DE3146499A1

DE3146499A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3146499A1
Application number: DE19813146499
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Eheim; Gerald Ing.(grad.) 7251 Weissach Höfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-11-24
Filing date: 1981-11-24
Publication date: 1983-06-01
Also published as: US4450805A; JPS5893941A; EP0080113B1; DE3269883D1; EP0080113A1

Description

κ. Ϊ1749 1

20.11.19β1 Bö/Ja

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfin'dung geht von einer Kraft stof f einspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer durch die DE-PS 19 -12 919 bekannten Einspritzpumpe dieser Art wird die Vollasteinspritzmenge mit Hilfe eines verstellbaren Anschlags begrenzt, der als Winkelhebel ausgestaltet eine Kontur an einem Verstellkolben abtastet., welcher in Abängigkeit vom drehzahlabhängigen Kraftstoffdruck im Saugraum der Eiaspritspumpe gegen eine Feder verstellbar ist. Bei dieser Ausgestaltung ist lediglich eine drehzahlabhängige Angleichung der Vollast einspritzmenge mögli.ch. Weitere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine können nicht berücksichtigt werden. · - -

Bei einer anderen durch die DE-OS 28 5^ -»22 bekannten Einspritzpumpe wird die Vollasteinspritzmenge mit Hilfe eines verstellbaren Anschlags begrenzt, der in Abhängigkeit von dem Druck der den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführten Luft, z. B. vom Ladedruck bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen, verstellbar ist. Dazu verschiebt eine dem Ladedruck ausgesetzte Druckdose einen mit einer Kontur an der Mantelfläche versehenen Stellkoiben, dessen Kontur mechanisch.abgetastet wird.

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Eine solche ladedruckabhängige Korrektur der Einopritzraenge hat den Nachteil, daß sie den dynamischen Änderungen der Last nur relativ langsam folgen kann, insbesondere bei mit Abgas betriebenen Einrichtungen zur Luftverdichtung der Ansaugluft, da die Abgasvolumenänderung nur verzögernd einer Kraftstoffmengenänderung folgt. Ist das Mengenverstellorgan, das auf den Anschlag zur Anlage kommt, hohen Kräften ausgesetzt, so treten bei der Verstellung des Anschlags hohe Reibungskräfte auf, vas zu einem ausgeprägten Hystereseverhalten bei der Vollast eins teilung führt. Dieses Verhalten ist bei Einspritzung mit ladedruckabhängiger Angleichung umso nachteiliger als jich Einstellfehler bei zunehmender Drehzahl und Last ganz beträchtlich verstärken. Der Grund dafür liegt darin, daß die Laderkennlinien, Förderdruck in Abhängigkeit von der Last, mit steigender Drehzahl immer flacher werden und mit der sich aus den Erfordernissen der Brennkraftmaschine ergebenden Angleichkennlinie, Angleichmenge über Ladedruck, zunehmend kleiner Winkel einschließen.

Bei der durch die DE-OS 28 U7 572 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe wird ein Raumnocken, der die Lage des Vollastanschlags bestimmt, einerseits durch den drehzahlabhängigen Saugraumdruck der Einspritzpumpe verschoben und andererseits in Abhängigkeit vom Ladedruck verdreht. Dabei wird eine vom Ladedruck beaufschlagte Druckdose als Stellglied verwendet und die Raumkurve auf dem Raumnocken mechanisch abgetastet und auf den Vollastanschlag übertragen. Dies hat ebenfalls den Nachteil, daß durch die Reibung bei der Abtastung Hysteresefehler insbesondere dann auftreten, wenn die Regelfederkräfte über die Abtastvorrichtung auf den Raumnocken übertragen werden. Ferner ist das von der iort gezeigten Steildose aufbringbare Drehmoment bei

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vertretbaren Abmessungen nur gering. Es müssen Mittel vor gesehen werden, die die Stellkraft noch weiter verstärken

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Stelleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere von der Dichte der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft -ein Druck moduliert wird, der die Verstellung des Verstellkolbens beeinflußt. Die zur Modulation eines Drucks benötigten Kräfte sind dann nicht mehr abhängig von den Kräften, die bei der mechanischen Abtastung des Stellkolbens auftreten. Somit kann der z. B. aus Druckdosen bestehende Steuersignalgeber relativ kleine Abmessungen besitzen. Mit diesen werden ohne großen Energieaufwand Steilkräfte erzeugt, die die Reibung an dem Stellkolben leicht überwinden, ohne daß die Gefahr einer zu großen Hysterese auftritt. Insbesondere ist die Einrichtung für Einspritzpumpen geeignet, bei denen die auf den Stellkolben übertragenen Kräfte bei der mechanischen Abtastung der Kontur bereits sehr gering gehalten werden, weil z. B. nicht die'gesamte Kraft der Regelfederanordnung auf den Steilkolben wirkt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im ;iauptansprucii angegebenen Lösung gekennzeichnet,

