DE3241368C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art.

Derartige Kraftstoffeinspritzpumpen sind nach der DE-OS 29 42 010 sowie nach der DE-OS 20 26 665 bekannt. Sie ermöglichen eine Steue­ rung der Einspritzmenge mit kleinen Stellkräften auf elektrischem Wege, indem das Überströmventil in Abhängigkeit von betrieblichen Parametern elektromagnetisch zu betätigen ist. In gleicher Weise läßt sich eine Drossel in einem Entlastungskanal des Pumpenarbeits­ raums steuern, um die geförderte Kraftstoffmenge verändern zu kön­ nen. Dabei ist jedoch keine Vorkehrung für den Fall getroffen, daß das Regelsystem einmal gestört wird oder daß ein Defekt bei dem für das Überströmen vorgesehenen Ventil vorliegt. Wenn dabei das Ventil zum Überströmen in seine Öffnungsstellung gelangt, erhält die Maschine keinen Kraftstoff mehr. Dies mag aus Schutzgründen an­ gebracht sein, ist jedoch bei Straßenfahrzeugen außerordentlich kritisch, weil in diesem Falle jeglicher Antrieb verlorengehen würde.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der benannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß bei einer Störung des zum Überströmen vorgesehenen Ventils und/oder des zugehörigen Regelsystems noch ein begrenzter Kraftstoffluß zur Kraftstoffeinspritzdüse möglich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 gemachten Vorschläge.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprü­ chen hervor.

Zur Veranschaulichung der Erfindung wird auf das Ausführungsbei­ spiel Bezug genommen, welches in der Zeichnung dargestellt und nachstehend beschrieben ist. Es gibt die Erfindung in schematischer Weise wieder.

Zeichnungsgemäß besteht die Kraftstoffeinspritzpumpe aus einer mit dem allge­ meinen Bezugszeichen 10 bezeichneten Hochdruckpumpe, die einen in einem Pumpenraum 12 hin- und herbeweglichen Plunger 11 aufweist. Der Plunger wird mittels eines nicht dargestellten Nockens be­ tätigt, der sich an einer von der zugehörigen Maschine angetriebe­ nen Welle befindet. Der Plunger 11 wird zur Verringerung des Volumens in die von ihm und der Bohrung gebildete Pumpkammer ein­ geschoben, wenn von der zugehörigen Maschine Kraftstoff benötigt wird. In Verbindung mit dem Pumpenraum 12 steht eine Auslaßleitung 13, in welchem sich ein übliches Zuführventil 14 befindet; die Auslaß­ leitung 13 kann an einen Hochdruckverteiler angeschlossen werden, der seinerseits den Kraftstoff auf mehrere Auslässe verteilt, die dann wieder mit Einspritzdüsen der zugehörigen Maschine in Verbindung stehen.

Die zum Auslaß geförderte Kraftstoffmenge wird mittels eines mit dem allgemeinen Bezugszeichen 19 versehenen Überströmventil einge­ stellt, welches ein verschiebliches Ventilteil 20 und einen Ventil­ kopf 21 aufweist, der mit einem im Ventilgehäuse befindlichen Sitz zusammenwirkt. Das Überströmventil befindet sich in der Überströmleitung 22 und verbindet in seiner Öffnungsstellung die Auslaßleitung 13 unterhalb des Zuführventils 14 mit einem Auslaß, von welchem der überströmende Kraftstoff zum Kraftstoffeinlaß 23 ge­ langt. Das Überströmventil 19 wird mittels einer elektromag­ netischen Vorrichtung 24 betätigt, wobei das Ventilteil 20 mittels einer Feder in seiner Öffnungsstellung gehalten ist. Die Arbeits­ weise der Vorrichtung 24 steht unter der Einwirkung eines elek­ tronischen Regelsystems 25.

Weiterhin ist eine Niederdruckpumpe 26 vorgesehen, die an den Kraftstoffeinlaß 23 angeschlossen ist und einen Auslaß 27 besitzt. Ein Akkumulator 28 schließt sich daran an, der einen in einer Kammer 30 verschieblichen Kolben 29 aufweist. Der Kolben 29 ist mittels einer Schraubendruckfeder 31 derart belastet, daß sich das Kammervolumen verringert. Der Auslaß 27 der Nieder­ druckpumpe steht in ständiger Verbindung mit der Kammer 30; von letzterer geht die Einlaßleitung 32 der Hochdruckpumpe 10 ab. Diese Leitung steht mit einer Nut 33 in der Wandung des Pumpenraums 12 in Verbindung. Somit kann Kraftstoff über die Nut 33 in die Pumpkammer gelangen und letztere vollständig füllen, wenn die Nut während der Auswärtsbewe­ gung des Plungers nicht von letzterem abgedeckt ist.

