DE3219612A1 - Brennstoffabsperrvorrichtung fuer eine diesel-einspritzpumpe - Google Patents

Brennstoffabsperrvorrichtung fuer eine diesel-einspritzpumpe

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DE3219612A1 DE19823219612 DE3219612A DE3219612A1 DE 3219612 A1 DE3219612 A1 DE 3219612A1 DE 19823219612 DE19823219612 DE 19823219612 DE 3219612 A DE3219612 A DE 3219612A DE 3219612 A1 DE3219612 A1 DE 3219612A1
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Description

Brennstoffabsperrvorrichtung für eine Di e s el-Einspritzpump e
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff-Einspritzpumpe für einen Dieselmotor und betrifft insbesondere eine Brennstoff-Absperrvorrichtung zum Absperren der Brennstoffzufuhr zu einer solchen Einspritzpumpe in bestimmten Betriebszuständen der Maschine.
In bekannten Yerteiler-Einspritzpumpen für Dieselmotoren wird der Brennstoff mittels einer Flügelzellenpumpe von einem Einlaß in einen Punpenraum gefördert. Aus dem Pumpenraum wird der Brennstoff mittels eines mit der Flügelzellenpumpe zusammenwirkenden Pumpenkolbens aus dem Pumpenraum über eine Saugbohrung in eine Hochdruck-Pampenkammer gesaugt. Beim Förderhub des Pumpenkolbens entweicht der Brennstoff aus der Pumpenkammer über einen den Kolben durchsetzenden Durchlaß, jeweils eine von in einem den Kolben umgebenden Gehäuse geformten Bohrungen und ein dieser zugeordnetes Druckventil zum jeweiligen Brennstoff-Einspritzventil des Motors.
In der Saugleitung ist ein elektromagnetisches Absperrventil angeordnet, welches beim Drosseln des Motors die Brennstoffzufuhr zur Pumpenkammer und damit zu den Einspritze entilen sperrt, um beim anschließenden Beschleunigen des Motors sprunghaften änderungen der Drehzahl vorzubeugen, ist das Absperrventil so ausgebildet, daß es bei einer Drehzahl wieder öffnet, welche größer ist als die Drehzahl, bei welcher die Drosselklappe öffnet.
Im geschlossenen Zustand ist das Absperrventil einerseits durch den im Pumpenraum herrschenden Druck von bis zu 10 kp/cm und andererseits durch den in der Pumpenkammer erzeugten Unterdrück von etwa —1 kp/cm belastet.
• · # ·■* ft··
♦ · · · ff
Daher ist darm zum Öffnen des Absperrventils eine beträchtliche Kraft erforderlich.
Die Erfindung richtet sich auf eine Anordnung, welche die Öffnende Betätigung des Brennstoff-Absperrventils erleichtert.
Zu diesem Zweck weist eine Brennstoffabsperrvorrichtung gemäß der Erfindung eine Betätigungseinrichtung zum Zurückziehen eines Absperrglieds aus der Saugbohrung einer Brennstoff-Einspritzpumpe für die Aufnahme des Einspritzbetriebs sowie eine Halteeinrichtung zum Halten des Absperrglieds in der aus der Saugbohrung zurückgezogenen Stellung auf.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind zum Zurückziehen des Absperrglieds aus der Saugbohrung zwei Magnetspulen gemeinsam erregbar, um eine zum Zurückziehen des Absperrglieds ausreichende, relativ starke elektromagnetische Kraft zu erzeugen. Zum Halten des Absperrglieds in der zurückgezogenen Stellung wird anschließend lediglich eine der beiden Magnetspulen erregt gehalten.
In einer zweiten Ausführungsforin der Erfindung ist zum Zurückziehen des Absperrglieds aus dex* Saugbohrung eine einzige Magnetspule mit einem relativ starken Strom erregbar. Zum Halten des Absperrglieds in. der zurückgezogenen Stellung wird die Magnetspule dann mit einem relativ schwächeren Strom erregt gehalten.
In einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird zum Zurückziehen des Absperrglieds aus der Saugbohrung eine einzige Magnetspule erregt, um ein Druckentlastungsglied in einem das Absperrglied durchsetzenden Hilf sdurchlaß öffnend zu betätigen, so daß der Brennstoff den Hilfsdurchlaß durchströmt und dadurch die das Absperrglied in die Schließstellung belastende Kraft verringert. Anschließend wird dann das Absperrglied durch die von der Magnet-
spule erzeugte elektromagnetische Kraft aus der Saugbohrung zurückgezogen.
Damit ist das Brennstoffabsperrventil auch in höheren Drehzahlbereichen zuverlässig öffnend betätigbar. Im geöffneten Zustand des Absperrventils ist der Verbrauch an elektrischer Energie dann beträchtlich kleiner als während des Öffnungsvorgangs- Dadurch wird elektrische Energie eingespart und die Standzeit des Absperrventils verlängert.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Pig. 1 eine schematisierte Axialschnittansicht einer Verteilereinspritzpumpe bekannter Ausführung,
i"ig. 2 eine grafische Darstellung der Einspritzcharakteristik der Einspritzpumpe nach Pig. 1,
Fig. $ eine Pig. 1 entsprechende Darstellung einer anderen bekannten Verteilereinspritzpumpe mit elektronischer Steuerung,
Pig. 4 eine Schnittansicht eines Brennstoff-Absperrventils mit schematisierter Darstellung von dazugehörigen Hilfseinrichtungen einer Einspritzpumpe in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Pig. 5 Ein Plußdiagramm eines Steuerprogramras einer Steuereinheit,
Pig. 6 eine Pig. 4 entsprechende Darstellung einer zweiten Auisführungsf orm der Erfindung und
Pig. 7 eine Pig. 4- entsprechende Darstellung einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
In einer in 51Xg. 1 dargestellten Brennst off-Einspritzpumpe bekannter Ausführung wird über einen Einlaß " zugeführt er Brennstoff, mittels einer der Deutlichkeit halber um 90° verdreht dargestellten Flügelzellenpumpe 2 in einen Pumpenraum 3 gefördert. Aus dem Pumpenraum 3 v/ird der Brennstoff über eine Saugbohrung 4· und Jeweils eine damit strömungsverbundene Nut 6 eines drehend und oszillierend angetriebenen Pumpenkolbens 5 i^· eine Hochdruck-Pumpenkammer 7 gesaugt. Beim Förderhub des Pumpenkolbens 5 entweicht der Brennstoff unter hohem Druck über einen den Kolben 5 durchsetzenden Durchlaß L, jeweils eine damit ströraungsverbundene Auslaßbohrung 9 und ein in einen Auslaß 10 eingesetztes Druckventil 11 zu einem (nicht gezeigten) Einspritzventil und wird von diesem in den jeweiligen Zylinder eines ebenfalls nicht gezeigten Motors eingespritzt.
Die durch die Stellung eines mit einem (nicht gezeigten) Pahrpedal verbundenen Steuerhebels 12 bestimmte Spannung einer Hauptfeder 13 sowie die in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors von einem Fliehkraftregler 14- über einen Stößel 15 ausgeübte Kraft bestimmten über ein um ein Gelenk 26 verschwenkbares Gestänge 25 die Stellung einer Reglermuffe 16. Diese steuert die Jeweils einzuspritzende Brennstoffmenge durch die je nach ihrer Stellung früher oder später erfolgende !freigäbe einer Druckentlastungsbohrung 17. Im Leerlauf des Motors ist die Hauptfeder 13 vollständig entspannt, und die Seglermuffe 16 wird von einer Leerlauf feder 18 derart eingestellt, daß die in Fig. 2 dargestellte Einspritzkarve ag in ilxrem unteren Bereich einen flacher verlaufenden Ast af Q erhält. Bei einem ungebrochenen Verlauf der Einspritzkurve aQ würde diese die ITullastkurve in einem größeren Winkel schneiden. Dies würde bedeuten, daß die Hindest-Einspritzmenge relativ groß ist, was zu einem unruhigen Leerlauf der Maschine führen würde.
