DE3319124C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat
für eine Brennkraftmaschine, wie einem Diesel
motor, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Dieselmotoren werden mit Kraftstoff mit Hilfe
von Kraftstoffeinspritzpumpen versorgt, die den Kraft
stoff periodisch bezüglich der Drehung der Kurbelwelle
der Brennkraftmaschine unter Druck setzen, um eine Kraft
stoffeinspritzung in die Brennkammern der Brennkraftma
schine mit einer gewünschten zeitlichen Steuerung vorzu
nehmen. Sobald Kraftstoff in die Brennkammern eingespritzt
wird, trifft der Kraftstoff auf hoch komprimierte und er
wärmte Luft, so daß er spontan verbrennt. Daher ist die
Zeit des Beginns der Kraftstoffeinspritzung eine wesent
liche Einflußgröße, die den Kraftstoffverbrennungsverlauf
bestimmt. Die Variation der Kraftstoffeinspritz-Durchfluß
menge mit dem Drehwinkel der Kurbelwelle während jedes
Kraftstoffeinspritzhubes beeinflußt ebenfalls den Kraft
stoffverbrennungsverlauf.
Insbesondere bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge
hängen die Kennlinien oder Kennmuster der Kraftstoffein
spritz-Durchflußmenge gegenüber den Kurbelwinkeln von den
Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, wie die Bela
stung derselben ab. Bei geringerer Belastung sollte die
Kraftstoffeinspritzkurve breitnasig und in Richtung von
größeren Kurbelwinkeln abgeschrägt sein (s. Fig. 1), so
daß die Kraftstoffeinspritzmenge und somit die Verbrennungs
kammertemperatur und der entsprechende Druck allmählich größer werden.
Hierdurch wird die Bildung von schädlichem
Stickstoffoxid (NOx) im Abgas auf ein Minimum verringert.
Um eine entsprechende Leistungsabgabe bei höheren Belastun
gen zu gewährleisten, sollte andererseits die Kraftstoff
einspritzkurve bei höheren Belastungen spitznasig bzw.
spitzhöckrig sein (s. Fig. 2), um eine intensive Ver
brennung zu bewirken. Auch hierdurch wird die Bildung von
unerwünschten Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas, von Rauch
und von Makroteilchen auf ein Minimum reduziert.
Aus der DE-OS 30 10 729 ist ein Kraftstoffeinspritzpumpen
aggregat mit zwei parallel in einem Läufer angeordneten
Einspritzpumpen bekannt, die, untereinander verbunden,
jeweils gemeinsam auf eine Einspritzleitung arbeiten, die
nacheinander in zeitweilige Strömungsverbindung mit den
Einspritzdüsen der Verbrennungsräume eines Motors tritt.
Die Steuerung des Saug- bzw. Druckhubes der Einspritzpumpen
erfolgt über verstellbare Nockenringe am Umfang des Läufers,
mit denen die Einspritzpumpen bei der Drehung des Läufers in
Eingriff sind und durch die die Radialkolben der Einspritz
pumpen infolge des Nockenprofils der Nockenringe angetrieben
werden.
Bei einer derartigen Einrichtung erfolgt die Steuerung der
Kraftstoffeinspritzmenge durch die Bestimmung der Einspritz
dauer, d. h. durch die Festlegung des Zeitpunktes des Ein
spritzbeginns im Verhältnis zum Kurbelwinkel sowie der ent
sprechenden Bestimung des Endzeitpunktes des Einspritzvor
ganges.
Mit einem derartigen Einspritzpumpenaggregat kann zwar
bereits eine differenziertere zeitliche Verteilung der
Kraftstoffeinspritzmenge während eines Einspritztaktes er
folgen. Die ständig steigenden Anforderungen an Verbren
nungsmotoren in bezug auf eine Verringerung der Schadstoff
emission unter allen Betriebsbedingungen sowie eine ange
messene Leistungsabgabe in Abhängigkeit von den Belastungen
des Verbrennungsmotors lassen jedoch eine weitere Erhöhung
der Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzung bezüglich des
Einspritzzeitpunktes und der Einspritzmenge zur
Gewährleistung des Motorbetriebes unter ständig optimalen
Bedingungen als wünschenswert erscheinen. Zu diesem Zweck sollte die
Einspritzmengenkennlinie in größerer Variabilität als bisher
gesteuert werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Kraftstoffein
spritzpumpenaggregat der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, den
Kraftstoffeinspritzvorgang noch genauer als bisher zu steuern
und bezogen auf den Kurbelwinkel und die Belastung der Brenn
kraftmaschine stets eine angemessene Kraftstoffmenge zur
Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend dem kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die
Ventileinrichtung aus zwei Mengenventilen besteht, daß jeder
Einspritzpumpe ein Mengenventil zugeordnet ist und daß die
Mengenventile unabhängig voneinander in Abhängigkeit von
zumindest einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine
steuerbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind
in den Unteransprüchen gekennzeichnet,
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigt
Fig. 1 ein Diagramm einer gewünsch
ten Kraftstoffeinspritzkennlinie
bei einer geringen Belastung der Brenn
kraftmaschine,
Fig. 2 ein Diagramm einer gewünsch
ten Kraftstoffeinspritzkennlinie
bei einer hohen Belastung der Brennkraft
maschine,
Fig. 3 ein Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat
gemäß einer Ausführungsform der Er
findung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffein
spritzpumpenaggregates gemäß Fig. 3 in Verbindung mit an der
Peripherie liegenden Einrichtungen,
Fig. 5 ein Diagramm einer Kraftstoff
einspritzkennlinie des Kraftstoffeinspritzpumpenaggregates
nach Fig. 3 und 4, und
Fig. 6 eine Schnittansicht eines der Verwendung findenden elektrisch betrie
benen Steuerventile.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird eine
Ausführungsform der Erfindung bei einem Kraftstoffein
spritzpumpenaggregat der Verteilerbauart beschrieben, das ein Ge
häuse 10 und eine Antriebswelle 11 aufweist. Die Antriebwelle
11 verläuft drehbeweglich in das Gehäuse 10. Die Antriebs
welle 11 ist mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
mit Hilfe einer entsprechenden Verbindungseinrichtung ver
bunden, die derart beschaffen und ausgelegt ist, daß die
Antriebwelle 11 sich halb so schnell wie die Kurbelwelle
dreht.
Ein Rotor 12 erstreckt sich drehbeweg
lich durch axial im Abstand angeordnete erste und zweite
zylindrische Hülsen 13 und 14, die fest an dem Gehäuse 10
angebracht sind. Der Rotor 12 ist koaxial mit der Antriebs
welle 11 mit Hilfe einer Keilverbindung 15 verbunden, so
daß sich der Rotor 12 zusammen mit der Antriebswelle 11
dreht. Der Rotor 12 hat erste und zweite, diametral ver
laufende Bohrungen 16 und 17, die dem Mittelspalt zwischen
den zylindrischen Hülsen 13 und 14 gegenüberliegen. Ein
erstes Paar von Kolben 18 und 19 ist gleitbeweglich in der
ersten Bohrung 16 angeordnet, so daß die Kolben 18 und
19 sich radial bezüglich des Rotors 12 bewegen können. Die
Kolben 18 und 19 haben einen Abstand voneinander, so daß
eine erste Arbeitskammer 20 zwischen den Kolben 18 und 19
begrenzt wird. Ähnlich ist ein zweites Paar von Kolben 21
und 22 gleitbeweglich in die zweite Bohrung 17 eingesetzt,
und eine zweite Arbeitskammer 23 wird zwischen den Kolben
21 und 22 begrenzt.
