DE3203583A1

DE3203583A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen mit spritzzeitpunktverstellung

Info

Publication number: DE3203583A1
Application number: DE19823203583
Authority: DE
Inventors: Franz Ing.(Grad.) Eheim; Helmut 7000 Stuttgart Laufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-02-03
Filing date: 1982-02-03
Publication date: 1983-08-11
Also published as: US4534332A; JPH0467010B2; DE3203583C2; JPS58138231A

Description

_H. B7608

19.1.1982 Bö/Jä

Robert Bosch GmbH, TOOO Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit Sprit ζ zeitpunktverstellung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer durch die DE-OS 26 ^8 Olj-3.3 bekannten Kraftstoff einspritzpumpe dieser Art wird der der Spritzzeitpunktverstellung dienende Stellkolben vom drehzahlabhängigen Druck, der im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe herrscht, beaufschlagt. Der drehzahlabhängige Druck wird dabei mit Hilfe eines Drucksteuerventils erzeugt. Für eine Frühverstellung des Spritzzeitpunktes beim Start und beim Warmlauf wird durch Verringerung der aus dem Saugraum abfließenden Kraftstoffmenge der hydraulische Druck erhöht. Dazu ist" in einer Ausführungsform ein zusätzlicher Abflußquerschnitt vom Saugraum vorgesehen, der beim Start und während des Warmlaufes verschlossen wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nicht nur beim Kaltstart und während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine der auf den Stellkolben der Spritzverstelleinrichtung wirkende Druck beeinflußt wird. Mit der erfindungsgemäßen Ausge-

staltung kann in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine mit der Modifizierung des Drucks im Arbeitsraum des Stellkolbens der erforderliche Spritzzeitpunkt eingestellt werden.

Durch Abkoppelung des Arbeitsraums von der Druckq.uelle bzw. vom Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe mittels einer Drossel wird gemäß Ausführung der Erfindung nur der im Arbeitsraum des Stellkolbens herrschende Druck modi-, fiziert. Der Druck im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe hingegen bleibt z. B. nur abhängig von der Drehzahl. Dies hat den Vorteil, daß bei der Anpassung des Spritzzeitpunktes keine Rückwirkung auf die Mengensteuerung der Kraft stoffeinspritzpumpe erfolgen kann. Der Druck im Saugraum wirkt sich ganz wesentlich auf die Füllung des Pumpenarbeitsraumes aus. Weiterhin kann ohne große Volumenänderung der von der Druckseite der Förderpumpe abfließenden Kraftstoffmenge der Druck im Arbeitsraum schnell verändert werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lösung möglich. Ihre Vorteile werden in Verbindung mit der Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Zeichnung

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem vom Druck im Arbeitsraum entgegen Federkraft verschiebbaren Steuerkolben zur Steuerung

eines Abströmquerschnitts, Fig. 2 ein Diagramm über die mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 möglichen Spritzzeitpunkteinstellungen über der Drehzahl, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines den Steuelrqüerschnitt steuernden Steuerschiebers, Fig. k ein zweites Ausführungsbeispiel eines den Absteuerquerschnitt steuernden Steuerschiebers und Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Steuerschiebers als Variante zum Beispiel nach Fig. 1 .

