DE3310872A1

DE3310872A1 - Kraftstoffpumpvorrichtung

Info

Publication number: DE3310872A1
Application number: DE3310872A
Authority: DE
Inventors: Dorian Farrar Burnham Buckinghamshire Mowbray
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1982-04-13
Filing date: 1983-03-25
Publication date: 1983-10-13
Also published as: IT1161621B; ES521325A0; GB2119030A; GB8304728D0; IT8319801A0; ES8403199A1; FR2524939A1; FR2524939B1; JPS58190560A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpvor-.rioh tu η fr mit rotierendem Verteiler von der Art, die in einer Bohrung einen 1 lampenkolben besitzt, dem durch Nocken «ine Einwärts bewegung verliehen wird, wobei der Verteiler diese Bohrung mit Auslassöffnungen in Vorbin-lung bringt, so dass während aufeinanderfolgender Einwrirtsbewe/ruriRen des Kolbens nacheinander an die Auslassöffnungen Kraftstoff abgegeben wird.

Solche Vorrichtungen s.ind in vielen Ausführungen bekannt; so kann zum Beispiel eine Drossel oder ähnliches benutzt werden, um die Kraftstoffmenge zu steuern, die während des Füllens der Bohrung dieser zugeführt wird. Hei dieser Anordnung wechselt der Zeitpunkt des Beginns der Kraftstofförderung, wie die Kraftstoffmenge verändert wird, da das Ende der Kraftstofförderung immer zum gleichen Zeitpunkt erfolgt. Eine solche Vorrichtung ist üblicherweise mit einstellbaren Nocken ausgestai-tet, wodurch die Verschiebung des Zeitpunkts des Beginns.der Kraftstofförderung, die mit wechselnder Kraftstoffmenge erfolgt, ausgeglichen werden kann; dabei kann durch die Einstellung der Nocken auch der Zeitpunkt so verändert werden, wie es der Betrieb der Maschine, an, die Kraftstoff abgegeben wird, gerade erfordert.

riei einer anderen bekannten Ausführungsform wird die Bohrung während der r'üllperiode vollständig gefüllt und die Kraftstoffmenge dadurch gesteuert, dass ein Te-il des Kraftstoffs während der Einwärtsbewegung des Kolbens von dpr Mnhrung ab/rezogen wird.. Dies kann durch eine Uberlaufmuf f e auf dem Verteiler geschehen; dabei kann der Zeitpunkt der Kraftstoffabgabe unabhängig von der geförderten Menge sein,· wobei eine Änderung des Zeitpunkts durch Benutzung der Uberlaufmuffe erreicht werden kann. Die Muffe kommt zur Lange des Verteilers hinzu und schafft zusätzliche Leckagewege.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung kann das Überlaufen des Kraftstoffs dadurch erfolgen, dass ein hin- und herlaufender Verteile) verwendet wird*, der den Pumpenkolben bildet. Die Überlauföffnung muss dabei vom Verteiler verdeckt werden, während dieser von rion docken seine ernte :)rnhbewegung erhält.

Diese ausführungsform gewährleistet unabhängig von der Kraftstoffmenge ^oinpn rloicriPiässigen Beginn der Kraftstoffeinspritzung, während die / rvl>> rtuu' de-fi '..pi. t i.unkts durch Verstellung der "locken erreicht '-/ird.

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-f-

Bas Profil der Fühi-ungsflachen der Nocken bestimmt das Ausmass der i-Jinwärtsbewegun/7 des Kolbens und damit das Mass, in dem Kraftstoff durch die Vorrichtung gefördert wird. In den meisten Ausführungsformen muss dieses Profil so gewählt werden, dass insgesamt die bestmögliche Wirkung erreicht wird. Für manche modernen Motoren ist es jedoch, notwendig, dass sowohl der Zeitpunkt als auch das Ausmass der Kraftstoffabgabe während des Betriebe des Motors verändert werden können; eine Vorrichtung der beschriebenen Art in einer Ausführungs- . form, mit der dies erreicht werden kann, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält Mittel zum Einstellen der Nockpnstellung, wodurch der Zeitpunkt der Einwärtsbewegung des.Kolbens in Bezug auf eine Antriebswelle der Vorrichtung verändert werden kann, ■ einen Überlaufkanal, der mit dieser Bohrung in Verbindung steht, sowie ein Ventil zur Steuerung des Kraftstoff-Flusses durch diesen Überlaufkanal, wobei diese Nocken Führungsflächen mit wechselnder Steigung aufweisen, wodurch Zeitpunkt und Ausmaß der Kraftatofförderung während des Betriebs der Vorrichtung verändert werden können und wobei die Kraftstoffmenge dadurch bestimmt wird, wie lange während.der Einwärtsbewegung des Kolbens der Uberlaufkanal geschlossen ist.

Eine Kraftstoffpumpvorrichtung gemäß der Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:

Fig. 1 einen seitlichen Schnitt durch die Vorrichtung, und Fig. 2. das Profil einer Nockenoberfläche der beschriebenen Vorrichtung.