Der Rotor 12 hat einen ersten blinden axialen Durchgang 24,
dessen eines Ende sich in die erste Arbeitskammer 20 öff
net und dessen anderes Ende geschlossen ist. Der Rotor 12
hat einen ersten und diametral verlaufenden Einlaßdurchgang 25
und einen ersten radialen Auslaßdurchgang 26. Der Einlaß
durchgang 25 schneidet den axialen Durchgang 24, so daß
die Durchgänge 24 und 25 miteinander in Verbindung stehen.
Beide Enden des Einlaßdurchganges 25 öffnen sich auf der
Umfangsfläche des Rotors 12. Das innere Ende des Auslaß
durchgangs 26 öffnet sich in den axialen Durchgang 24. Das
äußere Ende des Auslaßdurchgangs 26 öffnet sich auf der
Umfangsfläche des Rotors 12.
Der Rotor 12 hat einen zweiten blinden axialen Durchgang
27, dessen eines Ende sich in die zweite Arbeitskammer 23
öffnet und dessen anderes Ende geschlossen ist. Der Rotor
12 hat einen zweiten diametralen Einlaßdurchgang 28 und
einen zweiten radialen Auslaßdurchgang 29. Der Einlaßdurch
gang 28 schneidet den axialen Durchgang 27, so daß die
Durchgänge 27 und 28 miteinander in Verbindung stehen. Die
Enden des Einlaßdurchganges 28 öffnen sich auf der Umfangs
fläche des Rotors 12. Das innere Ende des Auslaßdurchgan
ges 29 öffnet sich in dem axialen Durchgang 27. Das äußere
Ende des Auslaßdurchganges 29 öffnet sich auf der Umfangs
fläche des Rotors 12 .
Die Auslegung der Bohrung 16, der Arbeitskammer 20 und der
Durchgänge 24, 25 und 26 ist spiegelbildlich zu der Bohrung
17, der Arbeitskammer 23 und den Durchgängen 27, 28 und 29
bezüglich der Ebene, die den Rotor 12 in senkrechter Rich
tung halbiert.
Eine Förderpumpe 30 (s. Fig. 4) saugt Kraftstoff von einem Kraftstoff
tank 31 an und fördert den Kraftstoff zu einem Einlaß 32,
der in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Ein Kraftstoffilter
33 entfernt Schmutz aus dem Kraftstoff, der aus der Förder
pumpe 30 in Richtung zu dem Einlaß gefördert wird. Eine
Überleitungspumpe 34, die sich in dem Gehäuse 10 befindet,
zieht Kraftstoff über den Einlaß 32 ein, der zu dem Ein
laß der Überleitungspumpe 34 führt. Die Überleitungspumpe
34 ist mechanisch mit dem Rotor 12 verbunden, so daß die
Brennkraftmaschine die Überleitungspumpe 34 über die An
triebswelle 11 und den Rotor 12 antreibt. Ein Druckregel
ventil 35 ist über der Überleitungspumpe 34 angeschlossen,
um den Kraftstoffdruck über der Überleitungspumpe 34 zu
regeln. Die Kombination aus Überleitungspumpe 34 und Regel
ventil 35 ist so beschaffen und ausgelegt, daß der Kraft
stoffdruck über der Überleitungspumpe 34 in Form einer vor
bestimmten Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine
variiert.
Die Überleitungspumpe 34 drückt den Kraftstoff in Richtung
auf das erste und das zweite Kraftstoffdurchflußmengen
regelventil bzw. die Mengenventile 36 und 37 über die Kraftstoffdurchgänge 38, 39,
40 und 41, die in die Wandungen des Gehäuses 10 ausgebildet
sind. Ein Ende des am weitesten stromabwärts liegenden
Durchgangs 41 führt zu der Überleitungspumpe 34 über die
Durchgänge 38, 39 und 40. Das andere Ende des Durchganges
41 hat zwei Verzweigungen, die jeweils in Verbindung mit
dem ersten und zweiten Mengenventil 36 und 37
stehen.
Ein erster Satz von Kraftstoffeinlaßöffnungen 42, die in
den Wandungen der ersten Hülse 13 und dem Gehäuse 10 aus
gebildet sind, erstrecken sich radial bezüglich der Hülse
13. Die Einlaßöffnungen 42 sind in festen Winkelabständen
zueinander angeordnet. Die äußeren Enden der Einlaßöff
nungen 42 führen zu dem ersten Mengenventil
36, so daß die Einlaßöffnungen 42 in Verbindung mit dem
Durchlaß 41 über das Mengenventil 36 stehen können. Die inneren
Enden der Einlaßöffnungen 42, die sich auf der inneren Flä
che der Hülse 13 öffnen, sind derart angeordnet, daß das
Ende des Einlaßdurchganges 25 sequentiell mit jedem der
inneren Ende der Einlaßöffnungen 42 in Ausrichtung und
außer Ausrichtung kommt, wenn sich der Rotor 12 dreht.
Somit kann der Kraftstoff von dem ersten Durchflußmengen-
Mengenventil 36 zu der ersten Arbeitskammer 20 über irgend
eine der Einlaßöffnungen 42, den Einlaßdurchgang 25 und
den axialen Durchgang 24 geleitet werden. Die Anzhal von
Einlaßöffnungen 42 ist gleich der Anzahl der Brennkammern
der Brennkraftmaschine.
Ähnlich erstreckt sich ein zweiter Satz von Kraftstoff
einlaßöffnungen 43, die in den Wandungen der zweiten
Hülse 14 und dem Gehäuse 10 ausgebildet sind, radial be
züglich der Hülse 14. Die äußeren Enden der Einlaßöffnun
gen 43 führen zu dem zweiten Mengenventil
37, so daß die Einlaßöffnungen 43 in Verbindung mit dem
Durchgang 41 über das Mengenventil 37 stehen können. Die inneren
Enden der Einlaßöffnungen 43, die sich auf der inneren
Fläche der Hülse 14 öffnen, sind derart angeordnet, daß
das Ende des Einlaßdurchganges 28 sequentiell mit jedem
der inneren Enden der Einlaßöffnungen 43 in Ausrichtung
und außer Ausrichtung bringbar ist, wenn sich der Rotor 12
dreht. Somit kann der Kraftstoff von dem zweiten
Mengenventil 37 zu der zweiten Arbeitskammer 23 über
irgendeine der Einlaßöffnungen 43, den Einlaßdurchgang 28
und den axialen Durchgang 27 geleitet werden.
Die Mengenventile 36 und 37 sind magnetisch
oder elektrisch betreibbar. Wenn das erste Ventil 36 elek
trisch erregt und entregt wird, stellt
es jeweils eine Verbindung zwischen dem Durchgang 41 und den Einlaß
öffnungen 42 her und sperrt diese Verbindung wie
der ab. Wenn das erste Ventil 36 durch ein Impulssignal
mit einer hohen Frequenz betätigt wird, hängt die Kraft
stoffdurchflußmenge durch das erste Ventil 36 daher von
dem Impulsfaktor bzw. dem Tastverhältnis des Impulssignals
ab.
