DE3148214C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt (DE-OS 26 48 043), bei der der den Spritz­ beginn ändernde, normalerweise drehzahlproportionale Kraftstoffdruck durch ein temperaturabhängig arbeitendes Ventil änderbar ist. Durch diese Änderung wird beispiels­ weise beim Kaltstart der Spritzbeginn so weit nach "Früh" verschoben, daß dadurch für die Aufbereitung des Kraft­ stoffes genügend Zeit bleibt und eine entsprechend bessere Zündung bzw. Verbrennung erfolgt. Hierbei werden die Umge­ bungstempratur oder die Kühlwassertemperatur berücksich­ tigt.

Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 28 47 572), an Kraftstoffeinspritzpum­ pen eine Angleicheinrichtung vorzusehen, die die Stellung eines hydraulisch verstellbaren Vollastanschlages bestimmt,der an einem mit einem Fördermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe ver­ bundenen Regelhebel angreift und dessen Einstellung die maximal zulässige Vollastfördermenge be­ grenzt.

Die gleichzeitige Wirkung der bekannten beiden Baugrup­ pen, nämlich der Vorrichtung für die sogenannte Kaltstartbeschleunigung und der hydraulischen Einrichtung zum Angleich der maximal zulässigen Vollastfördermenge, ist bei den genannten bekannten Kraft­ stoffeinspritzpumpen nicht ohne weiteres möglich, da die Vorrichtung für die Kaltstartbeschleunigung Druckänderungen im Saugraum der Kraftstoffein­ spritzpumpe bewirkt, die unerwünschte Mengenänderungen bei kalter Brennkraftmaschine durch die hydraulische Angleichsvorrichtung zur Folge haben.

Es liegt die Aufgabe vor, die gattungsgemäße Kraftstoffeinspritz­ pumpe so auszubilden, daß eine unerwünschte Beeinflussung der Angleicheinrichtung verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkma­ le gelöst.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den wesentlichen Vorteil, daß unter Aufrechterhaltung des relativ hohen Kraftstoffdruckes zur Spritzverstellung in Richtung "Früh" bei kalter Brennkraftmaschine die Angleicheinrichtung unbeeinflußt von der durch das temperaturabhängig gesteuerte Druckventil bewirkten Druckerhöhung arbeitet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei­ bung näher erläutert.

Als Beispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe ist in der Zeich­ nung eine Verteilereinspritzpumpe 1 für eine Diesel-Brenn­ kraftmaschine mit einem in den Saugraum 2 integrierten mechanischen Drehzahlgeber 3, der am Pumpengehäuse 4 gelagert ist, vereinfacht dargestellt. Fliehgewichte 5 des Drehzahlgebers 3 betätigen über eine Regler­ muffe 6 und einen Regelhebel 7 in bekannter Weise einen als Fördermengenverstellglied der Verteilereinspritzpumpe 1 dienenden Ringschieber 8, dessen vom Regelhebel 7 ge­ steuerte Lage das Förderende der Verteilereinspritzpumpe 1 steuert. In der gezeichneten Vollaststellung liegt der Regelhebel 7 an einem Vollastanschlag 11 an. Die Vorspann­ kraft einer den Regelhebel 7 in Anlage mit dem Vollastan­ schlag 11 haltenden Regelfeder 12 bestimmt die Abregel­ drehzahl. Der Vollastanschlag 11 ist an einem Anschlag­ hebel 13 ausgebildet, der als zweiarmiger Hebel ausgestal­ tet um eine gehäusefeste Achse 14 schwenkbar gelagert ist. Dem als Saugraum 2 dienenden Innenraum des Pumpengehäuses 4 wird von einer Förderpumpe 16 Kraft­ stoff aus einem Kraftstoffbehälter 17 zugeführt, wobei der Kraftstoffdruck auf der Druckseite der Förderpumpe 16 durch ein Drucksteuerventil 18 drehzahlabhängig gesteuert wird. Ein von einem hin- und hergehenden sowie gleichzeitig rotierenden Pumpenkolben 19 beaufschlagter Pumpenarbeits­ raum 20 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 19 über eine Saugbohrung 21 und Steuernuten 22 des Pumpenkolbens 19 gefüllt und beim Druckhub des Pumpenkolbens 19 bei geschlos­ sener Saugbohrung 21 über eine Längsbohrung 23 und eine mit dieser verbundenen Fördernut 24 über ein Rückschlag­ ventil 25 und eine Druckleitung 26 zu einer nicht näher dargestellten Einspritzdüse am Motorzylinder der Brenn­ kraftmaschine gefördert. Bei Förderende wird eine mit der Längsbohrung 23 verbundene Querbohrung 27 des Pumpenkol­ bens 19 vom Ringschieber 8 aufgesteuert.