Bei plötzlicher Drosselung der Maschine aus einem hohen
Dr ehzah Ib er eich durch Freigabe des Fahrpedals setzt die Brennstoffeinspritzung erneut bei einer unterhalb eines in Fig= 2 mit A bezeichneten Punkts liegenden Drehzahl ein. Satspricht dabei dem Punkt A eine übermäßig reed- g
B rige Drehzahl, so kann sich das erneute Einsetzen der f Brennstoffeinspritzung so weit "verzögern, daß die Maschine stehen bleibt. Aus diesem Grund ist die Lage des Punkts A im Drehzahlbereich zwischen etwa 1 500 und 2 500 U/min gewählt.
An der Saugbohrung 4- der Einspritzpumpe ist ein elektro- §
magnetisches Brennst off-Ab sperrventil 20 angeordnet. Zu fe
diesem gehören ein Absperrglied 2Ί, eine das Absperr- f
glied 21 abwärts belastende Feder 22, ein Eisenkern 23 S
und eine Magnetspule 24. Wahrend das Absperrglied 21 jf
die Saugbohrung 4- im Stillstand der Maschine sperrt, g
wird die Magnetspule 24- im Betrieb der Maschine erregt, j
us das Absperrglied 21 anzuziehen und damit die Saug- '
bohrung 4 freizugeben. r
Solange die Drehzahl der Maschine bei losgelassenem §
Fahrpedal über der rait A Bezeichneten liegt, wird das f-Absperrventil 20 ebenfalls geschlossen. '
Fig. 3 zeigt eine bekannte elektronisch gesteuerte Einspritzpumpe, welche ebenfalls mit einem Absperrventil 20 versehen ist. Die Einspritzpumpe enthält eine Steuereinheit 30, welche über einen Zünd- bzw. Anlaßschalter 33 mit einer Batterie 32 verbunden ist. Die Steuereinheit ist mit der Stellung des Fahrpedals, der Motordrehzahl, dem Einspritz Zeitpunkt, der Motortemperatur und der Umluft— , temperatur entsprechenden Signalen gespeist und erzeugt ; aufgrund dieser Daten ein Steuersignal für einen Stellmotor 337 welcher eine mit einem Gewinde versehene Aus- k gangswelle 28 hat. Ein auf dieser geführter Gewindeläufer § 27 ist über das Gestänge 25 mit der Reglermuffe 16 verbun- J den, so daß diese unter Antrieb des Motors 33 verstellbar | ist. Die Steuereinheit 30 steuert außerdem die Betätigung |
der Absperrventils 20, so daß dieses innerhalb des schraffierten Drehzahlbereichs B in Fig. 2 geschlossen bleibt. Im Hinblick auf das Betriebsverhalten des Motors während einer Motorbremsung ist es vorteilhaft, wenn sich die Reglermuffe 16 in der Uullaststellung befindet und das Absperrventil 20 geschlossen ist, um die Durchströmung der Saugbohrung 4 zu sperren. Zu Beginn der Beschleunigung ist das Absperrventil 20 öffnend zu betätigen, so daß die Brennstoffeinspritzung sofort wieder einsetzt,
In I"ig. 4 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Brennstoff-Absperrventil 20 dargestellt. Dieses kann anstelle des Absperrventils 20 in der in !"ig. 3 gezeigten Einspritzpumpe verwendet werden. Es enthält zwei koaxial miteinander angeordnete Hagnetspulen 24a, 24b, welche jeweils über die Steuereinheit 30 erregbar sind. Dabei erzeugt die Magnetspule 24a eine elektromagnetische Kraft, welche zum Halten des Absperrglieds 21 in einer aus der Saugbohrung 4 zurückgezogenen Stellung ausreicht.
