DE3524746A1

DE3524746A1 - Kraftstoffeinspritz-pumpenvorrichtung

Info

Publication number: DE3524746A1
Application number: DE19853524746
Authority: DE
Inventors: David Franz North Finchley London Lakin
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1986-01-23
Also published as: US4691679A; IT1200673B; IT8521534A0; GB2161546B; JPS6140457A; ES8608098A1; GB8517537D0; GB2161546A; GB8417860D0; ES545100A0; FR2567578A1

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz-Pumpvorrichtung zur Förderung von Kraftstoff an einen Innenverbrennungsmotor, der ein rotierendes Verteilerelement, das in einem Apparatkörper sitzt und so angeordnet ist, daß es während des Betriebs zeitlich abgestimmt mit einem zugehörigen Motor betrieben wird, einen Pumpenkolben, der in einer Bohrung in dem Verteilerelement läuft, eine Nockentrommel, um den Kolben zu einer Einwärtsbewegung zu bringen, damit Kraftstoff von der Bohrung abgezogen wird, einen Auslaß in dem Verteilerelement, der während des darauffolgenden einwärts gerichteten Pumpenhubs des Pumpenkolbens mit einer Auslaßöffnung in dem Apparatkörper verbunden ist, Mittel zur Förderung von Kraftstoff zu der Bohrung während eines Füllhubs des Kolbens und weitere Mittel aufweist, um die Menge des durch den Auslaß geförderten Kraftstoffs zu regeln.

Ziel dieser Erfindung ist es, eine solche Vorrichtung in verbesserter und wirksamerer Gestalt herzustellen.

Erfindungsgemäß enthält eine Vorrichtung der genannten Art einen gleitbar in einem Zylinder angeordneten Kolben, federnde Mittel, die den Kolben gegen einen Boden an dem einen Ende des Zylinders drängen, wobei dieses eine Ende des Zylinders vergrößert ist, um eine Kammer zu begrenzen, die mit dieser Bohrung während des Pumpenhubs des Kolbens verbunden ist, eine Aussparung, die von diesem Kolben und diesem Boden begrenzt wird, wenn der Kolben diesen Boden berührt, einen Kanal, der sich auf diesen Boden öffnet als Verbindung zu dieser Aussparung, und Ventilelemente, die von diesem Kolben gebildet werden und diesen Kanal mit dieser Bohrung während der Einwärtsbewegung des Kolbens verbinden, wobei dieser Kolben so eingestellt werden kann, daß der Zeitpunkt, zu dem der Kanal während der Einwärtsbewegung des Kolbens mit der Aussparung verbunden ist, variiert werden kann und wobei,

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wenn dieser Kanal während der Einwärtsbewegung des Kolbens mit ■ der Bohrung verbunden ist, der Kolben dem Druck in der Bohrung ausgesetzt ist und nach auswärts bewegt wird, wodurch er den Druck in der Bohrung verringert und den Kraftstofffluß durch diesen Auslaß beendet.

Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Pumpvorrichtung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 zeigt einen seitlichen Schnitt durch die Vorrichtung, und

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung von Figur 1.

Wie die Zeichnung zeigt, weist die Vorrichtung einen Apparatkörper 10 auf, in den ein rotierendes zylindrisches Verteilerelement 11 montiert ist, welches an eine Antriebswelle 12 gekoppelt ist, die während des Betriebs in zeitlicher Abstimmung mit einem zugehörigen Motor arbeitet.

In das Verteilerelement ist eine querlaufende Bohrung 13 eingeschnitten, in welcher ein Paar Pumpenkolben 14 laufen.

Die äußeren Enden der Pumpenkolben 14 sind an Nockenstößel 15 gekoppelt, die Schuhe 15A einschließen, welche Walzen 16 tragen, die an der inneren peripheren Oberfläche einer umgebenden Nockentrommel 17 angreifen. Ebenfalls verbunden mit der umgebenden Nockentrotnmel 17 ist ein Paar Nebennockentrommeln 18 mit Abschnitten, die Nockenoberflächen 19 begrenzen, welche zur Walze gerichtet sind und der inneren peripheren Oberfläche der Nockentrommel 17 zugekehrt sind. Die Nockentrommel 17 ist mit einer Vielzahl von gleichwinklig verteilten Nockenvorsprüngen versehen, so daß, wenn das Verteilerelement rotiert, die Kolben

zu einer Einwärtsbewegung gebracht werden. Die Oberflächen 19 sind komplementär zu der inneren Oberfläche der Nockentrommel 17 und arbeiten mit den Walzen zusammen, um eine zwangsläufige Auswärtsbewegung der Kolben 14 zu bewirken. Die Kolben 14 vollführen daher einen festgesetzten Hub und werden soviele Male pro Umdrehung des Verteilerelements einwärts und auswärts bewegt, wie Nockenvorsprünge vorhanden sind.

