DE3316458C2 - Spritzbeginn-Verstellvorrichtung für Kraftstoff-Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Abstract

Eine Kraftstoff-Einspritzpumpe (1) für Diesel-Brennkraftmaschinen umfaßt eine Spritzbeginn-Verstellvorrichtung, die in Antriebsverbindung steht mit zwei durch Kraftstoffdruck verstellbare Kolben (3 und 4). Die Kolben (3 und 4) sind in einer gestuften Gehäusebohrung (5) koaxial derart angeordnet, daß der äußere Kolben (4) sowohl mit der Gehäusebohrung (5'') als auch mit dem inneren Kolben (3) gleitbeweglich in Verbindung steht. Beide Kolben (3 und 4) sind gegen die Wirkung parallel geschalteter Rückstellfedern (6 und 7) in gleicher Verstellrichtung gemäß Pfeil "A" vom Kraftstoffdruck beaufschlagt. Der innere Kolben (3) weist in einem Abstand in Verstellrichtung (Pfeil "A") einen Mitnehmer-Anschlag (9) für den äußeren Kolben (4) auf. Das Verhältnis der Härten der Rückstellfedern (6 und 7) sowie das der Druckflächen (10 und 11) der Kolben (4 und 3) ist so gewählt, daß bei drehzahlabhängigem Kraftstoffdruck eine erste Spritzbeginn-Verstellung nach "früh" allein über den Kolben (3) erreicht wird. Erst mit zunehmender Drehzahl der Brennkraftmaschine wirken beide Kolben (3 und 4) für eine weitere Verstellung nach "früh" zusammen.

Description

Verstellvorrichtung mit parallelgeschalteten Rückstellfedern, und

Fig.2 eine Spritzbeginn-Verstellkennlinie in einem Hub/Drehzahl-Diagramm.

Eine nicht näher dargestellte Kxaftstoff-Einspritzpumpe 1 für eine Diesel-Brennkraftmaschine umfaßt eine Spritzbeginn-Verstellvorrichtung, die über eine Koppelstange 2 mit zwei durch Kraftstoffdruck verstellbare Kolben 3 und 4 in Antriebsverbindung steht Die Kolben 3 und 4 sind konzentrisch in einer gestuften Gehäusebohrung 5 angeordnet In dem im Durchmesser kleineren Teil 5' der Gehäusebohrung 5 ist der innere Kolben 3 verschiebebeweglich angeordnet In dem im Durchmesser größeren Teil 5" der Gehäusebohrung 5 ist der als Ring ausgebildete äußere Kolben 4 angeord- is net der sowohl mit dem im Durchmesser größeren Teil 5" der Gehäusebohrung 5 als auch mit dem inneren Kolben 3 gleitbeweglich in Verbindung steht Der Kolben 3, der über die Koppelstange 2 in unmittelbarer Antriebsverbindung mit der Spritzbeginn-Verstellvorrichtung steht wird durch eine Rückstellfeder 6 in Ausgangslage gehalten. Durch eine Rückstellfeder 7 wird der Kolben 4 ebenfalls in Ausgangsstellung gehalten. Beide Rückstellfedern 6 und 7 sind am Gehäusedeckel 8 abgestützt Der innere Kolben 3 weist am federseitigen Ende einen Mitnehmer-Anschlag 9 auf, der in einem vorbestimmten Abstand vom äußeren Kolben 4 in Verstellrichtung gemäß Pfeil »A« angeordnet ist Bei Betrieb der Kraftstoff-Einspritzpumpe 1 wird der äußere Kolben 4 über die stirnseitige Druckfläche 10 und der innere Kolben 3 über die stirnseitige Druckfläche 11 vom drehzahlunabhängigen Kraftstoffdruck beaufschlagt, der im Pumpenraum 12 der Kraftstoff-Einspritzpumpe 1 herrscht