Wenn entsprechend das zweite Ventil 37 elektrisch erregt und ent
regt wird, stellt es jeweils eine Verbindung
zwischen dem Durchgang 41 und den Einlaßöffnungen 43
her und sperrt diese Verbindung wieder ab. Wenn das
zweite Ventil 37 durch ein Impulssignal mit einer hohen
Frequenz betätigt wird, hängt die Kraftstoffdurchfluß
menge durch das zweite Ventil 37 von dem Impulsfaktor bzw.
dem Tastverhältnis des Impulssignals ab.
Zwischen den Hülsen 13 und 14 sind axial im Abstand erste
und zweite Nockentrommeln 44 und 45 in dem Gehäuse 10 an
geordnet, die den Rotor 12 konzentrisch umgeben und je
weils den ersten und zweiten Bohrungen 16 und 17 gegenüber
liegen. Der Innendurchmesser der ersten Nockentrommel 44
ist größer als der Außendurchmesser des Ro
tors 12 in dem Maße, daß ein erstes Paar von Rollen 46 und 47 zwischen
der Nockentrommel 44 und dem Rotor 12 einsetzbar ist, die
parallel zu dem Rotor 12 ausgerichtet sind. Die äußeren
Enden der Kolben 18 und 19, die vom Rotor 12 vorstehen und
in Eingriff mit den Rollen 46 und 47 kommen, ermöglichen,
daß sich die Rollen 46 und 47 um ihre Achsen
drehen. Die innere Fläche der ersten Nockentrommel
44 hat in Umfangsrichtung in Abständen angeordnete Nocken
vorsprünge. Die Rollen 46 und 47 arbeiten mit der Nocken
fläche der ersten Nockentrommel 44 zusammen. Wenn sich
der Rotor 12 dreht, drehen sich die Rollen 46 und 47 um
die Achse des Rotors 12 in Übereinstimmung mit der Drehung
des Rotors 12, währenddessen sie sich auch gleichzeitig um ihre
Achsen drehen und hierdurch den
Eingriffszustand mit der inneren Fläche der Nockentrommel
44 und den Kolben 18 und 19 aufrechterhalten. Wenn sich
die Rollen 46 und 47 auf den Nockenvorsprüngen heben, be
wegen sich die Rollen 46 und 47 radial nach innen und
drücken die Kolben 18 und 19 in dieselbe Richtung, wodurch
die erste Arbeitskammer 20 verkleinert wird. Wenn die Rol
len 46 und 47 sich auf den Nockenvorsprüngen wieder fal
lend bewegen, bewegen sie sich radial
nach außen und ermöglichen, daß sich die Kolben 18 und
19 in dieselbe Richtung bewegen, wodurch die erste Ar
beitskammer 20 vergrößert wird. Die Anzahl der Nocken
vorsprünge entspricht der Anzahl der Brennkammern der
Brennkraftmaschine.
Ähnlich ist der Innendurchmesser der zweiten Nockentrommel 45
größer als der Außendurchmesser des Rotors 12,
so daß ein zweites Paar von Rollen 48 und 49, die paral
lel zum Rotor 12 ausgerichtet sind, zwischen der Nocken
trommel 45 und dem Rotor 12 angeordnet werden können.
Die äußren Enden der Kolben 21 und 22 stehen von dem Ro
tor 12 vor und arbeiten mit den Rollen 48 und 49 jeweils
derart zusammen, daß sich die Rollen 48 und 49 um ihre
Achsen drehen können. Die innere Flä
che der zweiten Nockentrommel 45 hat Nockenvorsprünge
ähnlich jenen, die auf der ersten Nockentrommel 44 ausge
bildet sind. Die Rollen 48 und 49 arbeiten mit dieser
Nockenfläche der zweiten Nockentrommel 45 zusammen. Wenn
sich der Rotor 12 dreht, drehen sich die Rollen 48 und
49 um die Achse des Rotors 12 in Übereinstimmung mit der
Drehbewegung des Rotors 12, währenddessen sie sich ebenfalls
auch um ihre Achsen drehen und somit den
Eingriffszustand mit der inneren Fläche der Nocken
trommel 45 und den Kolben 21 und 22 aufrechterhalten. Der
Eingriffszustand zwischen den Rollen 48 und 49 und der
Nockentrommel 45 und der Eingriffszustand zwischen den
Rollen 48 und 49 und den Kolben 21 und 22 ermöglichen eine
Verkleinerung und Vergrößerung der zweiten Arbeitskammer
23 auf die gleiche Art und Weise wie im Zusammenhang mit
der ersten Arbeitskammer 20 beschrieben.
Ein erster Satz von Kraftstoffauslaßöffnungen 50, die
in den Wandungen der ersten Hülse 13 und des Gehäuses 10
ausgebildet sind, erstrecken sich radial bezüglich der
Hülse 13. Die Auslaßöffnungen 50 sind in festen Winkelab
ständen zueinander angeordnet. Die Anzahl von Auslaßöff
nungen 50 entspricht der Anzahl der Brennkammern der Brenn
kraftmaschine. In Fig. 4 ist nur eine der Auslaßöffnun
gen 50 gezeigt. Die inneren Enden der Auslaßöffnungen 50
öffnen sich auf der inneren Fläche der Hülse 30 an sol
chen Stellen, daß das äußere Ende des ersten Auslaßdurch
ganges 26 sequentiell mit jedem der inneren Enden der Aus
laßöffnungen 50 in Ausrichtung und außer Ausrichtung bring
bar ist, wenn sich der Rotor 12 dreht. Somit kann der Kraft
stoff von der ersten Arbeitskammer 20 zu irgendeinem der
Auslaßöffnungen 50 über den axialen Durchgang 24 und den
Auslaßdurchgang 26 geleitet werden. Das äußere Ende jeder
Auslaßöffnung 50 steht in Verbindung mit einer Kraftstoff
auslaßleitung 51 über ein Rückschlagventil 52. Jede Kraft
stoffauslaßleitung 51 führt zu einer Kraftstoffeinspritz
düse 53, die derart beschaffen und aus
gelegt ist, daß sie Kraftstoff in eine zugeordnete Brenn
kammer der Brennkraftmaschine einspritzt. Somit kann der
Kraftstoff von den Auslaßöffnungen 50 zu den Kraftstoff
einspritzdüsen 53 über die Rückschlagventile 52 und
die Auslaßleitungen 51 geleitet werden. Jedes Rück
schlagventil 52 ermöglicht, daß ein Kraftstofffluß nur
in Richtung von der Auslaßöffnung 50 zu der Auslaßleitung
51 möglich ist. Die Anzahl der Auslaßleitungen 51, der
Rückschlagventile 52 und der Kraftstoffeinspritzdüsen
53 entspricht der Anzahl der Brennkammern der Brennkraft
maschine. In Fig. 4 ist nur eine Kombination einer Aus
laßleitung 51, eines Rückschlagventils 52 und einer Kraft
stoffeinspritzdüse 53 gezeigt.
