DE3612068A1

DE3612068A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen mit abgasrueckfuehrung

Info

Publication number: DE3612068A1
Application number: DE19863612068
Authority: DE
Inventors: Karl Konrath
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-04-10
Filing date: 1986-04-10
Publication date: 1987-10-15
Also published as: JPS62261662A; EP0240686A1; EP0240686B1; US4718385A; DE3762536D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Krafstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen mit Abgasrückführung nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer solchen, beispielsweise durch die US-PS 44 52 217 be kannten Einspritzpumpe ist dem Drehzahlverstellhebel ein Sensor zu geordnet, der in Abhängigkeit von der Stellung des Drehzahlverstell hebels ein elektrisches Signal erzeugt, aufgrund dessen das Abgas rückführventil so gesteuert wird, daß dieses im Teillastbereich der Brennkraftmaschine geöffnet und im Vollastbereich geschlossen ist. Die Zuordnung des Sensors zu dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflussenden Verstellhebel stellt einen Kompromiß dar, da die je weilige Lage des Verstellhebels nicht direkt einem bestimmten Last bereich der Brennkraftmaschine entspricht. Zum Erzielen verringerter Abgasemissionen ist es jedoch wesentlich, daß das Abgasrückführven til direkt in Abhängigkeit vom tatsächlichen Betriebslastbereich der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß zum Steuern des Abgasrückführventils die Stellung des Regelschiebers, die direkt für die Zumessung der für den jeweiligen Lastzustand er forderlichen Einspritzmenge maßgebend ist, als Maß für die Betriebs last der Brennkraftmaschine zugrundegelegt wird. Ein weiterer Vor teil besteht darin, daß außer der Festlegung des Abstandes des Aus lasses des Entlastungskanals vom Einlaß des anderen Kanals im Pum penkolben keine Einstell- oder Zuordnungsarbeiten erforderlich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der drehzahlabhängige För derdruck einer Förderpumpe, der auch in dem den Regelschieber auf nehmenden Saugraum der Einspritzpumpe herrscht, zur Umsetzung der Stellung des Regelschiebers in ein elektrisches Signal verwendet wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 ange gebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.

Durch die Ausgestaltung des Anspruchs 7 ist eine einfache Möglich keit geschaffen, das Steuerelement je nach den Erfordernissen an ei ner günstigen Stelle des Pumpengehäuses anzuordnen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt, die eine Kraftstoffeinspritzpumpe vereinfacht im Längs schnitt zeigt, und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Rückführen von Abgas zum Saugrohr einer Brennkraftmaschine hat sich als wirksames Mittel erwiesen, den Anteil der Schadstoffe in den Abgasen von Brennkraftmaschinen zu verringern. Insbesondere kann bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen der hohe NO_x-Anteil ver ringert werden. Diese durch die Kraftstoffeinspritzmenge geführten, freisaugenden Brennkraftmaschinen werden im Teillastbereich mit er heblichem Luftüberschuß betrieben, der durch Beimischen von rückge führtem Abgas reduziert werden kann. Dadurch wird die Verbrennung so beeinflußt, daß der NO_x-Schadstoffgehalt verringert wird.

In einem Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe ist eine Zylinder büchse 3 eingesetzt, in deren Zylinder 2 ein Pumpenkolben 4 ver schiebbar ist, der von einem nicht dargestellten Antrieb in eine hin- und hergehende und zugleich rotierende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenkolben 4 schließt mit seiner einen Stirnseite einen Pum penarbeitsraum 5 ab und ragt mit seinem anderen Ende aus der Zylin derbüchse 3 heraus in einen Saugraum 7 des Gehäuses 1. An diesem Ende ist der Pumpenkolben 4 mit dem nicht näher dargestellten An trieb verbunden. Der Pumpenarbeitsraum 5 wird über in der Mantel fläche des Pumpenkolbens 4 angeordnete Längsnuten 8 und eine durch die Zylinderbüchse 3 und das Gehäuse 1 verlaufende Saugbohrung 9 mit Kraftstoff aus dem Pumpensaugraum 7 versorgt, solange der Pumpenkol ben 4 seinen Saughub ausführt bzw. seine in Fig. 1 dargestellte un tere Totpunktlage einnimmt. Eine Förderpumpe 10 fördert mit dreh zahlabhängig steigendem Druck Kraftstoff aus einem Kraftstoffvor ratsbehälter 11 in den Saugraum 7 des Gehäuses 1. Ein zur Förderpum pe 10 parallel geschaltetes Drucksteuerventil 12 steuert den Druck im Pumpensaugraum 7 in bekannter Weise drehzahlabhängig.

Im Pumpenkolben 4 ist ein als Sackbohrung ausgebildeter Entlastungs kanal 15 angeordnet, der zum Arbeitsraum 5 hin offen ist. Von diesem Entlastungskanal 15 zweigt eine radiale Bohrung 16 ab, die zu einer Verteilernut 17 in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 4 führt. Im Umlaufbereich dieser Verteilernut 17 zweigen in einer radialen Ebene des Zylinders 2 mehrere Förderleitungen 18 ab, die entsprechend der Zahl mit Kraftstoff zu versorgenden Zylinder der zugeordneten Brenn kraftmaschine am Umfang des Zylinders 2 gleichmäßig verteilt ange ordnet sind. Die Förderleitungen 18 führen zu den nicht dargestell ten Kraftstoffeinspritzstellen der Brennkraftmaschine.