Der in ständiger Antriebsverbindung mit einer Spritzbeginn-Verstellvorrichtung stehende Kolben 3 wird von dem mit zunehmender Drehzahl allmählich ansteigenden Kraftstoffdruck gegen den Widerstand der Rückstellfeder 6 gemäß Pfeilrichtung »A« verschoben. Dadurch wird eine Spritzbeginn-Verstellung nach »früh« gemäß der Kennlinie 13 im Hub/Drehzahl-Diagramm der Fig.2 erreicht. Bei einer vorgewählten, einem Nachlaufweg Si zugeordneten Drehzahl n_g am Ende eines ersten Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine hat der vom Kraftstoffdruck ebenfalls beaufschlagte außerc Kolben 4 gegen den Widerstand der Rückstellfeder 7 den voreilenden Kolben 3 eingeholt und liegt am Anschlag 9 an. Ab der vorgewählten Drehzahl n_g am Anfang des anschließenden weiteren Drehzahlbereiches der Brennkraftmaschine addieren sich die Druckkräfte auf die Druckflächen 10 und 11 der gemeinsam in Pfeilrichtpng »A« verschobenen Kolben 4 und 3 zur Überwindung der Federkräfte aus den parallelgeschalteten Rückstellfedern 6 und 7. Da sich die Federkräfte parallel angeordneter Federn summieren und damit eine Federkonstante höheren Betrages erzielt ist, verläuft die Kennlinie t4 gegenüber der Kennlinie 13 steiler. Mit der Kolbenanordnung ist somit eine geknickte Spritzbeginn-Verstellkennlinie 15 erreicht, nach der bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine eine verhältnismä-Big kleine Relativverdrehung der Spritzbeginn-Verstellvorrichtung pro Drehzahländerung erreicht wird, während der Spritzbeginn ab der vorgewählten Drehzahl n_g bei zunehmender Drehzahl schneller auf »früh« verstellt wird. Durch Wahl verschiedener Federhärten für die Rückstellfedern 6 und 7 können bei gleichbleibendem Verhältnis der Flächen 10 und 11 der Kolben 4 und 3 Kennlinien 16 und 17 mit unterschiedlicher Neigung erreicht werden. Maßgebend für die Neigungen sind ferner die Verhältnisse der Druckflächen 10 und 11 zu den Häiien bzw. Steifigkeiten der jeweiligen Rückstellfedern 6 und 7, wobei der steifen Rückstellfeder 6 eine relativ kleine Druckfläche 11 und der weichen Rückstellfeder 7 eine relativ große Druckfläche 10 zugeordnet ist Der im Diagramm nach F i g. 2 auf der Hub-Ordinate abgetragene Wert s_t entspricht dem gesamten Nachlaufweg des als Ring ausgebildeten äußeren Kolbens 4 gegenüber dem voreilenden inneren Kolben 3 für die gewählte Drehzahl n_g.

Jeder der Kolben 3,4 kann auch mit einer gesonderten Druck-Steuer- oder -Regeleinrichtung in Wirkverbindung stehen, die in Abhängigkeit eines Kennfeldes der Brennkraftmaschine arbeitet Schließlich können die Rückstellfedern 6 und 7 zur Veränderung der Federkraft anstelle des Gehäusedeckels 8 gegen hydraulisch verstellbare Kolben anliegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Einsetzen der zweiten Feder ein deutlicher Knick in der Patentansprüche: Kennlinie erzielt wird. Der Gegenstand der DE-OS 31 21 108 bezieht sich auf eine Spritzbeginn-Verstell-

1. Spritzbeginn-Verstellvorrichtung für Kraft- vorrichtung mit nur einem Verstellkolben, der mit in stoff-Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, s Reihe geschalteten Federn zusammenwirkt Die Federn insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen, die in sind von unterschiedlicher FederhSrte. Bekanntlich wird Antriebsverbindung steht mit zwei durch veränderli- bei einer derartigen Federschaltung die gegenüber der chen Kraftstoffdruck verstellbaren Kolben, die kon- harten Feder relativ weichere Feder bei Belastung unzentrisch in einer Gehäusebohrung der Spritzbe- verhältnismäßig stärker zusammengedrückt als die harginn-Verstellvorrichtung angeordnet sind, wobei der io te Feder. Damit wird, wie beim angegebenen Stand der äußere Kolben sowohl mit der Gehäusebohrung als Technik, in einem ersten Drehzahlbereich ein relativ auch mit dem inneren Kolben gleitbeweglich in Ver- steiler Kennlinienverlauf und im anschließenden Drehbindung steht und jeder Kolben von einer Rückstell- zahlbereich ein relativ flacher Verlauf der Spritzbeginnfeder in Richtung auf seine Ruhelage beaufschlagt Kennlinie erreicht Das bedeutet, daß anfangs verhältist dadurchgekennzeichnet, c nismäßig große Relatiwerdrehungen der Spritzbeginn-

— daß beide Kolben (3, 4) vom Kraftstoffdruck Verstellvorrichtung pro Drehzahländerung und angleichsinnig gegen die Wirkungen der Rück- schließend nur geringere Relatiwerdrehungen pro stellfedern (6,7) beaufschlagbar sind. Drehzahländerung erzielt sind.