Der Winkelzusammenhang zwischen dem ersten Einlaßdurch
gang 25 und den Einlaßöffnungen 42 ist derart, daß der
Einlaßdurchgang 25 in Verbindung mit einem der Einlaß
öffnungen 42 steht, wenn sich die erste Arbeitskammer 20
vergrößert. Somit tritt der Kraftstoff, der durch die
Überleitungspumpe 34 unter Druck gesetzt wird, in den
Einlaßdurchgang 25 über eine der Einlaßöffnungen 42 ein
und strömt in Richtung auf die erste Arbeitskammer 20
über den axialen Durchgang 24, wenn die erste Arbeits
kammer 20 expandiert. Auf diese Weise wird ein Kraftstoff
ansaughub bewirkt. Da die Kraftstoffdurchflußmenge durch
das erste Ventil 36 von dem Impulsfaktor bzw. Tastver
hältnis des das erste Ventil 36 antreibenden Impulssigna
les abhängig ist, hängt die zur ersten Arbeitskammer 20
während jedes Kraftstoffansaughubes abgegebene Kraftstoff
menge auch von dem Impulsfaktor bzw. dem Tastverhältnis
des Impulssignals ab. Der Winkelzusammenhang zwischen dem
ersten Auslaßdurchgang 26 und den Auslaßöffnungen 50 ist
derart, daß der Auslaßdurchgang 26 in Verbindung mit
einem der Auslaßöffnungen 50 steht, wenn sich die erste
Arbeitskammer 20 verkleinert. Somit wird der Kraftstoff
aus der ersten Arbeitskammer 20 in Richtung einer der Aus
laßöffnungen 50 über den axialen Durchgang 24 und den Aus
laßdurchgang 26 gedrückt, wenn sich die erste Arbeitskam
mer 20 verkleinert. Der Kraftstoff wird dann von der Aus
laßöffnung 50 in Richtung auf die zugeordnete Kraftstoff
einspritzdüse 53 über das Rückschlagventil 52 und die
Auslaßleitung 51 geleitet, bevor der Kraftstoff über die
zugeordnete Kraftstoffeinspritzdüse 53 in die Brennkam
mer der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Auf diese
Weise wird ein Kraftstoffeinspritzhub ausgeführt. Da die
Menge des zu der ersten Arbeitskammer 20 während jedes
Kraftstoffansaughubes abgegebene Kraftstoffmenge von dem
Impulsfaktor bzw. dem Tastverhältnis des Impulssignales
abhängig ist, der das erste Ventil 36 antreibt, hängt auch
die aus der ersten Arbeitskammer 20
während jedes Kraftstoffeinspritzhubes abgegebene
Kraftstoffmenge von dem Impulsfaktor bzw. dem Tastverhält
nis des Impulssginales ab.
Ein zweiter Satz von Kraftstoffauslaßöffnungen 54, die
in den Wandungen der zweiten Hülse 14 und des Gehäuses 10
ausgebildet sind, verläuft radial bezüglich der Hülse 14.
Die Auslaßöffnungen 54 sind in festen Winkelabständen an
geordnet. Die Anzahl von Auslaßöffnungen 54 entspricht
der Anzahl der Brennkammern der Brennkraftmaschine. In
Fig. 4 ist nur eine der Auslaßöffnungen 54 gezeigt. Die
inneren Enden der Auslaßöffnungen 54 öffnen sich auf der
inneren Fläche der Hülse 14 und sind derart angeordnet, daß
das äußere Ende des zweiten Auslaßdurchganges 29 sequen
tiell mit jedem der inneren Enden der Auslaßöffnungen 54
in Ausrichtung und außer Ausrichtung bringbar ist, wenn
sich der Rotor 12 dreht. Somit kann der Kraftstoff von der
zweiten Arbeitskammer 23 zu einer der Auslaßöffnungen 54
über den axialen Durchgang 27 und den Auslaßdurchgang 29
geleitet werden. Die äußeren Enden der Auslaßöffnungen 54
stehen in Verbindung mit den Kraftstoffauslaßleitungen 51
über zugeordnete Rückschlagventile 55. Somit kann der Kraft
stoff von jeder Auslaßöffnung 54 zu der zugeordneten Kraft
stoffeinspritzdüse 53 über ein Rückschlagventil 55 und
eine Auslaßleitung 51 geleitet werden. Die Rückschlagven
tile 55 lassen einen Kraftstoff nur in Richtung von
der Auslaßöffnung 54 zu der Auslaßleitung 51 zu. Die An
zahl der Rückschlagventile 55 ist gleich der Anzahl der
Brennkammern der Brennkraftmaschine. In Fig. 4 ist nur
eines der Rückschlagventile 55 gezeigt.
Der Winkelzusammenhang zwischen dem zweiten Einlaßdurch
gang 28 und den Einlaßöffnungen 43 ist derart, daß der
Einlaßdurchgang 28 in Verbindung mit einer der Einlaßöff
nungen 43 steht, wenn die zweite Arbeitskammer 23 ex
pandiert. Somit tritt der durch die Überleitungspumpe 34
unter Druck gesetzte Kraftstoff in den Einlaßdurchgang 28
über eine der Einlaßöffnungen 43 ein und strömt in Richtung
zu der zweiten Arbeitskammer 23, wenn diese expan
diert. Auf diese Art und Weise wird ein Kraftstoffansaug
hub ausgeführt.
Der Winkelzusammenhang zwischen dem zweiten Auslaßdurch
gang 29 und den Auslaßöffnungen 54 ist derart, daß der
Auslaßdurchgang 29 in Verbindung mit einer der Auslaß
öffnungen 54 steht, wenn die zweite Arbeitskammer 23 klei
ner wird. Somit wird Kraftstoff aus der zweiten Arbeits
kammer 23 in Richtung einer der Auslaßöffnungen 54 über
den axialen Durchgang 27 und den Auslaßdurchgang 29 heraus
gedrückt, wenn sich die zweite Arbeitskammer 23 verkleinert.
Der Kraftstoff wird dann von der Auslaßöffnung 54 zu der
zugeordneten Kraftstoffeinspritzdüse 53 über das Rück
schlagventil 55 und die Auslaßleitung 51 geleitet, bevor
der Kraftstoff über die zugeordnete Kraftstoffeinspritz
düse 53 in die Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt
wird. Auf diese Art und Weise erfolgt eine Kraftstoffein
spritzung. Die Menge des aus der zweiten Arbeitskammer 23
während jedes Kraftstoffeinspritzhubes herausgedrückten
Kraftstoffes hängt von dem Impulsfaktor bzw. dem Tastver
hältnis des Impulssignals ab, durch das das zweite Ventil
37 angetrieben wird.
Die effektive, während eines Einspritzhubes in die Brenn
kammer eingespritzte Kraftstoffmenge und das Profil
der Einspritzkurve werden durch Überlagerung
der von jeder der Einspritzpumpen geförderten
Kraftstoffmenge in der gemeinsamen Auslaßleitung
51 bestimmt. Durch Kraftstoffzumessung zu den Ar
beitskammern 20, 23 steuern die Mengenventile 36, 37
die von jeder Einspritzpumpe förderbare Kraftstoff
menge.