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschrei-

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bung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verstelleinrichtung des Stell- · kolbens mit einem Drucksteuerventil, das unmittelbar durch einen Druckgeber verstellt wird und Fig. 2 eine Variante zum Äusf ührungsbe i spiel nach Fig. 1, bei 'lern der Druckgeber die Vorspannung einer auf den Steuerschieber wirkenden Rückstellfeder verändert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Teil einer Kraft stoffeinspritzpumpe^ dargestellt, die z. B. eine Verteilereinspritzpumpe sein kann. Diese weist in bekannter Weise ein als Hebel ausgestaltetes Kraftstoffmengenverstellglied 2 auf, das einen nicht weiter gezeichneten Ringschieber zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge betätigt. Es lieg"·- bei Vollaststellung, ggf. unter Zwischenschaltung eines Winkelhebels 3, an einen verstellbaren Anschlag 5, der in Form eines Abtast st iftes in einer Bohrung 3 geführt ist und rechtwinklig in einen im Gehäuse angeordneten Zylinder 9 hineinragt. In diesem ist ein Stellkolbe-n 11 geführt, der auf seiner einen Stirnseite 12 in dem Zylinder 9 einen Arbeitsraum 1U einschließt. Dieser ist über einen an der Stirnseite 15 des Zylinders 9 befindliche Drosselbohrung 16 ständig mit einem Raum verbunden, der mit Druckmittel·gefüllt ist, dessen Druck drehzahlabhängig gesteuert wird. Dieser Raum ist im ausgeführten Beispiel- der mit Kraftstoff gefüllte Saugraum 17 der Kraftstoffeinspritzpumpe, wobei die Versorgung mit Kraftstoff durch eine Kraftstoffpumpe 18 erfolgt, die aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 19 Kraftstoff ansaugt und deren Förderseite über ein Drucksteuerventil 2 0 ent last bar ist. Durch die·:; c Anordnung stellt sich in bekannter Weise im Saugraum IT ein drehzahlabhängiger Druck ein.

Der Stellkolben 11 weist im Bereich des Eindringens des Abtaststift es 5 in den Zylinder 9 an seiner Mantelfläche eine Kontur 21 auf, durch die die Stellung des Abtaststiftes bei Verschieben des Stellkolbens. bestimmt wird. Die Rückseite 22 des Stellkolbens 11 schließt in Zylinder 9 einen Druckraum 23 ein, in dem eine' Rückstellfeder 2*< angeordnet ist, die die Rückseite 22 des Stellkolbens 11 beaufschlagt. Vom Druckraum 23 fuhrt eine Druckleitung 25 ab, die in eine Zylinderbohrung 27 mündet. Dort ist ein Steuerschieber 28 verschiebbar angeordnet, der im Bereich der Einmündung der Druckleitung 25 eine Ringnut 29 aufweist. Diese ist dabei so lang, daß unter -Berücksichtigung der Verschiebbarkeit des Steuerschiebers 28 die Druckleitung 25 ständig in Verbindung mit der Ringnut 29 bleibt. Mit der ersten Stirnseite 30 schließt der Steuerschieber in der Zylinder bohrung 27 einen Raum 31, der über eine Ent — lastungsieitung 32 entlastet und in den eine die erste Stirnseite 30 beaufschlagende Druckfeder 33 eingespannist .

Die Zylinderbohrung 27 mündet an dem dem Raum 31 gegenüber liegenden Ende in einen Entlastungsraum 3^ größeren Durchmessers, so daß sich am Übergang von Zylinderbohrung 27 zum Entlastungsraum 3^ eine Steuerkante 35 bildet. Vom Entlastungsraum 3^ führt eine Entlastungsleitung Ξ2' au, ζ. B. zur 3augseite der Förderpumpe 18. An dem sich an lie Ringnut «2·' in Richtung Sntlastungsraum 3^ angrenzenden Kolbenteil 3t> des Steuerschiebers 2Ö ist in der Mantelfläche eine Ausnehmung 37 eingeformt, die im wesentlichen dreieckig ist und von der Ringnut 29 ausgeht. Die Spitze der Ausnehmung 37 weist in"der Richtung zum Entlastungsraum 34.und kommt bei entsprechender Auslenkung des Gt euer schieber 3 28 in Überdeckung mit

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der Steuerkante 35· An dieser Stelle wird je nach Auslenkung des Steuerschiebers 28 ein mehr oder weniger großer Abströmquerschnitt 39 zwischen der Begrenzungskante der Ausnehmung 37 und der Steuerkante 35 freigegeben, wie das gestrichelt in der Zeichnung dargestellt ist.