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist von einer Kraft stoffeinspritzpumpe ein Teilschnitt dargestellt, der die Spritzzeitpunktverstelleinrichtung enthält. Im Gehäuse 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe ist ein Nockenantrieb 2 drehbar gelagert, der die Betätigung des oder der Pumpeneinspritzkolben steuert und von dessen Drehstellung der Einspritzzeitpunkt abhängt. Dieser Nockenantrieb kann z. B. ein Nockeiiring bei einer Radialkalbenverteilereinspritzpumpe oder ein Rollenring bei einer Hubkolbenverteilereinspritzpumpe sein. In den Nockenantrieb 2 greift ein Stift k ein, der beweglich mit einem Stellkolben 5 verbunden ist. Dieser ist in einem geschlossenen Zylinder β dicht verschiebbar angeordnet. Der Stellkolben 5 schließt im Zylinder 6 einen Arbeitsraum 7 mit seiner einen Stirnseite 8 ein, von der aus eine eine Drossel 10 enthaltende Bohrung 11 ausgeht und unverschließbar in eine Ausnehmung 12 in der Mantelfläche des Zylinders mündet. Die Ausnehmung ist ständig mit einer Druckwelle verbunden, deren Druck mit Hilfe eines nicht weiter dargestellten Drucksteuerventils in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert wird. Diese Druckquelle kann z. B. der Saugraum 1k der Kraft stoffeinspritzpumpe sein.

Auf der anderen Stirnseite 15 des Stellkolbens greift eine Feder 16 an, die sich an der Stirnseite des Zylinders β abstützt und bestrebt ist, den Stellkolben gegen den im Arbeitsraum 7 herrschenden Druck zu verschieben. Der Arbeitsraum 7 ist über eine Entlastungsleitung 17 j in der eine Dämpfungsdrossel 18 angeordnet ist, mit einem Entlastungsraum verbunden. Der Abströmquerschnitt 20 stromabwärts der Dämpfungsdrossel 18 wird durch die Stirnkante 21 eines Steuerkolbens 22 gesteuert, dessen · Stirnfläche vom Druck im Arbeitsraum 7 beaufschlagt ist und zwischen dessen anderer Stirnfläche 23 und einem ver stellbaren Stützpunkt 25 eine Druckfeder 2h eingespannt ist. Der Stützpunkt 25 ist über ein Betätigungsglied 26 mit einem Schrittmotor 27 fest verbunden und durch den Schrittmotor bis zu einem festen Anschlag 28 hin verschiebbar. Der Schrittmotor wird von einer nicht weiter dargestellten Steuereinrichtung gesteuert, die Betriebsparameter verarbeitet, welche für die Spritzzeitpunkteinstellüng wesentlich sind. Bei Betrieb der Kraftstoff einspritzpumpe stellt sich im Arbeitsraum 7 zunächst der Druck ein, der auch im Druckraum 13 herrscht. Dieser Druck kann jedoch durch die Abkopplung über die Drossel 10 mit Hilfe des aus Steuerkolben 22 und Druckfeder 2\ gebildeten Druckbegrenzungsventils 29 modifiziert werden.

In Fig. 2 sind zwei Kennlinien der Spritzzeitpunkteinstellung Q(^ über der Drehzahl aufgetragen. Davon zeigen die Kennlinie I die Spritzzeitpunkteinstellung bei geschlossener Entlastungsleitung und die Kennlinie II die Spritzzeitpunktverstellung bei geöffneter Entlastungsleitung an. Wird der Stützpunkt 25 der Feder 2k ab einem bestimmten Betriebspunkt nicht verändert, so stellt sich eine Spritzverstellung gemäß Kurve III ein, die von

einem Punkt der Kurve I mit wesentlich geringerer Steigung zu einem Punkt der Kurve II verläuft. In diesem Fall nimmt der Druck im Arbeitsraum 7 nur noch sehr gering mit steigender Drehzahl zu. Durch die nicht weiter dargestellte Schaltung zur Ansteuerung des Schrittmotors 27 kann nun ein Spritzzeitpunkteinstellverlauf über der Drehzahl beliebig zwischen den beiden Kurven I und II eingestellt werden. Dabei kann für die Einstellung der Druckfeder 2h vorzugsweise auch die Drehzahl mit berücksichtigt werden.

Anstelle des Druckbegrenzungsventils 29 ist auch ein Steuerventil 30 gemäß Fig. 3 in die Entlastungsleitung 17 einsetzbar. Dieses besteht aus einem Steuerschieber 32, der in einen Zylinder 33 dicht verschiebbar angeordnet ist. Im Bereich einer Ringnut 3^· in der Mantelfläche des Steuerschiebers mündet die Entlastungsleitung 17 ein, die ständig mit dieser Nut verbunden ist. Von der einen Begrenzungskante der Ringnut wird der Abströmquerschnitt 20 entsprechend der Stellung des Steuerschiebers gesteuert.

