DE3500618A1

DE3500618A1 - Brennstoff-einspritzpumpe fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3500618A1
Application number: DE19853500618
Authority: DE
Inventors: Michael B. Levin; Michael M. Southfield Mich. Schechter
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1985-07-25
Also published as: GB2153450A; GB8500961D0; JPS60159363A

Description

Müller, Schupfner & Gauger Postfach 8013 69 ■ D-8000 München

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Hans-Peter Gauger Patentanwälte 3500618

European Patent Attorneys Mandataires en brevets europeens

Dr.-Ing. Robert Poschenrieder

(1931 -1972) f
Dr.-Ing. Elisabeth Boettner

(1963-1975)

Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Müller
Dipl.-Chem. Dr. Gerhard Schupfner* Dipl.-Ing. Hans-Peter Gauger

Postfach 80 13 69 Lucile-Grahn-Straße 38 D-8000 München 80

Telefon: (0 89) 4 70 60 55/56 Telex: 5 23016 Telegramm / cable: Zetapatent®. München

Ihr Zeichen / Your ref.

Unser Zeichen /Our ref.

GFK-2793

München/Munich,

10. Januar 1985

Betrifft:/Ret: Anwaltsakte: GFK-27

FORD-WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
OTTOPLATZ 2, 5000 KÖLN-DEUTZ (DE)

Brennstoff-Einspritzpumpe für eine Brennkraftmaschine

"Büro/Office Karlstraße 5 2110 Buchholz Telefon: (04181) 4457 Telex: 2189330

Konten Gauger:

Stadtsparkasse München: 29-16 73 50 (BLZ 701 500 00) Postscheck München: 27 66 88-808 (BLZ 700100 80)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff-Einspritzpumpe für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine der durch den Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

Bei einer aus der US-PS 4 220 128 bekannten Einspritzpumpe dieser Art ist das Überströmventil in Abhängigkeit von der Drehzahl der Maschine gesteuert, um damit die über die Brennstoffkanäle an die einzelnen Maschinenzylinder verteilte Brennstoffmenge veränderlich zu regeln. Aus der US-PS 4 216 752 ist für eine gattungsähnliche Einspritzpumpe die Verwendung eines auch dabei die Zuleitung des Brennstoffes zu den Maschinenzylindern vermittelnden Überströmventils bekannt, dessen einzelne Ventilteile mittels wenigstens zweier Elektromagnete gesteuert werden. Aus der US-PS 4 37 9 442 ist schließlich eine ebenfalls nur gattungsähnliche Einspritzpumpe bekannt, bei der mit einer Zuordnung für jeden Maschinenzylinder ebenfalls dabei jeweils nur durch einen Elektromagneten gesteuerte Überströmventile vorgesehen sind.

Die durch die Patentansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, eine Brennstoff-Einspritzpumpe derart auszubilden, daß sie mit einer Verwendungsmöglichkeit sowohl für eine fremdgezündete als auch für eine eigengezündete Brennkraftmaschine eine mit weniger Kosten und einfacher zu fertigende, kompakte Ausführungsform erhält und es damit auch möglich ist, die in die einzelnen Maschinenzylinder unter einem vorbestimmten Spritzdruck zur Einspritzung kommende Brennstoffmenge sowohl im Volumen als auch im Einspritzzeitpunkt zu verändern.

Die erfindungsgemäße Brennstoff-Einspritzpumpe weist im wesentlichen die Vorteile auf, daß durch die mit dem Verteilerkolben achsgleiche Anordnung des Überströmventils in einer gemeisamen Bohrung des Pumpengehäuses und die dabei gleichzeitig verwirklichte Ausbildung einer dazwischen liegenden Druckkammer mit einer entsprechenden Steuerung des zur Betätigung des Überströmventils vorgesehenen Elektromagneten der Beginn und die Dauer der Zuleitung des Brennstoffs zu den einzelnen Maschinenzylindern einfach verändert werden kann, so daß die Einspritzpumpe mit einer entsprechenden Anpassung dieser Steuerung des Elektromagneten sowohl für fremdgezündete als auch für eigengezündete Brennkraftmaschinen verwendet werden kann. Die Einspritzpumpe läßt sich außerdem äußerst kompakt für einen anhaltend störungsfreien Betrieb ausführen und ergibt für ihre Einzelteile einen einfachen Zusammenbau.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungemäßen Brennstoff-Einspritzpumpe ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Figur 1 einen Längsschnitt der Einspritz