Die erste Nockentrommel 44 wird von dem Gehäuse 10
derart getragen, daß sie um ihre Achse relativ zum Gehäuse 10
drehbar bzw. schwenkbar ist. Ein erster Zeitsteuerzylin
der 60 ist fest mit der äußeren Fläche des Gehäuses 10 ver
bunden. Ein erster Zeitsteuerkolben 61 ist gleichbeweglich
in dem Zeitsteuerzylinder 60 angeordnet. Der Zeitsteuerkol
ben 61 ist mit der ersten Nockentrommel 44 über eine erste
Verbindungsstange 62 verbunden, die sich durch die Wandung
des Gehäuses 10 erstreckt. Die Kombination aus Zeitsteuer
zylinder 60 und Zeitsteuerkolben 61 ist derart beschaffen,
daß durch die Bewegung des Kolbens 61 die Nocken
trommel 44 geschwenkt wird. Primäre und sekundäre Zeit
steuerkammern 63 und 64 sind im ersten Zylinder 60 den
Enden des ersten Kolbens 61 gegenüberliegend ausgebildet.
Eine Feder 65 befindet sich in der primären Zeitsteuerkammer 63 und ist
zwischen dem Zylinder 60 und dem Kolben 61 angeordnet, um
den Kolben 61 relativ zum Zylinder 60 zu drücken. Der erste
Kolben 61 bewegt sich in Abhängigkeit von der Druckdifferenz
zwischen den Zeitsteuerkammern 63 und 64.
Die zweite Nockentrommel 45 wird auf ähnliche Weise wie
die erste Nockentrommel 44 von dem Gehäuse 10 getragen. Ein
zweiter Zeitsteuerzylinder 66 ist fest mit der äußeren Flä
che des Gehäuses 10 verbunden. Ein zweiter Zeitsteuerkolben 67
ist gleitbeweglich in dem Zeitsteuerzylinder 66 angeordnet.
Der Zeitsteuerkolben 67 ist mit der zweiten Nockentrommel 45
mit Hilfe einer zweiten Verbindungsstange 68 verbunden, die
sich durch die Wandung des Gehäuses 10 erstreckt. Die Kom
bination aus Zeitsteuerzylinder 66 und Zeitsteuerkolben 67
ist derart beschaffen und ausgelegt, daß die Bewegung des
Kolbens 67 bewirkt, daß sich die Nockentrommel 54 schwenkt.
Primäre und sekundäre Zeitsteuerkammern 69 und 70 sind in
dem zweiten Zylinder 66 den Enden des zweiten Kolbens 67
gegenüberliegend ausgebildet. Eine Feder 71, die sich in
der primären Kammer 69 befindet, ist zwischen dem Zylinder
66 und dem Kolben 67 angeordnet, um den Kolben 67 relativ
zum Zylinder 66 zu drücken. Der zweite Kolben 67 bewegt sich
in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Zeitsteuer
kammern 69 und 70.
Ein Ende einer ersten Kraftstoffzirkulationsleitung 72,
die in den Wandungen des Gehäuses 10 ausgebildet ist, öff
net sich in den Kraftstoffdurchgang 38,der sich vom Aus
laß der Überleitungspumpe 34 erstreckt. Das andere Ende der
ersten Zirkulationsleitung 72 führt zu einer Pumpenkammer
73, die in dem Gehäuse 10 vorgesehen ist. Ein Ende einer
zweiten Kraftstoffzirkulationsleitung 74, die in den Wan
dungen des Gehäuses 10 ausgebildet ist, steht in Verbindung
mit der Pumpenkammer 73 über ein Druckregelventil 75. Das
andere Ende der zweiten Zirkulationsleitung 74 führt zu dem
Kraftstofftank 31. Somit wird der durch die Pumpen 30 und
34 aus dem Kraftstofftank 31 abgezogene Kraftstoff zu dem
Kraftstofftank 31 über die erste
Zirkulationsleitung 72, die Pumpenkammer 73 und die zweite
Zirkulationsleitung 64 zurückgeleitet. Eine Drosselstelle 76
ist in der ersten Zirkulationsleitung 72 vorgesehen, um die
Kraftstoffdurchflußmenge zu drosseln. Das Regelventil 75
ermöglicht eine Einstellung der Kraftstoffdurchflußmenge,
um den Druck in der Pumpenkammer 73 zu regeln. Viele der be
weglichen Teile in dem Gehäuse 10 befinden sich in der Pum
penkammer 73, so daß sie durch den durch die Pumpenkammer
73 fließenden Kraftstoff geschmiert und gekühlt werden.
Die primäre Zeitsteuerkammer 63 steht in Verbindung mit der
Pumpenkammer 73 über einen Druckdurchgang 77, der durch die
Wandungen des ersten Zeitsteuerzylinders 60 und das Gehäuse
10 geht, so daß die primäre Zeitsteuerkammer 63 mit dem
Druck in der Pumpenkammer 73 versorgt wird. Die zugeordnete
sekundäre Zeitsteuerkammer 64 ist mit der ersten Zirkula
tionsleitung 72 stromabwärts der Drosselteile 76 über einen
Druckdurchgang 78 verbunden, der in den Wandungen des ersten
Zeitsteuerzylinders 60 und des Gehäuses 10 ausgebildet ist.
Eine Drosselstelle 79 ist in dem Druckdurchgang 78 vorge
sehen, um die durchgehende Kraftstoffdurchflußmenge zu dros
seln. Ein Ende eines Druckentlastungsdurchganges 80, der in
den Wandungen des Gehäuses 10 ausgebildet ist, ist mit dem
Druckdurchgang 78 stromab der Drosselstelle 79 verbunden. Das
andere Ende des Entlastungsdurchganges 80 führt zu dem Ein
laß der Überleitungspumpe 34. Ein erstes Elektromagnetventil 81 zur
Steuerung der Kraftstoffeinspritzzeit ist längs des Entlastungsdurchganges 80
vorgesehen. Wenn das erste Ven
til 81 elektrisch erregt und entregt wird, öffnet und sperrt es
jeweils den Entlastungsdurchgang 80 ab. Wenn
der Entlastungsdurchgang 80 offen ist, wird der von dem Aus
laß der Überleitungspumpe 34 zu dem Durchgang 78 gelangte
Kraftstoff zu dem Einlaß der Überleitungspumpe 34 über den
Entlastungsdurchgang 80 zurückgeleitet, so daß der Druck
in der sekundären Zeitsteuerkammer 64 infolge des Druckab
falls an den Drosselstellen 76 und 79 herabgesetzt wird.
Wenn der Entlastungsdurchgang 80 abgesperrt ist, wird der
Kraftstoffrückfluß zu dem Einlaß der Überleitungspumpe 34
über den Entlastungsdurchgang 80 unterbrochen, so daß der
Druck in der sekundären Zeitsteuerkammer 64 ansteigt. Wenn
das erste Ventil 81 durch ein Impulssignal mit einer hohen
Frequenz betrieben wird, hängt die durch das erste Ventil
81 fließende Kraftstoffmenge von dem Impulsfaktor bzw. dem
Tastverhätlnis des Impulssignales ab, so daß der Druck in
der zweiten Zeitsteuerkammer 64 sich entsprechend der Funktion des
Impulsfaktors bzw. des Tastverhältnisses des Impulssig
nals ändert. Somit ändert sich die Differenz des Druckes
zwischen den primären und sekundären Zeitsteuerkammern 63
und 64 in Abhängigkeit vom Impulsfaktor bzw. dem Tast
verhältnis des Impulssignals, der das erste Ventil 81
antreibt.