Die Magnetspule 24b ist gemeinsam mit der Magnetspule 24a erregbar, um das Absperrglied 21 aus der Saugbohrung 4 | zurückzuziehen. Zur Aufnahme des Einspritzbetriebs werden also beide Magnetspule 24a und 24b gemeinsam über die Steuereinheit 30 erregt, um das Absperrglied 21 aus der
2^ Saugbohrung 4 2-urückzuziehen- Anschließend wird dann allein die Magnetspule 24a erregt gehalten, um das Absperrglied 21 in der zurückgezogenen Stellung zu halten.
Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm für die Steuerung der Strom- I
speisung der Magnetspulen 24a und 24b. Auf ein Befehls- 1
signal P1 zu Öffnen des Absperrventils 20 hin wird in |
einem zweiten Schritt P2 ermittelt, ob das Ventil 20 1
bereits geöffnet ist«. Falls das Ventil 20 geschlossen I ist, wird in einem dritten Schritt P3 ermittelt, ob die Motordrehzahl η über einer Mindest drehzahl M",, liegt, in
xvelchem Falle die von der Magnetspule 24a erzeugte elektro- I
magnetische Kraft allein nicht ausreicht, das Ventil 20 | zu öffnen. Ist dagegen n<lL, so wird in einem Schritt P5
allein die Magnetspule 24a erregt. Ist jedoch n^> IT^, so wird in einem Schritt P4 zunächst die Magnetspule 24b und in einem folgenden Schritt P5 die Magnetspule 24a erregt. Wird im zweiten Schritt P2 festgestellt, daß das Absperrventil 20 geöffnet ist, so wird in einem folgenden Schritt P6 ermittelt, ob die Magnetspule 24b erregt ist. Ist dies der Fall, so wird die Stromspeisung der Magnetspule 24b in einem anschließenden Schritt P? unterbrochen, so daß im abschließenden Schritt P5 allein die Magnetspule 24a erregt wird, um das Yentil 20 geöffnet zu halten. Solange also das Ventil 20 geöffnet ist, ist allein die Magnetspule 24a mit Strom gespeist, so daß der Verbrauch an elektrischer Energie beträchtlich kleiner ist als der sum Öffnen des Ventils notwendige.
In einer in Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung hat das Brennstoff-Absperrventil 20 im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das in 51Ig. 3 dargestellte. Es enthält sirs einzige Magnet spule 24, welche relativ groß bemessen ist, um die zum Öffnen des Ventils 20 erforderliche Kraft erzeugen zu können. Für das Öffnen des Ventils 20 wird die Magnetspule 24 mit einem relativ starken Strom gespeist, während die Stromspeisung zum Halten des Ventils in der geöffneten Stellung verringert wird* Für die öffnende Betätigung des Ventils 20 wird über die Steuereinheit 30 eine Relaisspule 35 erregt, um einen Schalter 33 zn schließen. Dadurch wird die Magnetspule 24 direkt mit der Batterie 32 verbunden und so mit einem relativ starken Strom gespeist, um die zum Öffnen des Ventils notwendige Kraft zu erzeugen. Nach dem Öffnen des Ventils 20 wird die Stromspeisung der Relaisspule 35 unterbrochen, so daß der Schalter 33 öffnet, worauf die Magnetspule 24 dann über die Steuereinheit 30 und einen Widerstand 34 mit einem schwächeren Strom gespeist wird. Damit wird dann das Ventil 20 bei verringertem Stromverbrauch offen gehalten.
