DE3203583C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer durch die DE-OS 29 31 908 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art wird der der Spritzzeitpunktver­ stellung dienende Stellkolben von drehzahlabhängigen Druck, der im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe mit Hilfe des Drucksteuer­ ventils gesteuert wird, beaufschlagt. Unabhängig vom Steuerergebnis des Drucksteuerventils kann beim Kaltstart der Brennkraftmaschine der über eine Drossel mit dem Saugraum verbundene Arbeitsraum des Stellkolbens über das Steuerventil und eine diesem in der Ent­ lastungsleitung nachgeschaltete Drossel entlastet werden. Ab einer bestimmten Drehzahl wird jedoch der als Schieber ausgebildete Steuerkolben des Steuerventils in der Entlastungsleitung soweit verschoben, daß diese Entlastung aufgehoben ist. Danach erfolgt die Steuerung des Druckes im Arbeitsraum nach Maßgabe des Steuerergeb­ nisses des Drucksteuerventils drehzahlabhängig. Beim Warmstart der Brennkraftmaschine bzw. bei betriebswarmer Brennkraftmaschine hält das Steuerventil die Entlastungsleitung ständig verschlossen. Mit dieser Einrichtung wird eine Modifizierung des Druckes im Arbeits­ raum für den Kaltstart erzielt werden. In den übrigen Bereichen erfolgt die Spritzzeitpunktverstellung in bekannter Weise drehzahl­ abhängig, und zwar gesteuert durch den Liefergrad der Förderpumpe in Verbindung mit dem Drucksteuerventil.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß in allen Betriebsbe­ reichen der Brennkraftmaschine eine Spritzzeitpunktverstellung mit größtmöglicher Variabilität und Genauigkeit zu erzielen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patent­ anspruchs 1 gelöst.

Mit dieser Kraftstoffeinspritzpumpe kann in allen Betriebsbereichen der Brennkraft­ maschine mit der Modifizierung des Drucks im Arbeitsraum des Stellkolbens der erforderliche Spritzzeitpunkt in vielfältiger Abhängigkeit einge­ stellt werden. Die Verwendung eines Schrittmotors gewährleistet, daß die Einstellung des Spritzbeginns mit hoher Genauigkeit erfolgt. Durch Abkoppelung des Arbeitsraums von der Druckquelle bzw. vom Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe mittels einer Drossel wird gemäß der Erfindung nur der im Arbeitsraum des Stellkolbens herrschende Druck modi­ fiziert. Der Druck im Saugraum der Kraftstoffeinspritz­ pumpe hingegen bleibt nur abhängig von der Drehzahl. Dies hat den Vorteil, daß bei der Anpassung des Spritz­ zeitpunktes keine Rückwirkung auf die Mengensteuerung der Kraftstoffeinspritzpumpe erfolgt. Der Druck im Saugraum wirkt sich ganz wesentlich auf die Füllung des Pumpenarbeitsraumes aus. Weiterhin kann ohne große Volumen­ änderung der von der Druckseite der Förderpumpe abfließen­ den Kraftstoffmenge der Druck im Arbeitsraum schnell ver­ ändert werden.

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

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrie­ ben. Es zeigt

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 Spritz­ zeitpunkteinstellungen abhängig von der Drehzahl und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem anders ausgeführten, den Steuerquerschnitt steuernden Steuerkolben.

In Fig. 1 ist von einer Kraftstoffeinspritzpumpe ein Teilschnitt dargestellt, der die Spritzzeitpunktver­ stelleinrichtung enthält. Im Gehäuse 1 der Kraftstoff­ einspritzpumpe ist ein Nockenantrieb 2 drehbar gelagert, der die Betätigung des oder der Pumpeneinspritzkolben steuert und von dessen Drehstellung der Einspritzzeit­ punkt abhängt. Dieser Nockenantrieb kann z. B. ein Nocken­ ring bei einer Radialkolbenverteilereinspritzpumpe oder ein Rollenring bei einer Hubkolbenverteilereinspritzpumpe sein. In den Nockenantrieb 2 greift ein Stift 4 ein, der beweglich mit einem Stellkolben 5 verbunden ist. Dieser ist in einem geschlossenen Zylinder 6 dicht verschiebbar angeordnet. Der Stellkolben 5 begrenzt im Zylinder 6 einen Arbeitsraum 7 mit seiner einen Stirnseite 8, von der aus eine eine Drossel 10 enthaltende Bohrung 11 ausgeht, die unverschließbar in eine Ausnehmung 12 in der Mantel­ fläche des Zylinders mündet. Die Ausnehmung ist ständig mit einer Druckquelle verbunden, deren Druck mit Hilfe eines nicht weiter dargestellten Drucksteuerventils in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert wird. Diese Druck­ quelle kann z. B. der Saugraum 14 der Kraftstoffeinspritz­ pumpe sein.

Auf der anderen Stirnseite 15 des Stellkolbens greift eine Feder 16 an, die sich an der Stirnseite des Zy­ linders 6 abstützt und bestrebt ist, den Stellkolben 5 ge­ gen den im Arbeitsraum 7 herrschenden Druck zu verschie­ ben. Der Arbeitsraum 7 ist über eine Entlastungsleitung 17, in der eine Dämpfungsdrossel 18 angeordnet ist, mit einem Entlastungsraum verbunden. Der Abströmquerschnitt 20 stromabwärts der Dämpfungsdrossel 18 wird durch die stirnseitige Steuerkante 21 eines Steuerkolbens 22 gesteuert, dessen eine Stirnfläche vom Druck im Arbeitsraum 7 beaufschlagt ist und zwischen dessen anderer Stirnfläche 23 und einem ver­ stellbaren Stützpunkt 25 eine Druckfeder 24 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 dargestellten Steuereinrichtung gesteuert, die Be­ triebsparameter verarbeitet, welche für die Spritzzeit­ punkteinstellung wesentlich sind. Bei Betrieb der Kraft­ stoffeinspritzpumpe stellt sich im Arbeitsraum 7 zu­ nächst der Druck ein, der auch im Saugraum 14 herrscht. Dieser Druck kann jedoch durch die Abkopplung über die Drossel 10 mit Hilfe des aus Steuerkolben 22 und Druck­ feder 24 gebildeten Druckbegrenzungsventils 29 modifi­ ziert werden.