Da sich der erste Zeitsteuerkolben 61 in Abhängigkeit von
der Differenz des Druckes zwichen der primären und sekun
dären Zeitsteuerkammer 63 und 64, wie zuvor beschrieben,
bewegt, hängt die Position des Kolbens 61 vom Impulsfaktor
bzw. vom Tastverhältnis des Impulssignales ab, mit dem das
erste Elektromagnetventil 81 betrieben wird.
Wenn sich der Kolben 61 in Richtung der Schwenkbewegung der
ersten Nockentrommel 44 in Gegenrichtung zur Drehung des
Rotors 12 bewegt, wird der Punkt der Kurbelwellenumdrehung
der Brennkraftmaschine, an dem das erste Paar von Rollen
46 und 47 auf die Nockenvorsprünge der ersten Nockentrommel
44 trifft, im Sinne einer Voreilung verstellt, so daß auch
die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die
durch die Verschiebung des ersten Paares von Kolben 18 und
19 bewirkt wird, ebenfalls im Sinne einer Voreilung, be
zogen auf den Kurbelwinkel, verstellt wird. Wenn sich der
Kolben 61 in Gegenrichtung bewegt, wird die Zeitsteuerung
der Kraftstoffeinspritzung, die durch die Veschiebung des
ersten Paares von Kolben 18 und 19 bewirkt wird, im Sinne
einer Nacheilung, bezogen auf den Kurbelwinkel, verstellt.
Somit hängt die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung,
die durch die Verschiebung der Kolben 18 und 19 bewirkt wird,
von dem Impulsfaktor bzw. dem Tastverhältnis des Steuersig
nals ab, durch das das erste
Elektromagnetventil 81 angetrieben wird.
Die primäre Zeitsteuerkammer 69 steht in Verbindung mit
der Pumpenkammer 73 über den Druckdurchgang 77, so daß die
primäre Zeitsteuerkammer 69 mit Druck in der Pumpenkammer
73 versorgt wird. Die zugeordnete sekundäre Zeitsteuerkam
mer 70 ist mit der ersten Zirkulationsleitung 72 stromab
der Drosselstelle 76 über einen Druckdurchgang 82 verbun
den, der in den Wandungen des zweiten Zeitsteuerzylinders
66 und des Gehäuses 10 ausgebildet ist. Eine Drosselstelle
83 ist in dem Druckdurchgang 82 vorgesehen, um den Kraft
stoffdurchfluß zu drosseln. Ein Ende eines Druckentlastungs
durchganges 84, der in den Wandungen des Gehäuses 10 aus
gebildet ist, ist mit dem Druckdurchgang 82 stromab der
Drosselstelle 83 verbunden. Das andere Ende des Entlastungs
durchganges 84 führt zu dem Einlaß der Überleitungspumpe 34.
Ein zweites Elektromagnetventil 85 zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzzeit ist längs
des Entlastungsdurchganges 84 vorgesehen, um auf kontrol
lierte Weise den Entlastungsdurchgang 84 abzusperren und zu
öffnen. Die Kombination
aus zweiter Zeitsteuerkammer 70, Druckdurchgang 82, Drossel
stelle 83, Entlastungsdurchgang 84 und zweitem Ventil 85
ist auf ähnliche Art und Weise wie die Kombination aus zwei
ter Zeitsteuerkammer 64, Druckdurchgang 78, Drosselstelle
79, Entlastungsdurchgang 80 und erstem Ventil 81 ausgebildet.
Wenn daher das zweite Ventil 85 durch ein Impulssignal mit
einer hohen Frequenz angetrieben wird, variiert der Druck
in der zweiten Zeitsteuerkammer 70 in Form einer Funktion
des Impulsfaktors bzw. des Tastverhältnisses des Steuer
signals. Die Druckdifferenz zwischen der primären und der
sekundären Zeitsteuerkammer 69 und 70 hängt von dem Tast
verhältnis bzw. dem Impulsfaktor des Impulssignals ab, durch
das das zweite Ventil 85 angetrieben wird.
Da sich der zweite Zeitsteuerkolben 67 in Abhängigkeit der
Druckdifferenz zwischen den Zeitsteuerkammern 69 und 70,
wie zuvor beschrieben, bewegt, hängt die Stellung des Kol
bens 67 von dem Impulsfaktor bzw. dem Tastverhältnis des
Impulssignals ab, mit dem das zweite
Elektromagnetventil 85 angetrieben wird. Wenn sich der Kolben
67 in Richtung der Schwenkbewegung der zweiten Nockentrom
mel 45 in Gegenrichtung zur Drehung des Rotors 12 bewegt,
wird der Punkt der Umdrehung der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine, an dem das zweite Paar von Rollen 48 und 49
auf die Nockenvorsprünge der zweiten Nockentrommel 45 trifft,
im Sinne einer Voreilung verstellt, so daß die Zeitsteuerung
der Kraftstoffeinspritzung, die durch die Verschiebung des
zweiten Paares von Kolben 21 und 22 bewirkt wird, ebenfalls
im Sinne einer Voreilung, bezogen auf den Kurbelwinkel, ver
stellt wird. Wenn sich der Kolben 67 in Gegenrichtung be
wegt, wird die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung,
die durch die Verschiebung des zweiten Paares von Kolben 21
und 22 bewirkt wird, bezogen auf den Kurbelwinkel, im Sinne
einer Nacheilung verstellt. Somit hängt die Zeitsteuerung
der Kraftstoffeinspritzung, die durch die Verschiebung der
Kolben 21 und 22 bewirkt wird, von dem Impulsfaktor bzw.
dem Tastverhältnis des Impulssignals ab, mit dem das zweite
Elektromagnetventil 85 betrieben wird.
Nach Fig. 4 enthält eine Steuerschaltung 86 einen Ein
gabe/Ausgabe (I/O)-Teil 87, eine zentrale Verabeitungs
einheit (CPOU) 88, einen Festwertspeicher (ROM) 89 und
einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 90. Die zentrale Verar
beitungseinheit 88 ist elektrisch mit dem I/O-Teil 87
verbunden und die Speicher 89 und 90 bilden eine Mikro
prozessoreinheit in Verbindung damit. Ein Brennkraftmaschi
nendrehzahlsensor 91 ist mit der Kurbelwelle oder der Nocken
welle der Brennkraftmaschine gekoppelt, um die Drehzahl der
Brennkraftmaschie zu ermitteln. Der Drehzahlsensor 91 er
zeugt ein Signal S 1, das kennzeichnend für die Drehzahl der
Brennkraftmaschine ist. Der Ausgangsanschluß des Drehzahl
sensors 91 ist elektrisch mit dem I/O-Teil 87 verbunden,
um das Brennkraftmaschinendrehzahlsignal S 1 zu der Steuer
schaltung 86 zu übertragen. Ein Gaspedalpositionssensor 92
ist einem Gaspedal (nicht gezeigt) zugeordnet, um die Posi
tion oder den Niederdrückwinkel des Gaspedals
zu ermittlen, der maßgebend für die von der Brennkraft
maschine geförderte Leistung ist. Der Positionssensor 92
erzeugt ein entsprechendes Signal S 2. Der Ausgangsanschluß des
Positionssensors 92 ist elektrisch mit dem I/O-Teil 87 ver
bunden, um das Gaspedalpositionssignal S 2 zu der Steuerschal
tung 86 zu übertragen. Ein
Temperatursensor 93 für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine ist an der Brennkraftmaschine ange
bracht. Dieser erzeugt ein
entsprechendes Signal S 3. Der Ausgangsanschluß des Tem
peratursensors 93 ist elektrisch mit dem I/O-Teil 87 verbun
den, um das Kühlmitteltemperatursignal S 3 der Steuerschal
tung 86 zu übertragen. Die Steuerschaltung 86 erzeugt Im
pulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 in Abhängigkeit von den Sig
nalen S 1, S 2 und S 3, die die Betriebsbedingungen der Brenn
kraftmaschine in der zuvor beschriebenen Weise repräsentie
ren. Die Impulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 werden über den
I/O-Teil 87 ausgegeben. Der I/O-Teil 87 ist elektrisch mit
den Ventilen 36, 37, 81 und 85 verbunden, um die Im
pulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 zu diesen Ventilen
zu übertragen, so daß auf diese Art
und Weise die Ventile 36, 37, 81
und 85 impulsgesteuert angetrieben werden. Die jeweilige Einstellung dieser
Ventile führt zu
Änderungen des Profils der Kraftstoffeinspritzmenge wäh
rend jedes Kraftstoffeinspritzhubes gegenüber dem Kurbel
winkel.
