DE3201914C2 - - Google Patents

Description

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

Bei einer solchen durch die US-PS 40 37 574 bekannten Einspritzpumpe erfolgt die Steuerung des Verstell­ kolbens mit Hilfe eines im Verstellkolben angeordneten Steuerkolbens, der durch drehzahlabhängigen Flüssigkeitsdruck gegen die Kraft einer Rückstellfeder verstellbar ist. Der Anlagepunkt dieser Rückstellfeder ist ein lastfühlender Kolben, dessen Stellung in Abhängigkeit von der Last zwischen zwei Anschlägen ver­ änderbar ist. Dabei wird die Frühverstellung des Einspritzzeitpunktes mit steigender Last vermindert. Weiterhin ist dieser Kolben durch eine verstellbare Feder belastet, wodurch die Charakteristik der lastab­ hängigen Spritzpunktkorrektur beeinflußt werden kann. Hierbei wird es als nachteilig angesehen, daß nur in beschränkter Weise Betriebsparameter bei der Spritzbeginnverstllung berück­ sichtigt werden können. In bezug auf das erreichbare Er­ gebnis ist die bekannte Ausführung baulich aufwendig. Durch die DE-OS 28 39 014 ist es ferner bekannt, im Verstellkolben, der zur Verstellung des Spritzzeitpunktes dient und von einem auf ihn wirkenden Steuerdruck entgegen der Kraft einer Rückstellfeder verschiebbar ist, ebenfalls einen Steuerkolben vorzusehen, über den der Arbeitsraum entweder mit einer Druckquelle oder einem Entlastungsraum verbindbar ist. Dieser Steuerkolben ist im bekannten Falle durch einen ständig stromdurchflossenen Stellmagneten ver­ schiebbar und zusammen mit dem Verstellkolben so ausgebildet, daß dieser der Verschiebung des Steuerkolbens folgt. Dabei ist der Steuer­ kolben auf beiden Stirnseiten druckentlastet und wird mit Hilfe einer Nachführfeder mit dem Stellmagneten gekoppelt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Kraftstoffein­ spritzpumpe, die eine drehzahl- und lastabhängige Spritzzeitpunktverstellung aufweist so weiterzubilden, daß eine Korrektur des Spritzzeitpunktes in Abhängigkeit von mehreren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine genau in einfacher Weise erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzei­ chens von Anspruch 1 gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß mit Hilfe des Schrittmotors definiert zählbare Stellschritte durchgeführt werden können, so daß ohne Rückmeldung der tatsächlichen Position der Stützfläche eine sehr genaue Einstellung der auf den Steuerkolben wirkenden Feder durch exakte Einstellung der Stützfläche erfolgen kann. Durch die Verwendung einer Spindel ergibt sich dabei der Vor­ teil, daß die Positionen der Stützfläche bei nicht angesteuertem, also stromlosem Schrittmotor durch Selbsthemmung gehalten wird. Mit der erfindunggemäßen Lösung können beliebige Zwischenstellungen des Federstützpunktes einge­ stellt werden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung geht aus Anspruch 2 hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

In der Zeichnung ist von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nur ein Teilschnitt dargestellt. An dem Nockenantrieb 1, z. B. dem Rollenring einer Verteilereinspritzpumpe, greift ein Stift 2 an, der von einem Verstellkolben 3 in bekann­ ter Weise zur Verstellung des Spritzzeitpunktes betätigt wird. Der Verstellkolben 3 ist in einem geschlossenen Zylinder 4 verschiebbar angeordnet und schließt dort mit seiner einen Stirnseite 5 einen Arbeitsraum 6 ein. Aus­ gehend von der anderen Stirnseite 7 ist koaxial zur Ver­ stellkolbenachse eine Sackbohrung 8 vorgesehen, die an ihrem Ende in eine Bohrung 10 übergeht, durch die sie ständig mit einer Ausnehmung 11 in der Wand des Zylinders 4 verbunden ist. Die Ausnehmung 11 steht mit dem Pumpen­ saugraum 12 in ständiger Verbindung und wird mit der Druckflüssigkeit versorgt, deren Druck sich drehzahlabhängig ändert.

In der Bohrung 8 ist ein Steuerkolben 14 angeordnet, dessen Stirnseite 15 in der Sackbohrung 8 einen Druckraum 16 ein­ schließt. Der Steuerkolben weist eine Ringnut 18 auf, durch die ein Teilkolben 19 druckraumseitig gebildet wird. Die Ringnut ist über Bohrungen oder Ausnehmungen 20 mit einem von der anderen Stirnseite 7 des Verstellkolbens 3 im Zy­ linder 4 eingeschlossenen Entlastungsraum 21 verbunden. Die in diesen ragende Stirnseite 22 des Steuerkolbens wird von einer Feder 23 beaufschlagt, die sich an einer Stützfläche 24 auf einer Platte abstützt. Diese ist in Bewegungsrichtung des Verstellkolbens 3 durch einen Schrittmotor 25 verstellbar, wobei die größte Annäherung an den Verstellkolben 3 durch einen festen Anschlag 26 begrenzt ist. Der Schrittmotor verstellt über das Gewinde einer die Stützplatte 24 tragenden Spindel 27 diese Platte.