Die Niederdruckpumpe 26 kann eine Flügelradpumpe sein, welche den Kraftstoff zum Auslaß 27 fördert und eine Antriebwelle aufweist, die mit einem sich drehenden Teil der zugehörigen Maschine verbun­ den ist und in geeigneter Weise einen den Plunger 11 betätigenden Nocken trägt.

Eine Überströmöffnung 35 bzw. Nut in der Wandung der Kammer 30 ist un­ bedeckt, wenn der Kolben 29 um einen vorgegebenen Betrag entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 31 verschoben wird. Die Über­ strömöffnung 35 steht in Verbindung mit dem Einlaß der Niederdruck­ pumpe. Der Kolben 29 bestimmt in Verbindung mit der Überströmöff­ nung 35 und der Schraubendruckfeder 31 den größtmöglichen Kraft­ stoffdruck in der Kammer 30. Während des Betriebes nimmt der Plunger 11 eine nach außen gerichtete Stellung ein, um die Nut 33 freizulassen, woraufhin Kraftstoff vom Akkumulator einströmt, um die Kammer der Hochdruckpumpe zu füllen. Während der Kraftstoff­ strömung bewegt sich der Kolben 29 unter der Einwirkung der Feder 31, um eine vollständige Füllung der Pumpkammer zu ermöglichen. Wenn sich der Plunger 11 nach innen bewegt, wird die Nut 33 bedeckt und der Kraftstoff aus dem Pumpenraum 12 durch die Auslaßleitung 13 ver­ drängt. In Abhängigkeit von der Stellung des Überströmventils 19 strömt der Kraftstoff entweder durch die Überströmleitung 22 oder zum Hochdruckauslaß über das Zuführventil. Während Kraftstoff mittels der Hochdruckpumpe gefördert wird, ver­ schiebt die fortgesetzte Kraftstoffströmung von der Niederdruck­ pumpe den Kolben 29 gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 31 derart, daß sich der Akkumulator erneut auflädt.

In der Einlaßleitung der Hochdruckpumpe 10 ist ein Absperrventil 37 ein­ gebaut, welches mittels einer elektromagnetischen Vorrichtung 38 derart betätigt werden kann, daß die Kraftstoffzufuhr zur Hoch­ druckpumpe 10 unterbrochen wird, wenn die Maschine zum Stillstand kommen soll. Der Kolben 29 des Akkumulators verfügt über eine be­ grenzte Durchgangsöffnung 39, durch welche Kraftstoff aus der Kam­ mer 30 zu einer Drainage gelangen kann. Der Zweck der Öffnung 39 ist, sicherzustellen, daß jegliche sich im Akkumulator aufstauende Luft über die Drainage ableitbar ist, die als Kraftstoffversor­ gungstank ausgeführt sein kann und die nicht von der Hochdruck­ pumpe beaufschlagt ist.

Weiterhin ist ein Schieberventil 40, 41 mit einem in einer Bohrung 41 vorschieb­ lichen Ventilteil 40 vorgesehen. Ein Ende der Bohrung 41 steht mit der Kammer 30 über ein mittels eines Elektromagneten betätigtes Ventil 42 in Verbindung, das bei der normalen Betriebsweise ge­ schlossen ist. Zusätzlich tritt dieses Ende der Bohrung über eine eingeschnürte Öffnung 43 in Verbindung mit dem Eingang zur Nieder­ druckpumpe. Das Ventilteil 40 wird gegen ein Ende der Bohrung 41 ge­ drückt, in welcher es in seiner Ruhestellung mittels der Schrauben­ druckfeder 44 gehalten ist. Die Feder 44 befindet sich zwischen einem Anschlag 45, der am Ventilteil 40 angebracht ist, und einem verschieblichen Anschlag 46, dessen Stellung mittels eines Nockens 47 einstellbar ist, der in Verbindung mit dem Drosselpedal der zu­ gehörigen Maschine steht.

Die Bohrung 41 wird an zwei axial beabstandeten Stellen von der Einlaßleitung 32, die das Absperrventil 37 mit der Nut 33 ver­ bindet, und der Überströmleitung 22 geschnitten, die das Überströmventil 19 mit der Auslaßleitung 13 verbindet. Das Ventilteil 40 ist mit zwei Umfangsnuten 48 und 49 versehen. Beide Nuten sind in der Ruhestellung des Ventilteils wirksam, so daß dann praktisch keine Einschränkung der Kraftstoffströmung durch die von ihnen ge­ steuerten Leitungen eintritt. Bei einer Störung des Regelsystems 25 oder des Überströmventils 19 öffnet sich das Ventil 42 jedoch, so daß unter Druck stehender Kraftstoff aus der Kammer 30 einseitig auf das Ventilteil 40 derart wirkt, daß das Ventilteil gegen die Wirkung der Feder 44 in seine Arbeitsstellung gelangt. Diese Bewe­ gung verschiebt die Nut 48 aus ihrer Einstellung gegenüber den Lei­ tungsöffnungen und verhindert somit eine Kraftstoffströmung durch die Überströmleitung 22 und das offene Überströmventil 19. Zusätzlich verschiebt sich die Umfangsnut 49, um die Kraftstoffströmung aus der Kammer 30 in die Nut 33 einzuschränken. Das Ventilteil 40 arbeitet soweit als Drossel für eine verringerte Strömungsgeschwin­ digkeit, mit der Kraftstoff in die Hochdruckpumpe gelangen kann. Der Druck in der Kammer 30 ändert sich mit der Geschwindigkeit, so daß der Druck auf das Ventilteil 40 ebenfalls höher wird und letzteres eine Bewegung erfährt, bei der es zu einer weiteren Einschränkung der Kraftstoffströmung zur Hochdruck­ pumpe kommt. Somit wird die Geschwindigkeit der Maschine ebenfalls gesteuert. Wenn der Benutzer mehr Kraftstoff zur Maschine strömen lassen will, wird der Anschlag 46 bewegt, um die auf die Feder 44 ausgeübte Kraft zu steigern und umgekehrt.

