DE3713871A1 - Kraftstoffueberschussmengen-steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung der Kraftstoffüberschußmenge einer Diesel-Einspritzpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Steuereinrichtung dieser Bauart ist beispielsweise aus der DE-OS 33 45 391 bekannt. Dort besteht die Entlüftungsvorrichtung im wesentlichen aus einer die Ab­ laufleitung ständig mit der Rücklaufleitung verbindenden, die Entlüftungsdrossel aufweisenden und das temperaturabhängige Steuerventil umgehenden Verbindungsleitung. Darüberhinaus ist noch in der von dem Steuerventil zu der Zulaufleitung führenden Anschlußleitung ein zum Filter hin öffnendes Drucksteuerventil vorgesehen.

Durch die ständige Verbindung zwischen der Rücklaufleitung und der Ablaufleitung wird bei dieser Anordnung nicht nur die in besonderen Fällen von der Einspritzpumpe geförderte Luft zum Kraftstofftank zurückgeleitet, sondern es wird darüberhinaus ständig eine gewisse Menge an Kraftstoff unmittelbar in den Tank zurückfördert und zwar auch dann, wenn durch das temperaturabhängige Steuerventil ein Kurzschluß zwischen der Rücklaufleitung und der Zulaufleitung hergestellt ist, um unter Umgehung des Kraftstofftanks insbesondere beim Kaltstart einer Diesel-Brennkraftmaschine Schwierigkeiten durch Paraffinablagerungen im Filter des Kraftstoffsystems zu vermeiden. Dieser ständige Rücklauf des Kraftstoffs, der die im Kurzschluß rückgeführte Kraft­ stoffmenge verringert, muß nun durch frischen Kraftstoff aus dem Kraftstofftank ersetzt werden, was insbesondere bei sehr niedrigen Außentemperaturen eine Verstopfung des Filters durch Paraffine verursachen kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Kraftstoffüber­ schußmengen-Steuereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art zu schaffen, bei der einerseits eine ausreichend gute Entlüftung des Kraftstof­ fes gewährleistet, die darüberhinaus aber den ständigen Rücklauf eines wesentlichen Teils der Kraftstoffüberschußmenge jedenfalls dann vermeidet, wenn von der Ein­ spritzpumpe im wesentlichen Kraftstoff gefördert wird und aufgrund der vorhandenen Kraftstofftemperaturen des Steuerventil einen Kraftstoff-Kurzschluß unter Umgehung des Kraftstofftanks eingeschaltet hat.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Durch das erfindungsgemäße Entlüftungsventil wird also sichergestellt, daß so lange, wie im wesentlichen Luft von der Einspritzpumpe gefördert wird, diese Luft über die die Entlüftungsdrossel aufweisende Verbindung unmittelbar zu der mit dem Kraft­ stofftank verbundenen Ablaufleitung abgeführt werden kann, daß aber in dem Moment, wo die Einspritzpumpe im wesentlichen Kraftstoff fördert, des Entlüftungsventil diese Entlüftungsverbindung versperrt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß eine Entlüftung nur so lange erfolgt, wie die Einspritzpumpe auch tatsächlich Luft anstelle von Kraftstoff fördert. Bei Förderung von reinem Kraftstoff durch die Einspritzpumpe ist eine solche Entlüftung dagegen nicht mehr erforderlich, so daß diese Verbindung unterbrochen wird mit der Folge, daß eine ungünstige Verringerung der im Kurzschluß zum Filtereinlauf bzw. zur Kraftstoffeinspritzpumpe geleiteten Kraftstoffüberschuß­ menge vermieden wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Merkmalen der Unteran­ sprüche enthalten.

In der Zeichnung ist anhand eines rein schematischen Schaltbildes einer Einrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung der Kraftstoffüberschußmenge einer Diesel-Ein­ spritzpumpe ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Dabei zeigen die beiden Figuren der Zeichnung die erfindungsgemäße Einrichtung in den beiden Schaltstellungen des Entlüftungsventils.

