 sind zum Umfang des Pump- und Verteilerkolbens 4 hin offene Verteilernuten 30
verbunden, die bei geeigneter Drehstellung des Pump-und Verteilerkolbens 4 in bekannter
Weise in Überdeckung mit Verteilerkanälen 31 gelangen, die zu den einzelnen nicht
dargestellten Einspritzventilen führen.
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Der Pump- und Verteilerkolben 4 ist in bekannter Weise mittels eines
nicht dargestellten Rollentriebs mit einer
Hubscheibe sowohl drehend
angetrieben als auch in seiner Achsrichtung bewegbar. Von dem Regelraum 17 führt
eine Regelleitung 3 auf die Saugseite der Kraftstofförderpumpe 22 zurück. In der
Regelleitung 33 ist ein Regeldruckerzeuger 34 angeordnet, der als Elektromagnetventil,
elektro-fluidische Wandler, in Düse-Prallplatte-Bauart oder ähnlich ausgebildet
sein kann. Angesteuert wird der Regeldruckerzeuger 34 durch ein elektronisches Steuergerät
35, in das in elektrische Signale umgewandelte Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine
eingebbar sind wie Gaspedalstellung 36, Drehzahl n und die axiale Stellung 37 des
Ringschiebers 10. Die axiale Stellung des Ringschiebers 10 kann durch einen geeigneten
Weggeber 38, beispielsweise durch einen bekannten Kurzschlußringgeber, wie dargestellt,
oder induktiven Weggeber ermittelt werden.
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Während des Betriebes der Brennkraftmaschine regelt der Regeldruckerzeuger
34 den Druck im Regelraum 17 in Abhängigkeit von dem durch das elektronische Steuergerät
35 gelieferten Regelsignal, das von den Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine
abhängt. Hierdurch wird der Ringschieber 10 aufgrund der Druckdifferenz zwischen
Saugraum 16 und Regelraum 17 in eine Stellung verschoben, die der gewünschten Einspritzmenge
entspricht. Das Ende der Einspritzung ist erreicht, wenn der Radialkanal 6 mit der
Ringnut 14 in Überdeckung gelangt, die mit dem Saugraum 16 in Verbindung steht.
Ist der Regeldruckerzeuger 34 als Magnetventil ausgebildet, so wird dieses in vorteilhafter
Weise getaktet angesteuert und zwar zweckmäßig mit der Einspritzfrequenz. Bei geöffnetem
Regeldruckerzeuger 34 wird der Regelraum 17 zur Saugseite der Kraftstofförderpumpe
22 entlastet und der Druck im Saugraum 16 verschiebt den Ringschieber 10 entgegen
der Kraft der Druckfeder 18 in die sogenannte Start-Position, in
der
keine Überdeckung des Radialkanals 6 mit der Ringnut 14 des Ringschiebers 10 erfolgt,
so daß die gesamte aus dem Pumpenarbeitsraum 9 geförderte Kraftstoffmenge zur Einspritzung
gelangt. Bei geschlossenem Regeldruckerzeuger 34 erfolgt keine Abströmung von Kraftstoff
über die Regelleitung 33, so daß sich über die Drosselstelle 20 der im Saugraum
herrschende Kraftstoffdruck ebenfalls im Regelraum 17 aufbaut und die Druckfeder
18 den Ringschieber 10 gegen den Anschlag 19 verschiebt. In dieser sogenannten Stop-Posi
tion steht der Radialkanal 6 ständig in Verbindung mit der Ringnut 14, so daß die
gesamte aus dem Pumpenarbeitsraum 9. geförderte Kraftstoffmenge zum Saugraum 16
zurückströmen kann und jede Einspritzung unterbleibt. Ist die Brennkraftmaschine
außer Betrieb, dann öffnet der Regeldruckerzeuger 34 und entlastet den Regelraum
17 zur Saugseite der Kraftstofförderpumpe 22. Über die Drosselstelle 20 erfolgt
ein Druckausgleich zwischen dem Saugraum 16 und dem Regelraum 17 und die Druckfeder
18 verschiebt den Ringschieber 10 in die sogenannte Stop-Position an den Anschlag
19. Beim Start der Brennkraftmaschine erfolgt durch die Kraftstofförderpumpe 22
eine Erhöhung des Druckes im Saugraum 16, durch den der Ringschieber 10 in die sogenannte
Start-Position verschoben wird, wodurch die größte Kraftstoffmenge eingespritzt
wird. Danach wird entsprechend des vom elektronischen Steuergerät gelieferten Regelsignals
der Regeldruckerzeuger 34 derart angesteuert, daß sich die erforderliche Stellung
des Ringschiebers 10 einstellt.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe
nach Figur 2 sind die bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gleichbleibenden
und gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Abweichend gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1
ist
bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 die Druckfeder 18 im Saugraum 16 angeordnet
und stützt sich einerseits an den Anschlag 19 und andererseits an dem Ringschieber
10 ab, so daß die Druckfeder 18 bestrebt ist, den Ringschieber 10 in Richtung zum
Regelraum 17 an einen Anschlag 41 zu verschieben. Die Regelleitung 33 ist bei dem
Ausführungsbeispiel nach Figur 2 mit der Druckseite der Kraftstofförderpumpe 22
verbunden. Vom Saugraum 16 bzw. der Kraftstoffförderleitung 24 führt eine Rückströmleitung
26 über ein Drosselglied 42 zurück zum Kraftstoffbehälter 23, wodurch eine Druckabsenkung
gegenüber dem Förderdruck der Kraftstofförderpumpe 22 erfolgt. Zur Druckreduzierung
kann ebenfalls ein weiteres Drosselglied 43 in der Kraftstoffförderleitung 24 angeordnet
sein. Hierdurch wird erreicht, daß bei geöffnetem Regeldruckerzeuger 34 und fördernder
Kraftstofförderpumpe 22 in dem Regelraum 17 ein größerer Druck herrscht, als in
dem Saugraum 16. Bei stillstehender Brennkraftmaschine erfolgt zwischen dem Saugraum
16 und dem Regelraum 17 ein Druckausgleich über die Drosselstelle 20 und die Druckfeder
18 verschiebt den Ringschieber 10 in die sogenannte Start-Position an den Anschlag
41.