Die Steuerschaltung 86 arbeitet in Abhängigkeit von einem
Programm, das in dem Speicher 89 gespeichert ist. Zuerst
liest die Steuerschaltung 86 die Drehzahl der Brennkraft
maschine und die Gaspedalstellung, die von den Signalen
S 1 und S 2 jeweils abgeleitet werden. Dann bestimmt die
Steuerschaltung 86 gewünschte Basiswerte der jeweiligen
Impulsfaktoren bzw. Tastverhältnisse der Impulssignale S 4,
S 5 , S 6 und S 7 auf der Basis der Drehzahl der Brennkraft
maschine und der Gaspedalstellung. Hierfür hält der Spei
cher 89 vier Tabellen bereit, in denen vier Sätze von ge
wünschten Basiswerten für die Tastverhältnisse der Impuls
signale S 4, S 5, S 6 und S 7 jeweils in Funktionen der Dreh
zahl der Brennkraftmaschine und der Gaspedalstellung ent
halten sind. Drittens liest die Steuer
schaltung 86 die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschi
ne, die von dem Signal S 3 abgeleitet wird. Viertens korri
giert die Steuerschaltung 86 die gewünschten Basiswerte
auf der Basis der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftma
schine. Diese Korrektur erfolgt mit Hilfe einer vorgege
benen Gleichung. Auf diese Weise bestimmt die Steuerschal
tung 86 schließlich die endgültigen gewünschten Werte für
die jeweiligen Tastverhältnisse der Impulssignale S 4, S 5,
S 6 und S 7. Fünftens erzeugt die Steuerschaltung 86 die Im
pulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7, deren Tastverhältnisse
gleich den zuvor erwähnten endgültigen gewünschten Werten
ist. Die Steuerschaltung 86 führt wiederholt die Abfolge
der zuvor beschriebenen Vorgänge periodisch aus. Als Folge
hiervon steuert die Steuerschaltung 86 die Tastverhältnis
se der jeweiligen Impulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 in Ab
hängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der
Gaspedalstellung und der Kühlmitteltemperatur der Brennkraft
maschine.
Die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzung, die durch die
Verschiebung des ersten Paares von Kolben 18 und 19 bewirkt
wird, ist unabhängig von der Zeitsteuerung der Kraftstoff
einspritzung, die durch die Verschiebung des zweiten Paares
von Kolben 21 und 22 bewirkt wird, da die
Elektromagnetventile 81 und 85 jeweils von unabhängigen
Signalen S 6 und S 7 betrieben werden. Ferner ist die Rege
lung der während jedes Kraftstoffeinspritzhubes eingespritz
ten Kraftstoffmenge, die durch die Verschiebung des ersten
Paares von Kolben 18 und 19 bewirkt wird, unabhängig von je
ner, die durch das zweite Paar von Kolben 21 und 22 bewirkt
wird, daß die Mengenventile 36 und 37 jeweils durch
unabhängige Signale S 4 und S 5 angetrieben werden.
Diese Unabhängigkeit ermöglicht eine vielfältige, optimale Veränderung des Pro
fils der Kraftstoffeinspritzdurchflußmenge im Verhältnis zum Kurbel
winkel entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraft
maschine.
Wenn das Drehzahlsignal S 1 der Brennkraftmaschine und das
Gaspedalstellungssignal S 2 eine geringe Belastung der
Brennkraftmaschine angeben, wird - bezogen auf die Kurbelwinkel - die Zeitsteuerung der Kraft
stoffeinspritzung der erste Einspritzpumpe
im Sinne einer Voreilung relativ zu der Zeit
steuerung der Kraftstoffeinspritzung verstellt, die durch
die zweite Einspritzpumpe
bewirkt wird. Wie in Fig. 5 gezeigt, in der die Buchstaben
M und N die Kraftstoffeinspritzdurchflußmengenkurven der
ersten und zweiten Pumpe be
zeichnen, ist die durch die erste Einspritzpumpe einge
spritzte Kraftstoffmenge kleiner als die durch die zweite
Einspritzpumpe eingespritzte Kraftstoffmenge im niederen
Belastungszustand der Brennkraftmaschine. Wie durch den
Buchstaben L in Fig. 5 angedeutet,
wird die sich ergebende gesamte eingespritzte
Kraftstoffmenge, auf ähnliche Weise wie in Fig. 1 gezeigt,
allmählich aufgebaut. Diese Kraftstoffeinspritzkennlinien
im niederen Belastungszustand der Brennkraftmaschine mini
malisieren die Bildung von schädlichen Stickstoffoxid (NOx)
im Abgas.
Wenn das Drehzahlsignal S 1 der Brennkraftmaschine und das
Gaspedalstellungssignal S 2 eine starke Belastung der Brenn
kraftmaschine angeben, wird die Zeitsteuerung der Kraft
stoffeinspritzung, die durch die erste Einspritzpumpe be
wirkt wird, in Übereinstimmung mit jenem der Kraftstoff
einspritzung gebracht, die durch die zweite Einspritzpumpe
bewirkt wird. Hierdurch ergibt sich ein spitzhöckriger Ver
lauf für die resultierenden Kraftstoffein
spritzdurchflußmengenkurven, die ähnlich jener von Fig. 2
sind, so daß eine ausreichend hohe Abgabeleistung der Brenn
kraftmaschine gewährleistet wird und auch die Bildung von
unerwünschtem Kohlenwasserstoff (HC) im Abgas, von Rauch
und Makroteilchen minimalisiert wird.