Die Anordnung arbeitet derart, daß die Leistung der Maschine dann, wenn das Ventilteil 40 in seiner Arbeitsstellung ist, ge­ ringer ist als bei der normalen Betriebsweise des Regelsystems. Auf diese Weise wird der Benutzer der Maschine darauf aufmerksam, daß die Art der Regelung sich geändert hat, und er wird sodann ver­ suchen, zu einer neuen Arbeitsstufe zu kommen, statt den Betrieb mit der geringen Leistung fortzusetzen.

Der Zweck der einschnürenden Öffnung 43 bei normaler Betriebs­ weise und verschlossenem Ventil 42 ist es, dem Ventilteil 40 zu ermög­ lichen, sich unter der Wirkung der Feder 44 in seine in der Zeich­ nung dargestellten Ruhestellung zu verschieben, in der praktisch keine Einschränkung der Kraftstoffströmung zur Hochdruckpumpe oder durch das Überströmventil 19 eintritt. Die Öffnung 43 führt auch dazu, daß bei geöffnetem Ventil 42 genügend Druck zur Verfügung steht, um das Ventilteil 40 gegen die Wirkung der Feder 44 zu ver­ schieben.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem innerhalb des Pumpenzylinders hin- und herbeweglichen Plunger, mit einer von dem vom Pumpenzylinder und Plunger be­ grenzten Pumpenraum abgehenden Auslaßleitung, die an einer zur Verbrennungskraftmaschine gehörenden Kraftstoffeinspritzdüse an­ geschlossen ist, mit einer mit der Auslaßleitung verbundenen Überströmleitung und einem darin vorgesehenen Überströmventil, das abhängig von durch ein Regelsystem beeinflußten Betriebs­ parametern der Verbrennungskraftmaschine elektromagnetisch be­ tätigt wird und während des Pumphubs des Plungers die zur Ein­ spritzdüse gelangende Kraftstoffmenge steuert, und mit einer Einlaßleitung, über die während des Saughubs des Plungers der Pumpenraum mit Kraftstoff gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus seiner Ruhestellung in seine Arbeitsstellung umschaltbares Schieberventil (40, 41) vorgesehen ist, dessen Ventilteil (40) in der Arbeitsstellung, in die es bei einer Störung im Regelsystem (25) automatisch ver­ stellt wird, den Kraftstoffluß durch die Überströmleitung (22) verhindert und gleichzeitig die Einlaßleitung (32) zum Pumpenraum (12) drosselt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (40) durch eine stirnseitig an ihm angreifende Feder (44) außerhalb eines Störfalls in seiner Ruhestellung gehalten ist,
daß als Umschaltmittel für das Schieberventil (40, 41) ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (42) vorgesehen ist, das im Störfall öffnet, um einen Strömungsweg für unter drehzahlab­ hängigem Steuerdruck stehenden Kraftstoff zu einem Steuerdruckraum am der Feder (44) abgewandten Stirnende des Ventilteils (40) freizugeben, so daß dieser in seine Arbeitsstellung verstellt wird, und
daß der Steuerdruck­ raum über ein drosselndes Ventil (42) entlüftet wird.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der drehzahlabhängige Steuerdruck von einer der Ein­ spritzpumpe vorgeschalteten Niederdruckpumpe erzeugt wird.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (40) zylindrisch ausgebildet ist und ein Paar Umfangsnuten (48, 49) aufweist, wobei über die eine Nut (48) die Überströmleitung (22) in der Ruhestellung des Ventilteils (40) geöffnet wird, während die andere Nut (49) die Einlaßleitung (32) unge­ drosselt freigibt, hingegen in der Arbeitsstellung des Ventilteils (40) die Einlaßleitung (32) drosselt, und daß die Kraft der Feder (44) über das Gaspedal der Verbrennungskraftmaschine einstellbar ist.