pumpe bei geöffnetem Überströmventil,

Fig. 1A und 1B Querschnitte der Einspritzpumpe

nach den Linien IA-IA und IB-IB in Figur 1,

Figur 2 einen Längsschnitt der Einspritz

pumpe bei geschlossenem Überströmventil und

Fig. 2A und 2B Querschnitte der Einspritzpumpe

nach den Linien ITA-IIA und IIB-IIB in Figur 2.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Einspritzpumpe ist für einen herkömmlichen Antrieb durch eine maschinengetriebene Antriebswelle 10 ausgebildet, auf der ein Steuernocken 12 befestigt ist. Bei einer Verwendung der Einspritzpumpe für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine wird die Antriebswelle 10 mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben, und der Steuernocken 12 ist dann mit vier in der Umfangsrichtung gleich beabstandeten Nockenerhebungen versehen, um einen in einer Bohrung 22 des Pumpengehäuses 24 angeordneten Verteilerkolben 16 zur abwechselnden Ausübung eines Förderhubes und eines Saughubes axial in der Bohrung 22 zu bewegen. Der Steuernocken 12 berührt dafür ständig das untere Ende 14 des Verteilerkolbens 16, mit welchem noch ein Kegelrad 20 verkeilt ist, das mit einem an der Antriebswelle 10 befestigten Ringrad 18 kämmt, so daß der Verteilerkolben 16 innerhalb der Bohrung 22 auch gedreht wird, während er eine axiale Bewegung durch den Steuernocken 12 erfährt. Die einzelnen Bewegungsrichtungen der Antriebswelle 10 und des Verteilerkolbens 16 sind in der Zeichnung durch Richtungspfeile verdeutlicht.

Die Bohrung 22 des Pumpengehäuses 24 ist als Stufenbohrung ausgeführt. In einen im Durchmesser etwas vergrößerten Abschnitt 26 der Bohrung 22 ist das untere Ende 2 8 eines durch einen integrierten Elektromagneten 30 zwischen der in der Figur 1 gezeigten Offenstellung und der in Figur 2 gezeigten Schließstellung umschaltbaren Überströmventils eingesteckt, das an diesem unteren Ende einen an einer axialen Bohrung 34 einer Steckhülse 32 ausgebildeten konischen Ventilsitz 36 für einen Ventilstößel 40 aufweist, der durch eine Öffnungsfeder 41 vorgespannt wird. An dem oberen Ende 42 des Ventilstößels 40 ist der ringförmig ausgebildete Anker 44 des Elektromagneten 30 befestigt, der zur Ausbildung eines Ringspaltes 50 durch die Öffnungsfeder 41 des Überströmventils 38 in einem axialen Abstand zu dem Stirnende einer Magnetspule 48 des Elektromagneten 30 angeordnet ist, die auf eine Kernhülse 46 aufgewickelt ist. Die Kernhülse

46 ist mittels eines Ringflansches an dem Pumpengehäuse 24 verschraubt und koaxial zu einer der axialen Führung des Ventilstößels 40 dienenden Verlängerung 32' der Steckhülse 32 angeordnet.

Der Elektromagnet 30 ist innerhalb eines als Brennstoff-Sammelkammer 52 im Durchmesser wesentlich vergrößerten Abschnittes der Bohrung 22 angeordnet. An die Sammelkammer ist ein Brennstoff-Zuleitungskanal 62 und ein Brennstoff-Rückleitungskanal 66 angeschlossen. Der in der Sammelkammer 52 angesammelte Brennstoff kann also den Elektromagneten kühlen, bevor er über Verbindungsbohrungen 6 4 des Befestigungsflansches der Hülse 46 in eine erste Vorkammer 56 überführt wird, die durch einen im Durchmesser etwas kleineren Abschnitt 54 der Bohrung 22 gebildet wird. Aus dieser ersten Vorkammer 56 wird der Brennstoff dann über Bohrungen der Steckhülse 32 in eine zweite Vorkammer 6 0 weitergeleitet, die in der Federkammer der Steckhülse 32 stromaufwärts von dem konischen Ventilsitz 36 ausgebildet ist.