Während der Einwärtsbewegung der Pumpenkolben 14 wird Kraftstoff von der Bohrung 13 abgezogen und fließt entlang einem Längskanal 20 zu einem radial angeordneten Auslaß 21, welcher nacheinander mit einer Vielzahl von Ausgängen 22 verbunden sein kann, die in den Apparatkörper eingeschnitten sind und die im Betrieb an die Einspritzdüsen des zugehörigen Motors angeschlossen sind. Auf der Nockentrommel 17 befinden sich ebensoviele Nockenvorsprünge wie es Ausgänge gibt.

Ebenfalls eingeschnitten in das Verteilerelement ist eine Vielzahl von radial angeordneten und gleichwinklig verteilten Kanälen 23, die an ihren inneren Enden mit dem Kanal 20 in Verbindung stehen. Während der Einwärtsbewegung der Kolben 14 kommt ein Kanal 23 mit einer Öffnung 23A in Übereinstimmung, die mit einer Kammer 24 verbunden ist, welche sich in dem Apparatkörper befindet und das verbreiterte Ende eines Zylinders 25 bildet, in dem ein Kolben 26 angeordnet ist. Der Kolben 26 wird von einer Feder 27 gegen einen Boden 28 der Kammer 24 gedrängt, und in der Kammer weist der Kolben 26 einen verbreiterten Abschnitt auf, in dessen Stirnfläche eine Aussparung 29 eingeschnitten ist. Ein Kanal steht mit dieser Aussparung 29 in Verbindung; der Kanal enthält einen Kanalabschnitt 30, der in den Apparatkörper eingeschnitten ist und der in ständiger Verbindung mit einer umlaufenden Mut 31 in dem Verteilerelement ist. Weiterhin weist dieser Kanal einen Kanalabschnitt 32 in dem Verteilerelement auf, und dieser erstreckt sich von der Nut 31 zu einer öffnung 33, die in die Wand der Bohrung 13 eingeschnitten ist.

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Einer der Kolben 14 ist mit einer spiraligen Steuerfurche 34 versehen, die in ständiger Verbindung mit dem Abschnitt der Bohrung 13 ist, der zwischen den Kolben liegt und der an einem Punkt der Einwärtsbewegung der Kolben mit der öffnung 33 zur Übereinstimmung kommt. Der jeweilige Kolben ist bezüglich seiner Winkelstellung verstellbar dank der Tatsache, daß er mit einem Arm 35 versehen ist, der an einer Schubstange 36 angreift, welche mit dem Verteilerelement und mit der Antriebswelle rotiert und welche durch' Federspannung in Berührung mit einer Steuertrommel 37 gedrängt wird, die auf der Antriebswelle montiert ist. Die Steuertrommel ist axial wegbewegbar mittels eines Gelenkhebels

Die Vorrichtung enthält auch eine Quelle von unter Druck stehendem Kraftstoff 39, deren Auslaß über ein Rückströmventil 40 mit einer Kammer 41 verbunden ist, die sich in dem Apparatkörper befindet und den Abschnitt des Verteilerelements umschließt, der die Bohrung 13 begrenzt. Die Nut 31 ist in ständiger Verbindung mit dieser Kammer über einen beschränkten Durchlaß 42, und ein Kanal 43 in dem Apparatkörper liegt so, daß er während des Füllhubs der Kolben 14 nacheinander mit den Kanälen 23 übereinstimmt; außerdem ist er mit der Kammer 41 verbunden. Schließlich steht das Ende des Zylinders 25, das die Feder enthält, über einen beschränkten Durchlaß 44 in Verbindung mit der KraftstoffquelIe 39, und ein Kanal 45 in dem Apparatkörper steht ebenfalls mit der Quelle 39 in Verbindung und öffnet sich auf den Umfang des Verteilerelements an einer solchen Stelle, daß Auskehlungen 46 auf dem Verteilerelement mit ihm übereinstimmen können, wobei die Anzahl der Auskehlungen 46 mit der Anzahl der Kanäle 23 übereinstimmt und die Auskehlungen in Verbindung stehen mit der Kammer 24.