In einer in Fig. 7 gezeigten dritten Ausführungsform der Erfindung ist die zum Öffnen des Ventils 20 von der Magnetspule 24· aufzunehmende Belastung verringerbar, um die öffnende Betätigung des Ventils zu erleichtern. Zu diesem Zweck ist das Absperrglied 21 von der Zuströmseite zur Abströmseite von einem etvra L-förraigen Hilfsdurchlaß 36 durchsetzt und en'V41t ein axialverschiebliches Entlastungsglied 37* Ptöses ist durch eine Feder 38 abwärts in eine den Durchlaß 36 sperrende Stellung belastet- Bei Erregung der ilagnetspule 2M- wird zunächst das Druckentlastungsglied 37 angezogen. Da die druckbeauf schlaft en Flächen des Entlastungsglieds 37 relativ klein sird, ist für seine öffnende Betätigung nur eine geringe Eraft notwendig. Die öffnende Betätigung des Entlastungsglieds 37 ermöglicht über den Hilfsdurchlaß 36 einen Druckausgleich zwischen der Zustrom- und der Abströaseite des Absperrglieds 21, so daß zum Zurückziehen desselben aus der Saugbohrung 4- nur eine relativ kleine Kraft erforderlich ist. Der Aufbau dieses Ventils ist zwar etwas aufwendiger als der des in Fig. 4- gezeigten, dafür ist jedoch keine zweistufige Betätigung über die Steuereinheit 30 erforderlich, so daß diese einen einfacheren Aufbau haben kann.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und in den Zeichnung dargestellten ÄusführongsforsEen beschränkt j sondern erlaubt <?ie verschiedensten Abwandlungen derselben im Rahmen der Ansprüche.

Claims (5)

  1. Brennstoffabsperrvorriclitung für eine Diesel-Einspritzpumpe, -gekennz eicnnet durcli ein zum Absperren der Durchströmung einer Brennstoff-Saugbohrung (4) in diese hinein bewegbares Absperrglied (21), welches in der die Imrchströmung der Bohrung sperrenden Stellung von einer es in dieser Stellung haltenden Kraft beauf-
    2Pr, 33, 35; 24, 36, 37) zum Zurückziehen des Absperrglieds aus der Saugbohrung und durch eine Halteeinrichtung (24; 24-a; 24, 34) zum Halten des Absperrglieds in der aus der Saugbohrung zurückgezogenen Stellung.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine erste Magnet spule (24b) zum Erzeugen einer der Absperrglied (21) aus der Saugbohrung (4) zurückzuziehen bestrebten ersten Kraft und <3ie Halteeinrichtung eine zweite Magnetspule (24a) zum Erzeugen einer das Absperrglied aus der Saugi?'■ tung zurückzuziehen bestrebten zweiten Kraft aufw^xsen, daß die erste und die zweite Magnetspule ?>?'d Zurückziehen des Absperrglxeds aus der Bohrung gr.ra einsam erregbar sind und daß die zweite Magnetspule zum Halten des Absperrglxeds in der- zurückgezogenen Stellung allein erregbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Betätigungseinrichtung und die Halteeinrichtung eine gemeinsame Magnetspule (24) aufweisen, welche zum Zurückziehen des Absperrglxeds (21) aus der Saugbohrung (4) mit einem relativ starken Strom und zum Halten des Absperrglxeds in der zurückgezogenen Stellung mit einem relativ schwächeren Strom erregbar ist.
  4. '1-. Vorrichtung nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Magnetspule (24) zum Halten des Absperrglxeds (21) in der Zurückgezogenen Stellung über einen Widerstand ($4) sit Strom gespeist und zum Zurückziehen des Absperrglxeds aus der Saugbohrung (4) über einen Schalter (33) mit einer Stromquelle (32) verbindbar ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß die Betätigungseinrichtung einen das Absperrglied (21) von der Zuströmseite zur Abströaseite durchsetzenden Hilfsdurchiaß (?6) und ein im Absperrglied angeordnetes Druckentlastungsglied (37) aufweist, welches in eine den Hilfsdurchiaß sperrende Stellung belastet und mittels einer Magnetspule (24) in eine den Hilfsdurchiaß freigebende Stellung bewegbar ist, um den das Absperrglied in die Schließstellung belastenden Druck 7M verringern.
DE19823219612 1981-05-25 1982-05-25 Brennstoffabsperrvorrichtung fuer eine diesel-einspritzpumpe Withdrawn DE3219612A1 (de)

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