Der Steuerschieber 32 ist dabei zwischen der ersten Druckfeder 36 und einer zweiten Druckfeder 37 eingespannt, wobei sich die erste Druckfeder fest abstützt und die zweite Druckfeder an einem Stützpunkt 25 abstützt, der durch einen Schrittmotor 27 verstellbar ist.

Diese Ausgestaltung hat gegenüber der Ausgestaltung nach Fig. 1 den Vorteil, daß der Steuerschieber druckausgeglichen ist und sich bei gleichbleibender Einstellung des Schrittmotors 27 der Absteuerquerschnitt 20 nicht mit zunehmendem Druck im Arbeitsraum J ändert. Bei der Ansteuerung des Schrittmotors 27 braucht daher die Drehzahl, sofern eine im wesentlichen drehzahlabhängige Spritzzeit-

punktverstellung beibehalten -werden soll, nicht berücksichtigt -werden. Hier wird durch den Steuerschieber lediglich der auf den Verstellkolben wirkende Druck in den ■verschiedenen Betriebspunkten den Erfordernissen angepaßt. Die Aufhängung des Steuerschiebers zwischen zwei Federn hat dabei den Vorteil, daß der Stellweg des Stützpunktes 25 größer sein kann als der entsprechende Verstellweg des Steuerschiebers, der ja nur sehr kleine Hübe zur Änderung des Abströmquerschnitts 20 ausführen muß. Fig. X zeigt eine vereinfachte Variante des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3. Das hier gezeigte Steuerventil 30' weist ebenfalls einen Steuerschieber 32 auf, der den Abströmquerschnitt 20 der Entlastungsleitung IT steuert. Der Schieber 32 ist jedoch nur auf seiner einen Seite von einer sich ortsfest abstützenden ersten Druckfeder 36 beaufschlagt. An seiner anderen Stirnseite greift direkt der Stützpunkt 25' an, der wie im vorgenannten Beispiel durch den Schrittmotor 27 verstellbar ist. Hier muß allerdings der Weg des Stützpunktes bzw. der Verstellbereich des Schrittmotors der geringen notwendigen Hubhöhe zur Steuerung des Abströmquerschnitts 20 angepaßt werden. Die beiden letztgenannten Ausführungsbeispiele haben den Vorteil, daß sich bei der Steuerung des Drucks im Arbeitsraum 7 ein vom Nockenantrieb auf den Stellkolben 5 übertragender Rückstoß nicht auswirken kann. Daher entfällt auch die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vorgesehene Dämpfungsdrossel 18 in der Entlastungsleitung.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform des Steuerschiebers in Abwandlung zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Hier ist in einem Zylinder U0 ein Steuerschieber 22' angeordnet, der mit seiner einen Stirnseite 21' im Zylinder einen Druckraum \\ einschließt. Dieser ist über eine Bohrung 43 im Steuerschieber mit einer Ringnut h2 am Steuerschieber ständig verbunden, wobei in der Bohrung

U3 eine Dämpfungsdrossel UU angeordnet sein kann. Die Ringnut ist weiterhin ständig über die in den Zylinder Uo einmündende Entlastungsleitung 18' mit dem Arbeitsraum T verbunden. Von der Ringnut ausgehend in Richtung zur anderen Stirnseite 23' des Steuerschiebers ist in der Mantelfläche desselben eine Ausnehmung U5 angeordnet, deren Querschnitt sich zur anderen Stirnseite 23' hin Terringert. Die Ausnehmung arbeitet mit einer Steuerkante U6 zusammen, die durch den Übergang zwischen Zylinder Uo zu einem angrenzenden Entlastungsraum UT mit *w- größerem Durchmesser gebildet wird. Zwischen Ausnehmung

U5 und Steuerkante U6 wird der variable Abströmq.uerschnitt 20 gebildet.