Das untere Ende 28 des Überströmventils 38 ist von dem oberen Ende des Verteilerkolbens 16 zur Ausbildung einer Druckkammer 70 axial beabstandet. Die Druckkammer 70 ist mit einem radial ausgerichteten Abschnitt 76 eines axialen Verteilerkanals 74 des Verteilerkolbens 16 an zu den einzelnen Maschinenzylindern führende Brennstoffkanäle 78 durchschaltbar, deren Anschlußmündungen 77 gemäß den Schnittdarstellungen der Figuren 1B und 2B in einer gemeinsamen Radialebene der Bohrung 22 mit einem in deren Umfangsrichtung gleichen gegenseitigen Abstand ausgebildet sind. Während des in Figur 1 dargestellten Saughubes des Verteilerkolbens 16 sind alle Brennstoffkanäle 78 für eine Zuleitung von Brennstoff blockiert. Während des in Figur 2 dargestellten Förderhubes des Verteilerkolbens 16 ist andererseits nur jeweils einer der Brennstoffkanäle 78 für eine Weiterleitung des Brennstoffes an den zugeordneten Maschinenzylinder geöffnet, so daß also die einzelnen Brennstoffkanäle 78 einen einzeln

aufeinander folgenden Anschluß an die Druckkammer 7 0 bei der Drehung des Verteilerkolbens 16 während jedes Förderhubes erfahren.

Die Mantelfläche des Verteilerkolbens 16 ist außerdem mit einer den Maschinenzylindern entsprechenden Anzahl von über den Umfang in einem gleichen gegenseitigen Abstand achsparallel verlaufenden Verbindungskanälen 72 zwischen der Druckkammer 70 und einer gemeinsamen Brennstoff zuleitung 68 versehen, deren Anschlußmündungen an diese Brennstoffzuleitung gemäß den Schnittdarstellungen der Figuren 1A und 2A in einer gemeinsamen Radialebene des Verteilerkolbens 16 ausgebildet sind. Die Brennstoffzuleitung 68 ist von dem an die Sammelkammer 52 angeschlossenen Rückleitungskanal 66 abgezweigt. Aus den Schnittdarstellungen der Figuren 1A und 2A ist ableitbar, daß über diese Verbindungskanäle 7 2 die Druckkammer 7 0 während jedes Saughubes des Verteilerkolbens 16 einen mithin zu dem Anschluß an die einzelnen Brennstoffkanäle 78 abwechselnden Anschluß an die Brennstoffzuleitung 68 erfährt, so daß die Druckkammer 70 dann außer' einer Füllmöglichkeit aus der zweiten Vorkammer auch noch eine Füllmöglichkeit aus der Brennstoffzuleitung 68 über jeweils einen dieser Verbindungskanäle 72 erhält.

Die Ausbildung der Druckkammer 70 in dem axialen Zwischenraum der Bohrung 22 zwischen dem Verteilerkolben 16 und dem Überströmventil 38 ergibt somit die Möglichkeit, mit einer entsprechenden Steuerung des Elektromagneten 30 während jedes Förderhubes des Verteilerkolbens 16 sowohl die Einspritzmenge als auch den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit davon zu verändern, zu welchem Zeitpunkt dann von der in Figur 1 gezeigten Offenstellung auf die in Figur 2 gezeigte Schließstellung des Überströmventils 38 umgeschaltet wird. Diese mithin einfach zu beeinflussenden veränderlichen Parameter werden dabei ergänzt durch die Arbeitsweise von Rückschlagventilen 80, die in jedem

Brennstoffkanal 78 stromabwärts von dessen Anschlußmündung 77 angeordnet sind. Diese Rückschlagventile 80, die durch den Förderdruck der Pumpe geöffnet werden, ermöglichen bei ihrem Schließen einen Abbau des Spritzdruckes innerhalb des zu den Einspritzdüsen führenden Abschnittes 88 der Brennstoffkanäle 78, indem dafür ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt 86 der Brennstoffkanäle 78 als Federkammer zur Aufnahme der Schließfeder 82 für den Ventilstößel 92 dieser Rückschlagventile 80 vorgesehen ist, der in einem Abschnitt 90 der Brennstoffkanäle 78 axial geführt wird.