Die Vorrichtung arbeitet während des Betriebs folgendermaßen:

In der gezeigten Position werden die Kolben 14 einwärts bewegt, und Kraftstoff wird von der Bohrung 13 über die Kanäle 20 und

21 zu einem Auslaß 22 verdrängt. Da sich die Kolben 14 einwärts bewegen, nimmt das Volumen der Kammer 41 zu und daher wird Kraftstoff von der Quelle 39 durch das Rückströmventil 40 hindurch in die Kammer gesaugt. Da ein Kanal 23 mit dem Durchlaß 23A übereinstimmt, ist der Druck in der Kammer 24 gleich dem Druck, der bei der Einwärtsbewegung der Pumpenkolben 14 entsteht. Jedoch wird der Kolben 26 durch den Druck in der Kammer 24 in engem Kontakt mit dem Boden 28 gehalten, wobei die Aussparung 29 über den Durchlaß 42 mit der Kammer 41 verbunden ist. Wenn jedoch die Furche 34 mit dem Durchlaß 33 verbunden ist, steigt der Druck in der Aussparung 29 auf den Druck in der Bohrung 13 an, so daß der Kolben nicht ausbalanciert ist und sich dank des Drucks in der Kammer 24 gegen die Wirkung der Feder bewegt. Die Tatsache, daß sich der Kolben 26 bewegen kann, vermindert den Kraftstoffdruck in der Bohrung 13, und die Druckminderung ist derart, daß das Ventilelement in der Einspritzdüse, das den Kraftstoff erhält, schließt und die Kraftstofförderung zu dem zugehörigen Motor aufhört. Die Pumpenkolben 14 bewegen sich weiter einwärts,und der von der Bohrung 13 abgezogene Kraftstoff bewegt nur den Kolben 26 weiter gegen die Wirkung seiner Feder.

Da das Verteilerelement weiter rotiert, bewegt sich der Auslaß 21 aus der Übereinstimmung mit einem Durchlaß 22, und ein Kanal 23 wird aus der Verbindung mit dem Durchlaß 23A bewegt, aber ein weiterer Kanal 23 wird in eine Verbindung mit dem Kanal 43 bewegt. Außerdem wird eine der Auskehlungen 46 in Übereinstimmung mit dem Durchlaß 23A gebracht und verbindet die Kammer 24 mit dem Kanal 45. Da die Kolben durch die Nockenoberflächen 19 auswärts bewegt werden, fließt Kraftstoff von der Kammer 41 durch den Kanal 43 und einen Kanal 23 zu der Bohrung 13. Außerdem ist die Kraft, die von der Feder 27 auf den Kolben 26 ausgeübt wird, ausreichend, um Kraftstoff von der Kammer 24 zurück zu der Quelle 39 zu verdrängen, und der Kolben bewegt sich in die gezeigte

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Position gegen den Boden 28. Der Abschnitt der Bohrung 13, der zwischen den Kolben liegt, ist vollständig mit Kraftstoff gefüllt. Das Verteilerelement rotiert weiter und der Arbeitszyklus wird wiederholt.

Durch Veränderung der Winkeleinstellung des Kolbens 14, die durch die Steuerfurche 34 gegeben ist, kann die Kraftstoffmenge, die zu dem zugehörigen Motor verdrängt wird,bevor der Durchlaß

33 in Verbindung mit der Bohrung 13 gebracht wird, variiert werden und dadurch kann die Kraftstoffmenge, die bei jedem Einspritzhub der Pumpe zum zugehörigen Motor gefördert wird, variiert werden. Die Taktung der Kraftstofförderung wird durch Veränderung der Winkeleinstellung der Nockentrommel 17 und natürlich der Nebentrommeln 18 gesteuert. Diese Regulierung kann auf beliebige Weise bewirkt werden, zum Beispiel mittels eines durch Kraftstoffdruck betätigten Kolbens. Außerdem kann die Bewegung der Stange 36, die die Winkeleinstellung des Kolbens 14 bestimmt, durch jedes geeignete Mittel bewirkt werden, wie zum Beispiel durch eine elektrisch gesteuerte Vorrichtung.

Der Kanal, der den beschränkten Durchlaß 42 enthält, und der Durchlaß können weggelassen werden, wenn die Leckage um das Verteilerelement ausreicht, um den Kraftstoff aufzunehmen, der um den Kolben herum und in den Durchlaß 33 während des Pumphubs des Kolbens fließt. Es ist natürlich wichtig zu vermeiden, daß sich in der Aussparung 29 ein Druck aufbaut, weil sich dann der Kolben 26 möglicherweise zu bewegen beginnt, bevor die Furche

34 in Verbindung mit dem Durchlaß 33 gebracht worden ist.

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Claims

LUCAS INDUSTRIES p.I.e.