Fig. 6 zeigt detailliert die als Elektromagnetventile ausgebildeten Ventile 36, 37, 81 und
85. Eine Bohrung 101 erstreckt sich axial durch einen mag
netischen Hauptzylinder 102. Eine
Steuerwicklung 103 ist um einen Spulenkörper 104 gewickelt,
der auf ein Ende des Zylinders 102 aufgesetzt ist. Ein Ven
tilsitzelement 105 liegt der Endlfäche des Zylinders 102
unter Bildung eines Abstandes zu diesem gegenüber, das ein
Kugelelement 106 aufnimmt, das aus einem Material
besteht, daß auf das magnetische Feld anspricht. Ein Gehäuse
107 nimmt den Zylinder 102, den Spulenkörper 104 und das
Sitzelement 105 auf. Das Gehäuse 107 hat ein nach innen ver
laufendes seitliches magnetisches Element 108, das so be
schaffen und ausgelegt ist, daß es die Bewegung des Kugel
elements 106 beeinflußt. Eine Düsenöffnung 109 erstreckt
sich durch die Mitte des Sitzelements 105. Die Düsenöff
nung 109 wird durch das Kugelelement 106 abgesperrt und
geöffnet. Die Wicklung 103 ist elektrisch mit der Steuer
schaltung 86 über eine Verbindungseinrichtung
110 und Leitungen verbunden, um die entsprechenden Impuls
signale S 4, S 5, S 6 und S 7 jeweils zu empfangen. Ein O-Ring
111 ist zwischen dem Zylinder 102 und dem Spulenkörper 104
vorgesehen. Ein O-Ring 113 ist zwischen dem Sitzelement 105
und dem Gehäuse 107 vorgesehen. Eine Abstandsscheibe 114
ist zwischen dem Spulenkörper 104 und dem Zylinder 102 vor
gesehen. Eine Abstandsscheibe 115 ist zwischen dem Zylinder
102 und dem Gehäuse 107 vorgesehen. Ein Umgehungsdurchgang
116 verläuft diametral durch den Zylinder 102 und verbindet
die Bohrung 101 mit dem Zwischenraum zwischen dem Sitzele
ment 105 und der Endfläche des Zylinders 102.
Wenn durch die Wicklung 103 ein elektrischer Strom fließt,
werden der magnetische Hauptzylinder 102 und das magnetische
Element 108 magnetisiert, wodurch das
Kugelelement 106 von dem Sitzelement 105 weggedrückt wird,
bis es in Berührung mit der Endfläche
des magnetischen Hauptzylinders 102 kommt. Somit kann Fluid
durch die Bohrung 101, den Umgehungsdurchgang 116, den
Zwischenraum zwischen dem Zylinder 102 und dem Sitzelement
105 und durch die Düsenöffnung 109 strömen.
Wenn der elektrische Strom unterbrochen wird, werden der
magnetische Hauptzylinder 102 und das magnetische
Element 108 entmagnetisiert. Daher wird das Kugel
element 106 von dem magnetischen Hauptzylinder 102 weggedrückt,
bis es in Berührung mit dem Sitzelement
105 kommt, vorausgesetzt, daß der Druck in der Bohrung 101
größer als der Druck in der Düsenöffnung 109 ist. Hierbei
sperrt das Kugelelement 106 die Düsenöffnung 109 ab, und
es wird somit ein Fluidstrom durch die Bohrung 101, den Um
gehungsdurchgang 116, den Zwischenraum und die Düsenöff
nung 109 verhindert.
Wenn die Impulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 einen hohen Pegel
haben, strömt durch die Steuerwicklung 103 ein elektrischer Strom.
Wenn die Impulssignale S 4, S 5, S 6 und S 7 einen niedrigen
Pegel haben, wird der elektrische Strom unterbrochen.
Bei dem ersten Mengenventil 36
steht die Bohrung 101 in Verbindung mit dem Kraftstoff
durchgang 41 (s. Fig. 3 und 4) und die Düsenöffnung 109
in Verbindung mit den Einlaßöffnungen 42 (s. Fig.
3 und 4). Bei dem zweiten
Mengenventil 37 steht die Bohrung 101 in Verbindung mit dem Kraft
stoffdurchgang 41 (s. Fig. 3 und 4) und die Düsenöffnung
109 in Verbindung mit den Einlaßöffnungen 43 (s. Fig. 3
und 4). Bei dem Elektromagnetventil 81 für die
Einspritzzeit steht die Bohrung 101 in Verbindung mit der sekundären Zeit
steuerkammer 64 (s. Fig. 4) und die Düsenöffnung 109 in
Verbindung mit dem Einlaß der Überleitungspumpe 34. Bei
dem zweiten Elektromagnetventil 85 für die Einspritzzeit steht
die Bohrung 101 in Verbindung mit der sekundären Zeitsteuer
kammer 70 und die Düsenöffnung 109 in Verbindung mit dem
Einlaß der Überleitungspumpe 34.
Die Ventile 36, 37, 81 und 85 können auch eine an
dere Bauart haben und beispielsweise als Schieb
ventil oder Drehventil ausgebildet sein.
Wenn die Erfindung für eine Brennkraftmaschine bestimmt ist,
bei der die Brennkammer jeweils einen Haupt und einen
Hilfsteil haben, kann
eine Hauptkraftstoffeinspritzdüse für jede Hauptbrenn
kammer und eine Hilfs
kraftstoffeinspritzdüse für jede Hilfsbrennkammer vorgesehen
sein. Hierbei kann das erste Kraftstoffeinspritzsystem den
Hauptkraftstoffeinspritzdüsen und das zweite Kraft
stoffeinspritzsystem den Hilfskraftstoffeinspritzdü
sen zugeordnet werden.
Claims (6)
1. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat für eine Brennkraftma
schine, wie einem Dieselmotor, bestehend aus zwei Einspritzpumpen, denen jeweils ein
Spritzversteller für eine Variation des Einspritzbeginns zuge
ordnet ist, wobei die Spritzversteller unabhängig voneinander
ansteuerbar sind und die Einspritzpumpen auf eine gemeinsame,
zu einer Einspritzdüse führende Auslaßleitung arbeiten, und
mit einer Ventileinrichtung zur Beeinflussung der den Ein
spritzpumpen zugeführten Kraftstoffmenge, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ventileinrichtung aus zwei Mengenventilen
(36, 37) besteht, daß jeder Einspritzpumpe (18, 19; 21, 22) ein
Mengenventil (36, 37) zugeordnet ist und daß die Mengenven
tile (36, 37) unabhängig voneinander in Abhängigkeit von
zumindest einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine
steuerbar sind.
2. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mengenventile (36, 37) Elektromagnet
ventile sind.
3. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spritzversteller (44-49) je eine hy
draulische Betätigungsvorrichtung (60-71) aufweisen, die durch
je ein zugehöriges Elektromagnetventil (81, 85) in Abhängigkeit
von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist.
4. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Arbeitskammern (20, 23) der Einspritz
pumpen (18, 19; 21, 22) voneinander getrennt sind.
5. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter die Drehzahl, die
Last und die Temperatur der Brennkraftmaschine sind.
6. Kraftstoffeinspritzpumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß eine zentrale, programmierbare
Steuereinheit (86), insbesondere ein Mikroprozessor, vorgese
hen ist und der Steuereinheit (86) die Drehzahl, die Last und
die Temperatur der Brennkraftmaschine repräsentierende Signale
(S 1, S 2, S 3) zur Bildung von Steuersignalen (S 4-S 7) für
die unabhängige Ansteuerung der als Elektromagnetventile
ausgebildeten Mengenventile (36, 37) für die Steuerung der Einspritzmenge sowie der Elektromagnet
ventile (81, 85) für die Bestimmung des Einspritzzeitpunktes
zugeführt sind.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1982082249U JPS58186165U (ja) | 1982-06-04 | 1982-06-04 | 分配型燃料噴射ポンプ |
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DE102020101799A1 (de) | 2020-01-27 | 2021-07-29 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffbrenners |
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