In Fig. 2 sind zwei Kennlinien der Spritzzeitpunktein­ stellung α über der Drehzahl n aufgetragen. Davon zeigen die Kennlinie I die Spritzzeitpunkteinstellung bei ge­ schlossener Entlastungsleitung und die Kennlinie II die Spritzzeitpunktverstellung bei geöffneter Entlastungs­ leitung an. Wird der Stützpunkt 25 der Feder 24 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 Stei­ gung 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 darge­ stellte Schaltung zur Ansteuerung des Schrittmotors 27 kann nun ein Spritzzeitpunkteinstellverlauf über der Dreh­ zahl beliebig zwischen den beiden Kurven I und II einge­ stellt werden. Dabei kann für die Einstellung der Druck­ feder 24 vorzugsweise auch die Drehzahl mit berücksichtigt werden.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Steuerkolbens in Abwandlung zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Hier ist in einem Zylinder 40 ein Steuerkolben 22′ an­ geordnet, der mit seiner einen Stirnseite 21′ im Zylin­ der 40 einen Druckraum 41 einschließt. Dieser ist über eine Bohrung 43 im Steuerkolben 22′ mit einer Ringnut 42 am Steuerkolben ständig verbunden, wobei in der Bohrung 43 eine Dämpfungsdrossel 44 angeordnet sein kann. Die Ringnut ist weiterhin ständig über die in den Zylinder 40 einmündende Entlastungsleitung 17′ mit dem Arbeits­ raum 7 verbunden. Von der Ringnut 42 ausgehend in Richtung zur anderen Stirnseite 23′ des Steuerkolbens 22′ ist in der Mantelfläche desselben eine Ausnehmung 45 angeord­ net, deren Querschnitt sich zur anderen Stirnseite 23′ hin verringert. Die Ausnehmung arbeitet mit einer Steuer­ kante 46 zusammen, die durch den Übergang zwischen Zy­ linder 40 zu einem angrenzenden Entlastungsraum 47 mit größerem Durchmesser gebildet wird. Zwischen Ausnehmung 45 und Steuerkante 46 wird der variable Abströmquer­ schnitt 20 gebildet.

In den Entlastungsraum 47 ragt koaxial zum Steuerschieber der durch den Schrittmotor 27 verstellbare Stützpunkt 25, zwischen dem und der anderen Stirnseite 23′ die Feder 24′ eingespannt ist. Weiterhin wird der Stützpunkt bei Ent­ lastung der Feder 24′ gegen die Kraft einer Rückstell­ feder 48 durch den Schrittmotor verschoben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wie bei Fig. 1 der Steuerkolben 22 gegen die Feder 24′ durch den im Arbeits­ raum 7 herrschenden Druck verschoben. Durch die Ge­ staltung der Ausnehmung 45 kann der Weg des Steuerkolbens bei gleich großer Änderung des Abströmquerschnitts größer sein als das bei Fig. 1 möglich ist. Weiterhin kann durch Anpassung des Querschnittverlaufs der Ausnehmung 45 eine gewünschte Druckänderungscharakteristik erzielt werden, bzw. es können unerwünschte Eigenheiten der Rückstellfeder oder des Stellantriebs kompensiert werden.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem der Spritzzeitpunktverstellung dienenden Stellkolben, der entgegen einer Rückstellkraft durch Druckflüssigkeit beaufschlagt wird, die einem vom Stellkolben begrenzten Arbeitsraum über eine Drossel aus einer Druckquelle zugeführt wird, deren Druck in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine durch eine Drucksteuereinrichtung verändert wird, wobei vom Arbeitsraum (7) eine Entlastungsleitung (17) abführt, deren Abströmquerschnitt (20) von einer Steuerkante (21) eines von einer Feder (24) belasteten Steuerkolbens (22) eines Steuerventils in Abhängigkeit von zusätzlichen, einen Stellmotor zur Änderung der Federspannung aktivierenden Betriebsparametern der mit der Kraftstoffeinspritzpumpe betriebenen Brennkraftmaschine ver­ änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor ein elektrischer Schrittmotor (27) ist und daß das in der Entlastungs­ leitung (17) vorgesehene Steuerventil als Druckbegrenzungsventil (29) ausgebildet ist, dessen Druckraum an der der Feder (24) abge­ wandten Stirnseite (21) des Steuerkolbens (22) gebildet und mit dem Arbeitsraum (7) am Stellkolben (5) verbunden ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22′) eine Ringnut (42) aufweist, von der eine sich in Längsrichtung des Steuerkolbens im Querschnitt ändernde, die Steuerkante bildende Ausnehmung (45) ausgeht.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstützpunkt (25) der Feder (24) des Steuerkolbens (22) zwischen zwei Endanschlägen verstellbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Entlastungsleitung (17) strom­ aufwärts des Abströmquerschnitts (20) eine Dämpfungsdrossel (18) angeordnet ist.