Die Pumpvorrichtung enthält ein Gehäuse 10 mit einer unbeweglichen Lagerhülse 11, in der sich ein zylindrischer rotierender Verteiler 12 befindet. Der Verteiler ist mit einer Antriebswelle 13 kraftschlüssig verbunden, die sich bis außerhalb des Gehäuses erstreckt und während des · Betriebs an ein rotierendes Teil des angeschlossenen Motors gekoppelt ist, an den Kraftstoff durch die Vorrichtung gefördert wird. Auf der Antriebswelle sitzt ein Ring 14._f »der durch Nuten an dieser befestigt ist, und der sich über einen verbreiterten Abschnitt des Verteilers erstreckt. Im Ring 14 befindet sich ein Paar von Einschnitten mit Schuhen 15, auf denen jeweila das äußere Ende von Pumpenkolben 17, die eich in einer querlaufpnder. Bohrung 18 innerhalb des Verteilers befinden, welche mit einem längs verlaufenden K-inal 19 in Verbindung steht.

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Der ?Cnnal 19 ist an einer Stelle mit einem Förderkanal 20 verbünden, der nacheinander mit Auslaßkanälen 21 in Übereinstimmung komnt. Dip Auslaßkan-ile 21, von denen nur einer gezeigt ist, sind in die Hülse 11 eingeschnitten und mit Auslässen 22 im Gehäuse verbunden, die während des Betriebs an die Einspritzdüsen des zugehörigen Motors angeschlossen sind. Der Kanal 19 steht außerdem mit mehreren Einlaßbzw. Uberströmkanälen 23 in Verbindung, die sich zum Rand des Verteilers erstrecken.

Die Vorrichtung enthält außerdem eine Niederdruckspeisepumpe 24, deren Auslaß an einen Zuführungskanal 25 in der Hülse 11 angeschlossen ist. Der Einlaß der Pumpe 24 ist mit dem Kraftstoffeinlaß 26 der Vorrichtung verbunden, während ein überdruckventil 27 den Förderdruck der Speisepumpe steuert. Der Zuführungskanal 25 führt zu einem Einlaß 2fl, der zum Rand des Verteilers hin offen und so angeordnet ist, daß die Kanäle 23 mit ihm in Übereinstimmung kommen können. In der Hülse 11 befindet sich außerdem ein Überlaufkanal 29* der ebenfalls so.angeordnet ist, daß die Kanäle 23 mit ihm übereinstimmen können. Der Kraftstofffluß durch den Überlaufkanal 29 wird durch ein Überströmventil 30 gesteuert, das einen Ventilkörper 31 enthält und durch eine Feder 32 offen gehalten wird. Das.Ventil kann geschlossen werden, indem an das elektromagnetische Teil 33t das einen mit dem Ventilkörper verbundenen Anker 34 enthält, elektrischer Strom angelegt wird. Der Kraftstoff, der das Ventil 31 passiert, fließt zu einem Auslaß 35 im Gehäuse. Um den Kolben nach innen zu bewegen, greifen die Walzen 16 an den inneren Umfangsöberflachen eines Nockenringes 36 innerhalb des Gehäuses, an dessen Winkelstellung über der Drehachse des Verteilers durch ein Stellglied 37 verändert werden kann. Das Stellglied 37 kann von unter Druck stehendem Kraftstoff vom Auslaß der Speisepumpe, betätigt werden, gesteuert z. B. durch ein elektromagnetisches betätigtes Ventil.

Die Nocken auf dem Nockenring 36 sind paarweise angeordnet und liegen in gleicher Zahl vor wie die Auslässe 22 und die Kanäle 23- Das Profil der FührungdTlächen der Nocken, das in· Fig. 2 gezeigt ist, weist eine wechselnde Steigung auf. In Fig. 2 ist die Bewegung des Kolbens auf der Vertikalen und die relative Winkelbewegung der Walze und der Nooke auf der Horizontalen aufgetragen. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ändert sich bei piner vorgegebenen Drehbewegung des Verteilers relativ zur Nooke daa Ausmaß der Bewegung des Kolbens und damit die durch die Vorrichtung geförderte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit davon, welcher Abr.i tt den N'ockenprofils benutzt wird. So läßt si cn aus dem Diagramm

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--ir. ^:.-V ^{: :} -^: 331G872 6

ersehen, daß sich durch die gleiche relative Drehbewegung T verschiedene Mengen (^l und (42 ergeben können. Da die Menge ^2 größer ist als -^l, bedeutet dies ein·· verstärkte Kraftstofförderung. Im umgekehrten iiinne verändert sich die zur Förderung benötigte Zeit, wenn die Ken^e beibehalten wird.