Im Bereich des in den Saugraum 7 ragenden Teils des Pumpenkolbens 4 zweigt von dem Entlastungskanal 15 eine Radialbohrung 20 ab, die in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 4 einen Auslaß A bildet. Im Be reich des Auslasses A ist auf dem Pumpenkolben 4 ein ringförmiger Regelschieber 21 als Mengenverstellorgan verschiebbar angeordnet, dessen der Zylinderbüchse 3 zugewandte Stirnseite eine Steuerkante 22 für den Auslaß A bildet. Der Regelschieber 21 wird von einer nicht dargestellten Regeleinrichtung aufgrund von mehreren Betriebs parametern, wie Drehzahlwunsch, Drehzahl, Luftdruck, Temperatur u. dgl. über einen Regelhebel 23 axial zum Pumpenkolben 4 verstellt. Der Regelschieber 21 nimmt dabei bei großer Kraftstoffeinspritzmenge eine in Fig. 1 dargestellte Stellung ein, in der in der unteren Totpunktlage des Pumpenkolbens 4 der Abstand des Auslasses A des Entlastungskanals 15 zur Steuerkante 22 des Regelschiebers 21 das Maß s _V hat. Zum Fördern geringerer Einspritzmengen im Teillastbe reich wird der Regelschieber 21 bezogen auf die Zeichnung nach links verstellt, so daß der Abstand zwischen dem Auslaß A und der Steuer kante 22 sich verringert. Dadurch wird der jeweils zur Verfügung stehende Nutzhub, den der Pumpenkolben 4 bzw. der Auslaß A vom unte ren Totpunkt des Pumpenkolbens 4 zurücklegen muß, verändert. Die Stellung der Steuerkante 22 des Regelschiebers 21 ist daher maßge bend für die jeweilige Größe der Einspritzmenge in einem bestimmten Lastbereich der Brennkraftmaschine.

Im Pumpenkolben 4 ist ferner ein zweiter Kanal 25 angeordnet, von dem im Bereich des sich ständig im Zyinder 2 befindlichen Pumpenkol ben-Abschnitts eine Radialbohrung 26 mit einem Auslaß B und im Wirk bereich des Regelschiebers 21 eine Radialbohrung 27 mit einem Einlaß E abzweigen. In der unteren Totpunktlage des Pumpenkolbens 4 und bei Stellung des Regelschiebers 21 in der Vollaststellung (wie in der Zeichnung dargestellt) hat der Einlaß E des Kanals 25 zu der Steuer kante 22 des Regelschiebers 21 einen Abstand s _L, der größer ist als der Abstand s _V des Auslasses A des Entlastungskanals 15 von der Steuerkante 22, so daß der Einlaß E des Kanals 25 zum Auslaß A des Entlastungskanals 15 um einen bestimmten Abstand versetzt ist. Aufgrund dieser Anordnung wird erreicht, daß der Kanal 25 beim Hub des Pumpenkolbens 4 erst geöffnet wird, nachdem der Auslaß A der Entlastungsbohrung 15 bereits aufgesteuert worden ist. Dies hat zur Folge, daß bei Vollastbetrieb, wenn der Regelschieber 21 in seine äußerste rechte Stellung (Zeichnung) verstellt ist, der Einlaß E des Kanals 25 beim Druckhub des Pumpenkolbens 4 überhaupt nicht geöffnet wird. Dagegen wird der Einlaß E vom Regelschieber 21 gegen Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens 4 freigegeben, wenn der Regelschieber im Teillastbereich eine Stellung einnimmt, die bezogen auf die Zeichnung links von der dargestellten Stellung liegt und in der beim Pumpenkolbenhub der Auslaß A der Entlastungsbohrung 15 bereits auf gesteuert ist, wenn der Einlaß E des Kanals 25 die Steuerkante 22 des Regelschiebers 21 erreicht.

Im Bereich des Auslasses B des Kanals 25 ist in der Zylinderbüchse 3 eine Ringnut 28 angeordnet, die über eine radiale Bohrung 29 in der Zylinderbüchse 3 und eine Bohrung 30 mit einer Sackbohrung 31 ver bunden ist. Von der Sackbohrung 31 zweigt eine Bohrung 32 zu einer Abströmdrossel 33 ab, von der aus eine Leitung 34 zum drucklosen Kraftstoffvorratsbehälter 11 führt.