Koaxial zum Steuerschieber ragt in den Entlastungsraum 3k von der gegenüber liegenden Seite ein Stellstift ko hinein, der von einer Stelleinrichtung kl betätigbar ist und zur Anlage an der anderen Stirnseite 38 des Steuerschiebers 28 kommt. Die Stelleinrichtung kl besteht im gezeigten Beispiel aus einer Stellmembran k2, an die der Stellstift Uo angelenkt ist und die einen Steuerdruckraum k3 von einem Referenzdruckraum 44 trennt. Der Referenzdruckraum kann dabei entweder der atmosphärische Druck sein oder ein konstanter Jruck, z. 3. das Vakuum in einer Barometerdose. Der Steuerdruck im Steuerdruckraum ist der Druck, der die Dichte der den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführten Luft bestimmt. Dies kann z. 3. der Ladedruck oder bei nicht aufgeladenen Brennkraftmaschinen der 'Jmgebungsdruck sein, entsprechend dem der Steuerschieber verschoben und der Abströmquerschnitt 39 verändert wird.

Die Einheit Stelleinrichtung k1 mit Steuerschieber stellt also ein Drucksteuerventil U 5 dar, mit dessen Hilfe der Druck im Druckraum 23 in Abhängigkeit von Betriebsparametern, insbesondere vom Ladedruck oder vom Luftdruck, gesteuert wird. Die Druckquelle 4b :ur Bereitstellung ies Ausgangsdrucks ist mit ler Druckleitung 25 über eine Verbindungsleitung U7 verbunden, in der eine Abkoppeldrossel 48 angeordnet ist. Durch Abströmenlassen von Druckmittel .;troraabwärt.-; der Abkopp»^jlviro:;:;₍? 1

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kann mit Hilfe des Drucksteuerventils K'j. ein Druck eingestellt werden, -der kleiner ist als der Ausgangsdruck der Druckq.uelle k6.

Die Druckq.uelle 46 im ausgeführten Beispiel wird dadurch realisiert, daß von dem Saugraum 1? eine Kraftstoffleitung *4·9 abzweigt, in der eine zweite Drossel 50 angeordnet ist und die zur Abkoppeldrossel" U8 führt. Zwischen Abkoppeldrossel kd und zweiter Drossel 50 zweigt ferner eine Entlastungsleitung 51 von der Kraftstoffleitung ab, wobei in der Entlastungsleitung 51 ein Druckbegrenzungsventil 52 angeordnet ist. Dieses bewirkt, daß im Bereich zwischen Abkoppeldrossel ^8 und zweiter Drossel 50 ein konstanter Druck herrscht, sofern die Druckversorgung von Saugraum"17 her ausreichend " ist. ' ■

3ei der beschriebenen Einrichtung wird'bei Betriebsauf-■ nähme der Brennkraftmaschine der drehzahlabhängige Druck in den Arbeistraum 1k aufgebaut, so daß der Stellkolben 11 entsprechend diesem Druck entgegen der Kraft der Rückstellfeder 2k ausgelenkt wird. Der. Abtaststift 5 wird dabei entsprechend der Kontur 21 verschoben. Weiterhin wirkt jedoch auf die Rückseite 22 ein hydraulischer Druck, der durch das Drucksteuerventil 45 bestimmt ist und dem Druck im Arbeitsraum 1k entgegen wirkt. Dieser Druck begrenzt quasi die Auslenkbarkeit des Stellkolbens "1, so daß der Stellkolben 11 abhängig von der Drehzahl, maximal jedoch nur in den durch den Ladedruck gegebenen Frenzen, verstellbar ist. Es kann hier das hohe Arbeitsvermögen les Jaugraumdrucks iär die Verstellung des Vo i Ia. s laiiuc hiages vervendet werden, wobei mit geringem. Energieaufwand der resultierende Stelldruck modifiziert, wird. '

Eine Variante sum Drucksteuerventil U ■"■> nach Fig. 1 neige das Drucksteuerventil U5¹ nach Fig. 2. Auch dort schließt der Steuerschieber 28 in der Zylinderbohrung 27 mit seiner einen Stirnseite 30 einen Raum 31 ein, der nun jedoch unmittelbar mit der Druckleitung 25 verbunden ist und in dem also der eingesteuerte Druck vorherrscht. Die den Steuerschieber 28 entgegen diesem Druck rückstellende Feder ist nun als Steuerfeder 53 im Entlastungsraum 3¹+ angeordnet und beaufschlagt die andere Stirnseite 38 dei3 Steuerschiebers 28. Die Steuerfeder 53 .stützt sich dabei an dem mit einem Federteller 5^ versehenen Ende eines Stellstifts Uo', der vie im ersten ausgeführten Beispiel von einer Stellmembran <+2 verstellbar ist.