— daß der innere Kolben (3) einen von der relati- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine venJluhelage beider Kolben in Verstellrichtung 20 Spritzbeginn-Verstellvorrichtung der im Oberbegriff beabsiandeten Mitnehmer-Anschlag (9) für den des Anspruches 1 angegebener. Bauart so zu verbesäußeren Kolben (4) trägt, sern, daß die Spritzbeginn-Verstellung in Richtung

- dessen Rückstellfeder (7) und Druckfläche (10) »früh« in einem ersten Drehzahlbereich der Brennkraftzueinander sowie gegenüber der Abstimmung maschine verhältnismäßig gering ist und ab einer vorge-Rückstellfeder (6)/DruckfIäche (11) des inneren 25 wählten Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem anKolbens (3) so gewählt sind, schließenden Drehzahlbereich relativ groß ist wobei die

- daß bei Druckbeaufschlagung der Kolben (3,4) Verstellvorrichtung baulich einfach sein soll.

der äußere dem inneren bis zum Mitnehmer- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kenn-

Anschlag (9) nacheilt bevor beide Kolben (3,4) zeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst

gemeinsam verstellt werden. 30 Grundgedanke der Erfindung ist, den mit der Spritz-

2. Sprtaheginn-Verstellvorrichtung nach An- beginn-Verstellvorrichtung unmittelbar in Antriebsverspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse- bindung stehenden Kolben gegen eine Rückstellfeder bohrung (5) als Stufenbohrung ausgebildet ist, die in von solcher Härte wirken zu lassen, daß bei einer vorgedem im Durchmesser größeren Teil (5") den äuße- wählten Drehzahl der Brennkraftmaschine der drehren, als Ring ausgebildeten Kc Den (4) aufnimmt und 35 zahlabhängige Kraftstoffdruck durch eine relativ kleine deren Wandung des im Durchmesser kleineren Teils Kolbenfläche zur Überwindung der Federkraft für eine (5') als Gleitfläche für den inneren Kolben (3) dient weitere Verstellung nach »früh« nicht mehr ausreicht

Für eine weitere Verstellung schlägt ein vom drehzahl-

abhängigen Kraftstoffdruck gege?' den Widerstand ei-

40 ner gesonderten Feder nachgeführter, weiterer Kolben mit relativ großer Kolbenfläche fur den Kraftstoffdruck

Die Erfindung betrifft eine Spritzbeginn-Verstellvor- am ersten Kolben an, wobei die Summe der Kräfte aus

richtung für Kraftstoff-Einspritzpumpen von Brenn- dem Kraftstoffdruck und den beiden Kolbenflächen ei-

kraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspru- ne raschere Verstellung nach »früh« bewirkt. Damit ^cnes '· 45 wird der Spritzbeginn ab der vorgewählten Drehzahl

Eine Spritzbeginn-Versteilvorrichtung dieser Bauart bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine pro ist beispielsweise aus der DE-OS 30 10 312 bekannt. Drehzahländerung schneller auf »früh« verstellt wäh-Hierbei ist ein Kolben im Innern des anderen Kolbens rend die Frühverstellung des Spritzbeginns pro Drehrelativ zu diesem verschiebbar angeordnet. Zur dreh- Zahländerung bei niederen Drehzahlen der Brennkraftzahlabhängigen Spritzbeginnverstellung nach einer be- 50 maschine demgegenüber deutlich geringer sein kann, kannten Grundcharakteristik wird der innere Kolben Zur Festlegung der Neigungen der Äste der Verstellvom drehzahlabhängigen Kraftstoffdruck in der Kraft- kennlinie dient neben dem Flächenverhältnis der beiden stoffpumpe beaufschlagt. Der äußere Kolben ist durch Kolben auch das Verhältnis der Federhärten der paral-Kraftstoffdruck zum inneren Kolben gegensinnig be- IeI geschalteten Rückstellfedern. Durch die Kombinawegbar. Erreicht ist damit die Parallelverschiebung der 55 tion unterschiedlich harter Federn kann ein und dersel-Spritzverstell-Kennlinie nach der Grundcharakteristik be Spritzversteller lediglich durch Verändern der Feüber der Drehzahl der Brennkraftmaschine, wobei die dem für verschiedene Brennkraftmaschinen verwendet Veränderung des Spritzbeginns unabhängig von der je- werden,
weiligen Drehzahl erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung bietet sich

Für die Anpassung eines Einspritzzeitpunktes an die eo durch ihren einfachen Aufbau in vorteilhafter Weise als jeweilige Drehzahl sind ferner Spritzbeginn-Verstell- hydraulischer Stellmotor für eine elektronische Spritzvorrichtungen mit Spritzverstell-Kennlinien bekannt, beginn-Verstellung an.

die einen geknickten Verlauf aufweisen. Solche Verstell- Eine Ausgestaltung der Erfindung geht aus dem An-

vorrichtungen sind beispielsweise in der DE-OS Spruch 2 hervor.

31 21 108 beschrieben und gezeigt. Hiernach wird es als 65 Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

bekannt beschrieben, einer ersten Feder nach Zurückle- ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher

gung eines bestimmten Hubes des Verstellkolbens eine beschrieben. Es zeigt

zweite Feder zuzuschalten, so daß durch das verspätete F i g. 1 eine Kolbenanordnung für eine Spritzbeginn-