In die Sackbohrung 31 ist ein an sich bekannter Druckschalter 35 eingeschraubt, der bei einem Druck, der im Bereich des im Saugraum 7 herrschenden Förderdruckes liegt, einen elektrischen Kontakt 37 schließt und damit ein elektrisches Signal zum Steuern eines Abgas rückführventils der Brennkraftmaschine erzeugt. Die Beaufschlagung des Druckschalters 35 mit Kraftstoff aus dem Saugraum 7 und dem dort herrschenden Druck wird in Abhängigkeit von der Stellung des Regel schiebers 21 gesteuert. Wie oben erwähnt, wird der Einlaß des Kanals 25, der über die Ringnut 28 und die Bohrungen 29 und 30 mit dem Druckschalter 35 verbunden ist, bei der Vollaststellung des Regel schiebers 21 während des Resthubs des Pumpenkolbens 4 nach dem Auf steuern des Auslasses A nicht geöffnet, so daß die über die Abström drossel 33 druckentlastete Sackbohrung 31 und damit der Druckschal ter 35 drucklos sind. Dagegen wird bei einer Stellung des Regel schiebers 21 im Teillastbereich der Einlaß E des Kanals 25 gegen Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens 4 aufgesteuert, so daß der Druck im Saugraum 7 durch den Kanal 25 und die Bohrungen 29, 30 auf den Druckschalter 35 wirken kann. Bei Druckbeaufschlagung wird der Kontakt 37 des Druckschalters 35 geschlossen, so daß ein elek trisches Steuersignal erzeugt wird, daß direkt zum Öffnen des Abgas rückführventils der Brennkraftmaschine verwendet werden kann oder als Steuersignal dient.

Um zu vermeiden, daß eine zu starke Druckpulsation auf den Druck schalter 35 wirkt, kann eine Drossel 36 in der radialen Bohrung 29 in der Zylinderbüchse 3 angeordnet werden.

Ergänzend wird bemerkt, daß zum Erzeugen eines der Drehzahl und/oder der Last proportionalen elektrischen Signals anstelle des Druck schalters ein druckempfindliches Sensorelement angeordnet werden kann, das in Abhängigkeit zum Steuerdruck ein proportionales elek trisches Signal abgibt.

Ferner wird bemerkt, daß das Steuerelement zur Abgabe eines elek trischen Signals zum Steuern eines Abgasrückführventils bei dem be schriebenen Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit einer Einspritz pumpe aufgezeigt ist, bei der die jeweilige Einspritzmenge in den verschiedenen Lastbereichen mittels des Regelschiebers 21 durch Ab brechen der Einspritzmengenförderung zu einem früheren oder späteren Punkt vor dem oberen Totpunkt des Pumpenkolbens 4 bemessen wird. Die beschriebene Einrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals kann aber auch an solchen Einspritzpumpen vorgesehen werden, bei de nen in an sich bekannter Weise der Beginn der Förderung durch den Pumpenkolben nach einem mehr oder weniger großen Leerhub des Pumpen kolbens aufgenommen wird. Bei einer solchen Ausführungsform ist der Einlaß des zum Steuerelement führenden Kanals am Pumpenkolben so an zuordnen, daß er nur geöffnet ist, wenn der Auslaß des Entlastungs kanals offen ist.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit Abgasrück führung mit einem lastabhängig betätigten elektrischen Steuerelement zur Abgabe eines elektrischen Signals zum Steuern eines Abgasrück führventils, mit einem hin- und hergehend und gleichzeitig rotierend in einem Zylinder (2) angetriebenen sowie einen Pumpenarbeitsraum (5) abschließenden Pumpenkolben (4), in dem ein dauernd mit dem Pum penarbeitsraum verbundener Entlastungskanal (15) angeordnet ist, und mit einem den Pumpenkolben in einem mit Kraftstoffdruck beaufschlag ten Raum (7) umgebenden, lastabhängig verstellbaren Regelschieber (21), der den Auslaß (A) des Entlastungskanals während eines verän derbaren Teils des Hubweges des Pumpenkolbens verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (35) hydraulisch betätigbar ist, daß im Pumpenkolben (4) ein zweiter Kanal (25) angeordnet ist, dessen Auslaß (B) mit einer zum Steuerelement führenden Leitung (29, 30) in Verbindung steht, und dessen Einlaß (E) im Wirkbereich des Regelschiebers (21) in einem Abstand vom Auslaß (A) des Entlastungs kanals (15) angeordnet ist, derart, daß der Einlaß (E) des Kanals (25) nur geöffnet ist, wenn der Auslaß des Entlastungskanals abge steuert ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (E) des Kanals (25) vom Auslaß (A) des Entlastungs kanals (15) in einem Abstand entfernt ist, der größer ist als der Resthub des Pumpenkolbens (4) nach Öffnen des Auslasses (A) durch den Regelschieber (21) bei dessen Vollaststellung.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß mit der Anschlußstelle des Steuerelements (35) eine Abströmdrossel (33) verbunden ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der zum Steuerelement (35) führenden Leitung (29, 30) eine Drossel (36) angeordnet ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein elektrischer Schal ter (35) ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Steuerelement ein Drucksensor ist, der ein dem anstehenden Druck proportionales elektrisches Signal abgibt.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (35) am Gehäuse (1) der Einspritzpumpe angebaut und durch eine Leitung (30) in diesem mit dem Saugraum (7) verbunden ist.