Von der Sackbohrung 8 zweigt ein Verbindungskanal 29 ab, der zum Arbeitsraum 6 führt. Die Öffnung des Verbindungs­ kanals in der Wand der Sackbohrung 8 ist durch den Teil­ kolben 19 verschließbar.

Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung wird die Stirn­ seite 15 des Steuerkolbens 14 vom drehzahlabhängigen Druck beaufschlagt und mit zunehmendem Druck immer weiter gegen die Feder 23 verschoben. Bei dieser Verschiebung gibt der Teilkolben 19 den Verbindungskanal 29 frei, so daß Druck­ flüssigkeit vom Druckraum 16 in den Arbeitsraum 6 strömen kann. Dies geschieht solange, bis der sich unter Einwirkung der Druckflüssigkeit verschiebende Verstellkolben 3 die Ein­ mündung des Verbindungskanals 29 wieder in Deckung mit dem Teilkolben 19 gebracht hat. Sinkt umgekehrt der Druck der Druckflüssigkeit, so stellt die Feder 23 den Steuerkolben 14 zurück, so daß nun der Verbindungskanal 29 mit der Ringnut 18 und weiterhin mit dem Entlastungsraum 21 verbunden wird. Infolge der Druckentlastung des Arbeitsraums 6 wird der Ver­ stellkolben 3 daraufhin solange in diese andere Richtung verschoben, bis die Öffnung des Verbindungskanals 29 wie­ der in Überdeckung mit dem Teilkolben 19 ist. Der Verstell­ kolben 3 folgt somit der Bewegung des Steuerkolbens 14. Die Rückstellbewegung des Verstellkolbens 3 kann dabei zu­ sätzlich durch eine Rückstellfeder 31 bewirkt werden, die zwischen der Stirnseite 7 des Verstellkolbens und der den Zylinder 4 begrenzenden entsprechenden Stirn­ seite angeordnet ist. In der Regel reicht jedoch die Kraft aus dem Einspritzdrehmoment, die den Kolben 3 nach links bewegen will. Dabei wird bei nicht verstellter Stütz­ platte 24 unter Einwirkung der Feder 23 und des drehzahl­ abhängigen Drucks im Druckraum 16 eine drehzahlabhängige Verstellung des Spritzzeitpunkts erzielt. Die Verstell­ charakteristik kann dabei durch die Gestaltung der Feder 23 oder eine der Feder 23 koaxiale konzentrische Feder 30 beeinflußt werden. Vorteilhaft stützt sich diese Feder 30 am festen Anschlag 26 ab und dient bei nicht geregelter Vorspannung der Feder 23 als Hauptrückstellfeder. Dieser drehzahlabhängigen Steuerung wird nun durch Modifikation der Rückstellkraft der Feder 23 durch Verstellung der Stützplatte 24 eine Korrektur überlagert, bei der mehrere andere Betriebs­ parameter der Brennkraftmaschine, wie z. B. Last oder Tem­ peratur, berücksichtigt werden können. Durch Verwendung eines Schrittmotors sind hier vielfältige Eingriffsmög­ lichkeiten und Wertungen der einzelnen Betriebsparameter möglich. In einfacher Weise kann an eine vorhandene Kon­ struktion des Spritzzeitpunktverstellers zusätzlich der Schrittmotor angebaut werden, insbesondere ist es auch möglich, durch den relativ großen Hub des Schrittmotors, die Spritzzeitpunkteinstellung für den Start und den Warmlauf der Brennkraftmaschine in beliebiger Weise zu steuern.

Der besondere Vorteil des Schrittmotors liegt darin, daß er definierte zählbare Stellschritte durch­ führen kann, so daß ohne Rückmeldung der tatsächlichen Position des verstellten Elements eine sehr genaue Ein­ stellung dieses Elements erzielt werden kann. Die Schaltschritte sind beispielsweise durch eine mit einem Rechner kombinierte elektronische Steuereinrichtung abzählbar und einstellbar. Solche Steuerungen sind an sich bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert werden. Da der Schrittmotor eine Spindel bewegt, ergibt sich der Vorteil, daß die Position des Stell­ elements bei nicht angesteuertem Schrittmotor durch Selbsthemmung auch bei großen Rückstellkräften gehalten wird.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit Mitteln zur drehzahl- und lastabhängigen Spritzzeitpunktverstellung, mit einem der Spritzzeitpunktverstellung dienenden Verstellkolben, dessen eine Stirn­ seite einen Arbeitsraum begrenzt, der über einen innerhalb des Verstellkolbens koaxial zu diesem angeordneten Steuerkolben mit einer Druckquelle oder einem Entlastungsraum verbindbar ist, wobei der Steuerkolben auf seiner einen Stirnseite ständig mit einer Druckquelle verbunden ist, deren Druck drehzahlabhängig änderbar ist, und entgegen der von diesem Druck resultierenden Kraft von einer außerhalb des Verstellkolbens liegenden und sich an einer zwischen zwei Endpunkten durch einen Stellmotor verstellbaren Stützfläche abstützenden Feder belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (24) durch eine Gewindespindel (27) des als Schrittmotor (25) ausgebildeten Stellmotors in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine verstellbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die größte Annäherung der Stützfläche (24) an den Verstellkolben (3) durch einen festen Anschlag (26) bestimmt ist und daß zwischen diesen und dem Steuerkolben (14) eine zusätzliche Rückstellfeder (30) angeordnet ist.