Bei dieser Ausgestaltung ist die auf die Stellmembran ·*2 wirkende bewegte Masse und der Einfluß von Reibungskräften geringer, so daß hier mit einem geringeren Hystereseverhalten beim Steuern des Drucks im Druckraum 2U- z\i rechnen ist.

.a-

Leerseite

Claims

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R.

20. 1 1 . 19-81 3ö/Ja

Robert Bosch GmbH, TOOO- Stuttgart 1

Ansprüche

J Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit ■ einem Kraftstoffmengenverstellglied und einer diesem
zugeordnetem Einrichtung zur Veränderung des möglichen Weges des MengenverStellgliedes bestehend aus einer
Verstelleinrichtung, die einen entgegen einer Rückstellfeder verstellbaren Stellkolben aufweist, entsprechend dessen Stellung mittels einer Übertragungseinrichtung
der mögliche Weg des MengenverStellgliedes veränderbar ist, wobei der Stellkolben einen Arbeitsraum begrenzt, der mit einer Druckquelle verbindbar ist, dessen Druck abhängig von der Drehzahl der Kraft sto ff einspr i r,-.;p-uinpe verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die andere, dem Arbeitsraum (lh) abgewandte Stirnseite (22) des

***. Stellkolbens ,11) einen Druckraum (23) begrenzt, der in Unterstützung der Rückstellfeder [2k] von einem in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, insbesondere von der- Dichte der den Brennräumen der
Brennkraftmaschine zugeführten Luft, steuerbaren Druck beaufschlagt ist.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, ladurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (23) über eine Abkopperdrossel ^lhö) mit einer Druckquelle ( 1 7 ;. ·» 6 ) und zudem
über ein Drucksteuerventil i U 5 , U 5 ' ) mit einem ··: η 11 a s t u 11 g 5 raum (3¹+/ verbindbar ist, wobei die Steuerkraft ie:; Drucksteuerventils abhängig von Betriebsparametern ist.

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3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach"Anspruch 2, dadurch . gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil einen Steuerschieber (28) aufweist j der von einem Stellglied (<+2, kO, kO') in Abhängigkeit von Betriebsparametern entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (33, 53) verschiebbar ist und dabei einen Abströmq.uer schnitt (39) steuert.
U. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet:, daß das Drucksteuerventil einen Steuerschieber (28) aufweist, der in einer Bohrung (27) dicht verschiebbar mit der einen, ersten Stirnseite (30) einen mit dem Druckraum (23) verbundenen Raum \, 31 ) einschließt und auf der anderen Stirnseite (38) von der Kraft einer Feder (53) belastet ist, deren Vorspannung abhängig von Betriebsparametern änderbar ist und an dem Steuerschieber eine Steuerkante (35) zugeordnet ist, die einem Abströmq.uerschnitt (39) steuert.
"5· Kraftoooffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber v28) eine Ringnut (29) aufweist, die ständig mit dem Druckraum (23) über eine Druckleitung ''25) verbunden ist und deren eine Begrenzungskante (37) zusammen mit der Steuerkante (35) den Abströmq.uerschnitt (39) bildet.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungskante eine von der Ringnut (28) an der Mantelfläche des Steuerschiebers abzweigende Ausnehmung (37) begrenzt, die mit einer am Übergang.ler Bohrung (2") in einen Entlastungsraua \3^a> mit größerem Durchmesser gebildete Steuerkante [35) zusamme nur hexte t.

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7· Kraft stoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckquelle, von der der Arbeitsraum (1U) mit Druck versorgt wird, eine Druckleitung .(Up ) führt, in der.eine zweite Drossel (50) und eine Abkoppeldrossel (U8) in Reihe nacheinander angeordnet sind und zum Druckraum (23) führt und daß ferner von der Druckleitung (Ua.) zwischen der zweiten Drossel (50) und der Abkoppeldrossel (U8) eine Entlastungsleitung (51) abführt, die ein Druckbegrenzungsventil (52) enthält, durch das der Druck zwischen den beiden Drosseln auf einen konstanten Wert bei Betrieb der Kraft stoffeinspritzpumpe haltbar ist.