Die Stellung des Anschlaghebels 13 und damit des Vollast­ anschlages 11 wird durch eine Angleicheinrichtung 30 be­ stimmt, die ein als Angleichkolben ausgebildetes Steu­ erglied 31 aufweist, der in einer gehäusefesten Arbeitsboh­ rung 32 gleitbar gelagert ist. An der Oberfläche des An­ gleichkolbens 31 ist eine Steuerkurve 33 ausgebildet, die ein Taster 34 des Anschlaghebels 13 abtastet. An der einen Stirnfläche 35 des Angleichkolbens 31 wirkt der Kraftstoff­ druck im Saugraum 2, während die andere Stirnfläche 36 des Angleichkolbens 31 in einen Angleichraum 37 ragt, in dem eine sich an der Stirnfläche 36 abstützende Angleichfeder 38 angeordnet ist.

In den bekannten Nockentrieb 41 der Verteilereinspritz­ pumpe 1 greift über einen Stift 42 für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein Verstellkolben 43 ein. Die Längsachse des Verstellkolbens 43 verläuft senkrecht zur Zeichenebene, der Verstellkolben 43 wurde jedoch aus dar­ stellungstechnischen Gründen in die Zeichenebene gedreht. Der Verstellkolben 43 ist durch den Druck des in einem Arbeitsraum 44 befindlichen Kraftstoffs entgegen einer Rückstellfeder 45 verschiebbar, und zwar derart, daß je weiter der Verstell­ kolben 43 in Richtung zur Rückstellfeder 45 verschoben wird, der Spritzzeitpunkt bezüglich des oberen Totpunktes des Motorkolbens der Brennkraftmaschine nach "Früh" verschoben wird. Ein Verbindungskanal 46 führt vom Saugaum 2 der Verteilereinspritzpumpe 1 zu einer Bohrung 47 im Verstell­ kolben 43, die in den Arbeitsraum 44 mündet.

Die Druckleitung 48 der Förderpumpe 16 führt nicht nur zum Saugraum 2, sondern auch zu einem Druckraum 49 des Drucksteuerventiles 18. Durch das Drucksteuerventil 18 wird der stromab der Förderpumpe 16 herrschende Kraftstoffdruck, also auch der Druck im Saugraum 2, dreh­ zahlabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Drehzahl der Druck proportional steigt. Dieser drehzahlabhängige Druck herrscht auch im Arbeitsraum 44, so daß bei zunehmender Drehzahl und somit zunehmendem Druck der Verstellkolben 43 in Richtung "Früh" verschoben wird. Das Drucksteuerventil 18 arbeitet mit einem als bewegliche Wand dienenden Kolben 51, der gegen eine Steuerfeder 52 verschiebbar einerseits den Druckraum 49 begrenzt und andererseits eine Absteueröffnung 53 mehr oder weniger aufsteuert, über die Kraftstoff in eine Rücklaufleitung 54 und von dort zum Kraftstoffbehälter 17 zurückströmen kann. Ein die Steuerfeder 52 aufnehmender Rückstellraum 55 des Drucksteuerventiles 18 ist dem Druck­ raum 49 abgewandt vom Kolben 51 angeordnet und über eine Drosselbohrung 56 im Kolben 51 mit dem Druckraum 49 ver­ bunden.