Birmingham B19 2XF

ENGLAND LUC

Kraftstoffeinspritz-Pumpvorrichtung

Patentansprüche:

\J Kraftstoffeinspritz-Pumpvorrichtung zur Förderung von Kraftstoff an einen Innenverbrennungsmotor, der einen Apparatkörper, ein rotierendes Verteilerelement, das in dem Apparatkörper so angeordnet ist, daß es im Betrieb in zeitlicher Abstimmung mit einem zugehörigen Motor angetrieben wird, einen Pumpenkolben in einer Bohrung des Verteilerelements, eine Nockentrommel, um den Kolben zu einer Einwärtbewegung zu veranlassen und Kraftstoff von der Bohrung zu verdrängen, einen Auslaß in dem Verteilerelement, der während aufeinanderfolgender Einwärts-Pumphübe des Pumpenkolbens zur Übereinstimmung mit einem Auslaß in dem Apparatkörper kommt, sowie Mittel zur For-

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derung von Kraftstoff zu der Bohrung während eines Füllhubs des Kolbens aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen in einem Zylinder gleitbar angeordneten Kolben, federnde Mittel, um den Kolben in Kontakt mit einem Boden an dem einen Ende des Zylinders zu drängen, wobei dieses eine Ende des Zylinders verbreitert ist, um eine Kammer zu bilden, die mit dieser Bohrung während des Pumpenhubs des Kolbens in Verbindung steht, eine Aussparung, die sich zwischen diesem Kolben und diesem Boden befindet, wenn der Kolben diesen Boden berührt, einen Kanal, der sich auf diesen Boden öffnet und mit dieser Aussparung in Verbindung steht, sowie Ventilelemente aufweist, die von diesem Kolben gebildet werden und diesen Kanal mit dieser Bohrung während der Einwärtsbewegung des Kolbens verbinden, wobei dieser Kolben so steuerbar ist, daß der Zeitpunkt während der Einwärtsbewegung des Kolbens,zu dem der Kanal mit der Aussparung verbunden ist, variiert werden kann, und wobei die Vorrichtung so konstruiert ist, daß dann, wenn während der Einwärtsbewegung des Pumpenkolbens dieser Kanal mit der Bohrung verbunden ist, der Kolben dem Druck in der Bohrung ausgesetzt ist und auswärts bewegt wird, wodurch der Druck in der Bohrung gemindert und der Kraftstofffluß durch diesen Auslaß unterbrochen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Ventilelemente vorgesehen sind, die von dem Verteilerelement und einem Durchlaß in dem Apparatkörper, welcher sich auf dieses Verteilerelement öffnet und mit diesem einen Ende des Zylinders verbunden ist, gebildet werden, wobei dieses weitere Ventil diesen Durchlaß während des Pumpenhubes des Kolbens mit dieser Bohrung und während des Füllhubs des Kolbens mit einer Niederdruckquelle verbindet, und wobei diese federnden Mittel den Kolben in Kontakt mit diesem Boden drücken, während der Durchlaß mit der Niederdruckquelle verbunden ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese weiteren Ventilelemente eine Mehrzahl von winkelig zueinander angeordneten Kanälen in dem Verteilerelement aufweisen, die mit dieser Bohrung in Verbindung stehen und sich auf die Außenfläche des Verteilerelements an einer solchen Stelle öffnen, daß sie mit diesem Durchlaß verbunden sind, sowie eine Mehrzahl von Kanälen auf dem Verteilerelement, die wechselweise bezüglich dieser Mehrzahl von Kanälen angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kammer in diesem Apparatkörper aufweist, deren Volumen während des Pumphubs des Kolbens zunimmt, ein Rückströmventil, durch das Kraftstoff in diese Kammer fließen kann, wenn deren Volumen zunimmt, sowie einen Kanal in dem Apparatkörper, der mit dieser Kammer verbunden ist und sich auf die Außenfläche des Verteilerelements an einer solchen Stelle öffnet, daß er mit einem dieser Mehrzahl von Kanälen während des Füllhubs des Pumpenkolbens übereinstimmt, wodurch Kraftstoff von dieser Kammer zu der Bohrung verdrängt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kolben mit einer spiraligen Steuerfurche versehen ist, die mit dieser Bohrung in Verbindung steht und mit einem Durchlaß in der Wand der Bohrung in Übereinstimmung gelangt, wobei 6%r Durchlaß mit diesem Kanal verbunden ist, um diese Aussparung mit dieser Bohrung in Verbindung zu bringen, und wobei dieser Kolben in seiner Winkelstellung einstellbar ist, um die Kraftstoffmenge zu steuern, die durch den Auslaß gefördert wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen eingeschränkten Strömungsweg aufweist, der von diesem Kanal zu einem Abfluß abzweigt.

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