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Bei laufender Brennkraftmaschine wird entsprechend der Ansteuerung
des Regeldruckerzeugers 34 der Ringschieber 10 mehr oder weniger in Abhängigkeit
von dem im Regelraum herrschenden Druck entgegen der Kraft der Druckfeder 18 verschoben,
bis der Radialkanal 6 in vollständige Überdeckung mit der Ringnut 14 gelangt und
die Stop-Position erreicht ist.
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Bei dem dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 sind die gegenüber
den bisherigen Ausführungsbeispielen gleichbleibenden und gleichwirkenden Teile
durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Wle bei dem Ausführungsbeispiel
nach
Figur 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 die Druckfeder 18 im Saugraum
16 angeordnet und bestrebt, den Ringschieber 10 an den Anschlag 41 zu verschieben.
Der Ringschieber 10 nach Figur 3 hat keine Ringnut, sondern steuert mit seiner dem
Regelraum 17 zugewandten Stirnfläche 44 eine Umfangsnut 45 am Pump- und Verteilerkolben
4, die mit dem Radialkanal 6 in Verbindung steht.
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Bei nicht arbeitender Brennkraftmaschine liegt der Ringschieber 10
an den Anschlag 41 an und befindet sich in seiner Start-Position, wobei der Ringschieber
10 nicht vollständig die Umfangsnut 45 verdeckt, sondern einen kleinen Drosselquerschnitt
46 der Umfangsnut 45 zum Regelraum 17 hin offen läßt. Die Regelleitung 33 führt
vom Regelraum 17 auf die Saugseite der Kraftstofförderpumpe 22.
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Bei laufender Brennkraftmaschine wird der Regeldruckerzeuger 34 durch
das elektronische Steuergerät 35 entsprechend angesteuert, so daß mehr oder weniger
des über den Entlastungskanal 7, den Radialkanal 6 und die Umfangsnut 45 in den
Regelraum 17 gelangenden Kraftstoffes über die Regelleitung 33 abgesteuert werden
kann. Bei geschlossenem Regeldruckerzeuger wird der Ringschieber 10 entgegen der
Kraft der Druckfeder 8 in Stop-Position des Ringschiebers 10 verschoben, in der
er die Umfangsnut 45 völlig öffnet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel und dem Ausführungsbeispiel nach Figur
4 entfällt die Drosselstelle 20 im Ringschieber 10, die durch den Drosselquerschnitt
b6 an der Umfangsnut 45 ersetzt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 wurden
für gleichwirkende Teile die gleichen Bezugs zeichen verwendet wie bisher. Dabei
ist entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 die Druckfeder 18 im Regelraum
17 angeordnet und ist bestrebt den Ringschieber 10 in Richtung
zum
Anschlag 19 zu verschieben. Bei am Anschlag 19 anliegendem Ringschieber, beispielsweise
bei nicht arbeitender Brennkraftmaschine öffnet der Ringschieber 10 die Umfangsnut
45 im Pump- und Verteilerkolben 4 ganz zum Regelraum 17 hin. Die Regelleitung 33
führt vom Regelraum 17 zur Saugseite der Kraftstofförderpumpe 22. Beim Start der
Brennkraftmaschine verschiebt der durch die Kraftstoffförderpumpe 22 in den Saugraum
16 geförderte Kraftstoff den Ringschieber 10 in Start-Position, in der an der Umfangsnut
45 lediglich ein kleiner Drosselquerschnitt 46 zum Regelraum 17 hin geöffnet bleibt.
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Alle Ausführungsbeispiele haben den gemeinsamen Vorteil einer einfachen
elektrohydraulischen Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge durch den Ringschieber
10, wobei ein ständiges Durchspülen des Regelraumes 17 gewährleistet ist.
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