Leerseite

Claims

Hans-Jürgen Müller Gerhard D. Schupfner Telegramm/cable: Lucile-Grahn-Straße 38 European Patent Attorneys Zetapatent® München d-BOOO München 80 Mandataires en brevets europeens Patentansprüche

1. Brennstoff-Einspritzpumpe für eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit einem in einer Bohrung des Pumpengehäuses angeordneten Verteilerkolben, welcher axial- und drehbeweglich angetrieben ist und welcher den aus einem Zuleitungskanal über ein veränderlich gesteuertes Überströmventil zugeleiteten Brennstoff an zu den Maschinenzylindern führende Brennstoffkanäle verteilt, dadurch gekennzeichnet , daß das Überströmventil (38) in der Bohrung (22) des Pumpengehäuses (24) achsgleich mit dem Verteilerkolben (16) und zur Ausbildung einer dazwischen liegenden Druckkammer (70) zu dem Verteilerkolben (16) axial beabstandet angeordnet und für eine veränderliche Füllung und Leerung der über einen axialen Verteilerkanal (74,76) des Verteilerkolbens (16) zu den Brennstoffkanälen (77,78) durchschaltbaren Druckkammer (70) durch einen integrierten Elektromagneten (30) willkürlich zwischen seiner Offen- und seiner Schließstellung umschaltbar ist.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmündungen (77) aller Brennstoffkanäle (78) in einer gemeinsamen Radialebene der Bohrung (22) des Pumpengehäuses (24) mit einem in deren Umfangsrichtung gleichen gegenseitigen Abstand ausgebildet sind, und daß in dieser Radialebene auch die für einen radial ausgerichteten Abschnitt (76) vorgesehene Anschlußmündung des axialen Verteilerkanals (7 4)

des Verteilerkolbens (16) für einen bei dessen Drehung während jedes Förderhubes einzeln aufeinander folgenden Anschluß der Brennstoffkanäle (78) ausgebildet ist.

3. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß auf die Schließstellung des Überströmventils (38) während jedes Förderhubes des Verteilerkolbens (16) umgeschaltet wird.

4. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (30) innerhalb einer der Druckkammer (70) vorgeschalteten Brennstoff-Sammelkammer (52) angeordnet ist, an die

der Brennstoff-Zuleitungskanal (62) und ein Brennstoff-Rückleitungskanal (66) angeschlossen sind und die als ein im Durchmesser vergrößerter Abschnitt der dem Über-

^r strömventil (36) und dem Verteiler kolben (16) gemeinsa

men Bohrung (22) des Pumpengehäuses (24) ausgebildet ist.

5. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mantelfläche des Verteilerkolbens (16) mit einer den Maschinenzylindern entsprechenden Anzahl von über deren Umfang in einem gleichen gegenseitigen Abstand achsparallel verlaufenden Verbindungskanälen (72) zwischen der Druckkammer (70) und einer gemeinsamen Brennstoffzuleitung (68) versehen ist, deren Anschlußmündungen an diese Brennstoffzuleitung (68) in einer gemeinsamen Radialebene des Verteilerkolbens (16) für einen bei dessen Drehung während jedes Saughubes einzeln aufeinander folgenden Anschluß der Verbindungskanäle (72) ausgebildet sind.

6. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlußmündung der Brennstoffzuleitung (68) und die Anschlußmündungen (77) der Brennstoffkanäle (78) in einem der Hub-

länge des Verteilerkolbens (16) im wesentlichen entsprechenden axialen Abstand der beiden Radialebenen angeordnet sind.

7". Einspritzpumpe nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß die den Verbindungskanälen (72) gemeinsame Brennstoffzuleitung (68) von dem an die Brennstoff-Sammelkammer (52) angeschlossenen Brennstoff-Rückleitungskanal (66) abgezweigt ist.

8. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß in jedem Brennstoffkanal (78) stromabwärts von dessen Anschlußmündung (77) ein bei seinem Schließen den Spritzdruck abbauendes Rückschlagventil (80) angeordnet ist.