Beim Betrieb der Vorrichtung geschieht folgendes:

Während des Fülltaktee, der in Fig. 1 dargestellt ist, steht ein Kanal 2'3 mit dem Einlaß 2Θ in Verbindung. An die Bohrung 1Θ wird Kraftstoff in unbegrenzter Menge gepumpt; die Kolben 17 werden so weit wie möprlich nach außen gedruckt, bis die Walzen l6 die innere Umfangsoberflache des Nockenrings berühren oder durch ein anderes geeignetes Mittel anzuhalten werden. Wenn der Verteiler rotiert, bewegt sich der Kanal 23 aus der Übereinstimmung mit dem Einlaß 28, während der Förderkanal .20 mit einem Auslaßkanal in Übereinstimmung kommt. Außerdem deckt sich jetzt ein Kanal 23 mit dem Überlaufkanal 29· Gleichzeitig beginnen die Walzen 16 sich an den Führunrsfläohen der jeweiligen Nocken entlangzubewegen, so daß Kraftstoff aus der Bohrung 18 verdrängt wird und durch den Längskanal 19 fließt. Wenn das Überströmventil 30 geschlossen ist, fließt Kraftstoff durch den Förderkanal' 20 zu einem Auslaßkanal 21 und somit zum angeschlossenen Motor. Wenn während der Einwärtsbewegung des Kolbens 17 das Überströmventil ^O geöffnet wird, fließt der Kraftstoff nicht mehr durch einen Auslass" 22, sondern durch den Überlaufkanal 29 und zu dem Auslaß 35» um dem Kraftstoffsystem erneut zugeführt zu werden. Während des gesamten Zeitraums, während dessen sich die Kolben nach innen bewegen können, steht ein Kanal 23 mit dem Überlaufkanal 29 in Verbindung.

Di^ ijnhließzftiten des Überströmventils 30 bestimmen die Kraf ts tof f menre, " die an den zugehörigen Motor gefördert wird. Außerdem .bes ti mm t. der l-.nm^.nt, in dem das Ventil geschlossen wird, den Zeitpunkt des Beginns' der Kraftstoff abgabe. Wird das Ventil während der Einwärtsbewegung der Kolben erst später geschlossen, dann» ist, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, die Kraftstof förderungsrate hoch, während dann, wenn das Ventil früher geschlossen wird, zumindest die anfängliche Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs reduziert ist.

Wenn das Überströmventil JO während jedes Taktes zur gleichen Zeit betätigt wird, dann bestimmt die Winkelstellung des Nockenrings 36, ob dpr Kraftstoff mit großer oder kleiner Geschwindigkeit gefördert wird. In diesem

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Pali ist eindeutig notwendig, die Zeit, während der das I)ber3 trömventil geschlossen ist, in Übereinstimmung mit der Kraftstofförderungsgeschwindigkeit einzustellen, um zu gewährleisten, daß die Kraftstoffmenge ;;l«ir bleibt.

Die Betätigung des Überströmventils und auch des Stellglieds 57 wird am besten durch einen elektronischen Regelkreis gesteuert. Damit dies mit der nötigen Genauigkeit geschehen kann, muß der Regelkreis ständig mit Angaben über- die jeweilige Winkelstellung des Verteilers versorgt werden In dem beschriebenen Beispiel erfolgt dies dadurch,-daß Zähne auf einem Zahnrad 39» welches auf dem Ring 14 befestigt ist, sich an einem Umwundler 38 vorbeibewegen, der Signale an den Regelkreis weitergibt.

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Kraftstoffpumpvorrichtiing mit rotierendem Verteiler, die folgende
Teile enthält:

- einen Pumpenkolben in einer Bohrung,

- Nocken, die diesem Pumpenkolben eine Einwärtsbewegung verleihen,
wobei dieser Verteiler diese Bohrung mit Auslassöffnungen in
Verbindung bringt, so dass während aufeinanderfolgender Einwärtsbewegungen dieses Pumpenkolbens nacheinander an diese Auslassöffnungen Kraftstoff abgegeben wird,

- eine Vorrichtung zum Einntellen der Stellung dieser Nocken, wodurch
der Zeitpunkt der Einwärtebewegung des Kolbens relativ zu einer Antriebswelle der Vorrichtung verändert werden kann,

- einen Überlaufkanal, der mit dieser Bohrung in Verbindung steht, sowi

- ein Ventil, das den Kraftstoff-Fluss durch diesen Überlaufkanal steue dadurch gekennzeichnet, dass diese Nocken Führungsflächen mit wechselnd Steigung aufweisen, wodurch der Zeitpunkt und das Ausraass der Kraftstof fördPrun/T wahrend des Betriebs der Vorrichtung verändert werrirn können
und die Kraftstoffmenge dadurch bestimmt wird, wie lange während der
Einwärtsbewepung des Kolbens der Überlaufkanal geschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich diese Überlaufkanal in^ einer den Verteiler umgebenden Hülse befindet, wobei
der Verteiler mit dieser Bohrung verbundene Kanäle aufweist, die so anjr ordnet sind, dass sie nacheinander mit diesem Überlaufkanal zur Uberein Stimmung kommen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eich dies*· Ventil in einem Teil befindet, das auf einem Gehäuse befestigt ist, wpj

Hill» enthält.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ^«kennzeichnet, dass dieses Ventil elektrisch gesteuert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel enthält, mit denen die Winkelstellung der Nocken über der Rotationsachse des Verteilers eingestellt werden kann.