Bekanntlich erfolgt die Einspritzung beim Dieselmotor, wenn der Motorkolben im Bereich seines oberen Totpunktes ist. Der Zeitpunkt des Spritzbeginns liegt dabei je nach Drehzahl vor bis kurz nach dem oberen Totpunkt, und zwar im allgemeinen bei höherer Drehzahl früher als bei nie­ derer Drehzahl. Während die Zeit, die der Kraftstoff für den Weg zwischen Kraftstoffeinspritzpumpe und die Ein­ spritzdüse braucht, unabhängig von der Drehzahl weitgehend konstant bleibt, ändert sich entsprechend der Drehzahl der Zeitaufwand von Pumpenförderung und Verbrennung. Diese Veränderung des Zeitverhältnisses wird durch den Spritz­ zeitpunktversteller ausgeglichen, wofür ein Großteil sei­ nes Arbeitsvermögens verwendet wird. Der Rest des Arbeits­ vermögens dient je nach Forderung einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauches, der Leistung und/oder des Abgases sowie einer Verminderung des Motorgeräusches. Bekanntlich ist der Zündverzug einer Diesel-Brennkraftmaschine abhängig von der Temperatur des Kraftstoffes und der Zylinderwandtemperatur. Zum Ausgleich dieses Zündverzuges ist es bei kalter Brennkraftmaschine vorteilhaft, den Spritzbeginn bei niederen Drehzahlen frü­ her zu legen. Bei warmer Brennkraftmaschine würde dies je­ doch zu einem harten Gang führen, die Brennkraftmaschine wäre laut. Eine Frühverstellung ist bekanntlich auch beim Start günstig, um ein schnelles Hochlaufen der Brennkraft­ maschine zu erreichen. Ein weiteres Merkmal der kalten Brennkraftmaschine ist, daß sie bei frühem Spritzbeginn weniger Blaurauch entwickelt als bei spätem Spritzbeginn.

Für den Warmlauf der Brennkraftmaschine ist es vorteil­ haft, wenn der Kraftstoffdruck im Saugraum 2 und damit im Arbeitsraum 44 des Verstellkolbens 43 relativ erhöht wird, um dadurch eine vorübergehende zusätzliche Frühver­ stellung des Spritzbeginns zu erreichen. Eine Druckerhöhung erfordert jedoch eine Verkleinerung des Absteuerquerschnit­ tes an der Absteueröffnung 53 des Drucksteuerventils 18 für die rückfließende Kraftstoffmenge. Zur temperatur­ abhängigen Beeinflussung des Kraftstoffdruckes beim Star­ ten der Brennkraftmaschine ist in Reihe mit dem Drucksteu­ erventil 18 ein Druckventil 57 angeordnet. Hierfür führt ein Abflußkanal 58 vom Rückstellraum 55 des Drucksteuer­ ventils 18 zu einem Absteuerraum 59 des Druckventils 57, das die Vorrichtung für die Kaltstartbeschleunigung darstellt. In den Absteuerraum 59 des Druckventils 57 ragt ein Betätigungsglied 61 eines temperaturabhängig arbeitenden Elementes 62, beispiels­ weise eines Dehnstoffelementes oder einer Bimetallfeder, welches Betätigungsglied 61 am beweglichen Ventilteil 63 des Druckventils 57 nur bei Temperaturen oberhalb der Betriebs­ temperatur der Brennkraftmaschine angreift, so daß das bewegliche Ventilteil 63 in Öffnungsstellung des Druckventiles 57 bewegt wird.