In den Entlastungsraum U7 ragt koaxial zum Steuerschieber der durch den Schrittmotor 27 verstellbare Stützpunkt zwischen dem und der anderen Stirnseite 23' die Feder 2U' eingespannt ist. Weiterhin wird der Stützpunkt bei Entlastung der Feder 2U¹ gegen die Kraft einer Rückstellfeder U8 durch den Schrittmotor verschoben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wie bei Fig. 1 der Steuerschieber gegen die Feder 2U' durch den im Arbeitsraum 7 herrschenden Druck verschoben. Durch die Gestaltung der Ausnehmung kann der Weg des Steuerschiebers bei gleich großer Änderung des Abströmquerschnitts größer sein als das bei Fig. 1 möglich ist. Weiterhin kann durch Anpassung des Querschnittverlaufs der Ausnehmung eine gewünschte Druckänderungscharakteristik erzielt werden bzw. unerwünschte Eigenheiten der Rückstellfeder oder des Stellantriebs kompensiert werden.

Claims

19.Ϊ.Ί982 Bo/Ja

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

11J Kraft stoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem der Spritzzeitpunktverstellung dienenden Stellkolben, der entgegen einer Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, die dem vom Stellkolben eingeschlossenen Arbeitsraum aus einer Druckquelle zugeführt -wird, deren Druck in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine durch eine erste Drucksteuereinrichtung verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (7) über einen Drosselquerschnitt (3 0) ständig mit der Druckquelle (1k) verbunden ist und vom Arbeitsraum eine Entlastungsleitung (1*0 abführt, deren Abströmquerschnitt (20) in Abhängigkeit von Betriebsparametern der mit der Kraftstoffeinspritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine veränderbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abströmquerschnitt durch einen druckausgeglichenen Steuerschieber (32) änderbar, ist, der von einem Stellantrieb (27) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (36) verschiebbar ist.

3. Kraft stoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber eine Ringnut (3*0 aufweist, deren eine Begrenzungskante (35) den Abströmquerschnitt (20) steuert und die Stirnseiten des Steuerschiebers von je einer Feder (35, 37) belastet sind, von

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denen eine erste Feder (36) sich ortsfest und eine zweite Feder (37) sich an einem, durch den Stellantrieb (27) verstellbaren Stützpunkt (25) abstützt.

U. Kraft stoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abströmquerschnitt (20) durch einen Steuerkolben (22) steuerbar ist, der durch den Druck im Arbeitsraum (7) gegen eine Feder (2*0 verschiebbar ist, deren Abstützpunkt (25) durch einen Stellantrieb (27) verschiebbar ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22) in einem Zylinder (^O) mit seiner Stirnseite (21') einen Druckraum (hl) einschließt, der über eine Leitung (i+3) mit der Entlastungsleitung (18·) stromaufwärts des Abströmquerschnitts (20) verbunden ist, dessen andere Stirnseite (23') von der Feder (2^¹) beaufschlagt ist und der an einer Steuerkante den Abströmquerschnitt (20) steuert.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (22') eine Ringnut (k2) aufweist, von der eine sich in Längsrichtung des Steuerschiebers im Querschnitt ändernde Ausnehmung (^5) ausgeht, die mit einer Steuerkante (h6) des Zylinders unter Bildung des Abströmquerschnitts (20) zusammenarbeitet.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützpunkt (25) zwischen zwei Endanschlägen verstellbar ist.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche k oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlastungsleitung (17) stromaufwärts des Abströmquerschnitts (20) eine Dämpfungsdrossel (18) angeordnet ist.

9· Kraft stoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (^-3) eine
Dämpfungsdrossel (kk) angeordnet ist.

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 2 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb ein Schrittmotor ist.