Erfindungsgemäß soll nun der Kraftstoffdruck zwischen dem Drucksteuerventil 18 und dem Druckventil 57 in dem Aus­ gleichsraum 37 der Angleicheinrichtung 30 herrschen, weshalb eine Angleichleitung 64, wie in der Zeichnung gezeigt, beispielsweise vom Rückstellraum 55 zum Angleichraum 37 führt; die Angleichleitung 64 kann jedoch ebenfalls von dem Abflußkanal 58 oder dem Absteuerraum 59 zum Angleichraum 37 führen. Bei einem Start unterhalb der Betriebstempera­ tur der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoffdruck im Ab­ steuerraum 59, Abflußkanal 58 und Rückstellraum 55, welcher Druck über die Angleichleitung 64 ebenfalls im Angleichraum 37 herrscht, durch den Öffnungsdruck des Druckventiles 57 be­ stimmt, bei dem das bewegliche Ventilteil 63 entgegen der Kraft einer Ventilfeder 65 zur Rücklaufleitung 54 öffnet. Dieser durch das Druckventil 57 gesteuerte Kraftstoffdruck erzeugt neben der Steuerfeder 52 eine Kraft in Schließrich­ tung des Kolbens 51, wodurch die Absteueröffnung 53 mehr geschlossen wird und sich der Kraftstoffdruck auf der Druckseite der Förderpumpe 16 und damit auch im Saugraum 2 um einen Differenzdruck p _diff erhöht, der nun ebenfalls an der Stirnfläche 35 der Angleicheinrichtung 30 angreift. Der durch das Druckventil 57 gesteuerte Differenzdruck p _diff greift ebenfalls an der Stirnfläche 36 des Angleich­ kolbens 31 an, so daß sich die infolge der Differenzdruckes p _diff ergebenden Druckkräfte auf den Angleichkolben 31, die in entgegengesetzten Richtungen wirken, aufheben. Demnach wird der Angleichkolben 31 auch beim Kaltstart infolge der durch die Vorrichtung für die Kaltstartbeschleunigung bewirkten höheren Kraftstoffdrücke im Saugraum 2 nicht in eine Stellung ver­ schoben, die eine unerwünscht höhere maximal zu­ lässige Vollastmenge zur Folge hat.

Claims (3)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, ins­ besondere Verteilereinspritzpumpe, mit einem zur Spritz­ beginnverstellung durch Kraftstoff einer drehzahlpropor­ tional in einen Saugraum im Innern des Kraftstoffeinspritz­ pumpengehäuses fördernden Förderpumpe entgegen einer Rück­ stellkraft betätigbaren Verstellkolben und mit drehzahl­ proportionaler Steuerung des Krafstoffdruckes über ein Drucksteuerventil, welches eine zwischen seinem Druckraum und seinem Rückstellraum gegen eine Rückstellkraft bewegbare und einen Absteuerquerschnitt steuernde bewegliche Wand auf­ weist, und mit einem stromabwärts des Drucksteuerventiles angeordneten, den Kraftstoffdruck zusätzlich beeinflussen­ den, in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebseinfluß­ größe, insbesondere der Temperatur der Brennkraftmaschine arbeitenden Druckventil, wobei der Saugraum einen mechanischen Dreh­ zahlgeber aufnimmt, der an einem mit einem Fördermengen­ verstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe verbundenen Regelhebel angreift, dessen Verstellweg zur Einstellung der maximal zulässigen Vollastfördermenge durch einen Vollastanschlag begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Vollastanschlags (11) durch eine Angleicheinrichtung (30) beeinflußbar ist, die ein mit einer Steuer­ kurve (33) versehenes bewegliches Steuerglied (31) aufweist, an dessen einer Stirnfläche (35) der Kraftstoffdruck im Saugraum (2) entgegen einer Rückstellkraft angreift, daß die Rückstellkraft an dem Steuerglied (31) der Angleichein­ richtung (30) durch eine Angleichfeder (38) und durch den Kraftstoffdruck zwischen Drucksteuer­ ventil (8) und Druckventil (57) erzeugt wird.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Steuerglied der Angleicheinrichtung (30) ein Angleichkolben (31) dient, der in einer Arbeitsboh­ rung (32) gleitbar gelagert ist und an dessen einer Stirn­ fläche (35) der Kraftstoffdruck im Saugraum (2) der Kraft­ stoffeinspritzpumpe (1) und an dessen anderer Stirnfläche (36) die Angleichfeder (38) sowie der Kraftstoffdruck zwi­ schen Drucksteuerventil (18) und Druckventil (57) an­ greifen.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Angleich­ kolben (31) die Steuerkurve (33) ausgebildet ist.