In der Zeichnung ist mit 1 das Entlüftungsventil insgesamt bezeichnet, das in Reihe mit einem tempereturabhängigen Steuerventil 2 zur Steuerung des Kraftstoff-Kurz­ schlusses geschaltet ist. Dabei kann das Entlüftungsventil 1, wie dies bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist, in Strömungsrichtung des Arbeitsmittels vor oder aber auch hinter dem Steuerventil 2 angeordnet sein. Mit 3 ist eine von der hier nicht gezeigten Kraftstoffeinspritzpumpe kommende, die Kraftstoffüberschußmenge führende Rücklaufleitung bezeichnet, während 4 eine zu dem hier ebenfalls nicht gezeigten Kraftstofftank führende Ablaufleitung darstellt. Mit 18 ist dagegen eine Anschlußleitung angegeben, die zu der hier gleichfalls nicht gezeigten Zulaufleitung zur Einspritzpumpe führt, in der ein Kraftstoffilter angeordnet ist, das bei Vorliegen sehr niedriger Außentemperaturen durch bei solchen Bedingungen im Kraftstoff gebildetes Paraffin verstopft werden kann.

Um eine solche Verstopfung in dem Filter zu vermeiden, scheltet das Steuerventil 2 bei niedrigen Kraftstofftemperaturen einen Kraftstoff-Kurzschluß ein, in dem denn eine direkte Verbindung zwischen der Rücklaufleitung 3 bzw. der mit dieser verbind­ baren Verbindungsleitung 16 und der zu der Zulaufleitung führenden Anschlußleitung 18 herstellt. In dieser Stellung des Steuerventils wird somit der von der Einspritzpumpe zu viel geförderte und über die Rücklaufleitung 3 abgegebene Kraftstoff unter Umge­ hung des Kraftstofftanks wieder unmittelbar in die Zulaufleitung zurückgeführt, wobei die durch die Kraftstofförderung sich einstellende Temperaturerhöhung des Kraftstoffes eine etwa in dem Kraftstoffilter sich einstellende Verstopfung verhin­ dert. Lediglich der relativ geringe Anteil an Kraftstoff, der von der Einspritzpumpe in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird, muß dann noch durch Zuleitung aus dem Kraftstofftank ersetzt werden.

Wird nach einer gewissen Betriebszeit der Brennkraftmaschine die Temperatur des Kraftstoffes genügend hoch, so schaltet das temperaturabhängige Steuerventil 2, das zweckmäßigerweise eine Bimetalleinrichtung aufweist, den Kraftstoff-Kurzschluß ab und leitet dann die aus der Einspritzpumpe rückgeführte Kraftstoffüberschuß­ menge unmittelbar über eine Verbindungsleitung 17 zu der zu dem Kraftstofftank führenden Ablaufleitung 4. Anschließend entnimmt die Einspritzpumpe den gesamten Bedarf an Kraftstoff unmittelbar dem Kraftstofftank, so daß eine gegebenenfalls zu starke Aufheizung des Kraftstoffes verhindert wird.

Das bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel vor dem Steuerventil 2 eingeschaltete Entlüftungsventil 1 hat nun die Aufgabe, eine ausreichende Ent­ lüftung des von der Einspritzpumpe zurückgeführten überschüssigen Kraftstoffes sicherzustellen und gleichzeitig einen ständige Abzweigung von angewärmten Kraftstoff während des Kurzschlußbetriebes zu verhindern. Dazu weist das Entlüftungsventil einen Ventilkörper 5 mit zwei entgegengesetzt wirkenden Verschlußkörpern 6 und 10 auf, die jeweils abwechselnd in den beiden Endstellungen des Entlüftungsventils 1 eine die Entlüftung besorgende Verbindung sowie eine den Kurzschluß ermöglichende Verbindung schließen bzw. öffnen. Während der erste Verschlußkörper 6 mit einem Ventilsitz 7 zusammenwirkt, der eine Verbindung zwischen einem ersten Arbeitsraum 8 und einem zweiten Arbeitsraum 9 herstellt, wirkt der zweite Verschlußkörper 10 mit einem Ventilsitz 11 zusammen, der eine Verbindung zwischen einem dritten Arbeits­ raum 12 und einem vierten Arbeitsraum 14 herstellt. Während der erste Arbeitsraum 8, der mit dem dritten Arbeitsraum 12 über eine Entlüftungsdrossel 13 direkt und ständig verbunden ist, mit der von der Einspritzpumpe kommenden und die Kraft­ stoff-Überschußmenge zurückführenden Rücklaufleitung 3 in Verbindung steht, ist der zweite Arbeitsraum 9 über eine Verbindungsleitung 16 mit dem Steuerventil 2 verbunden, das in Abhängigkeit von der Temperatur des Kraftstoffes diese Verbin­ dungsleitung 16 entweder mit der Anschlußleitung 18 (bei niedrigeren Temperaturen) oder mit der zu der Ablaufleitung 4 führenden Leitung 17 (bei höheren Temperaturen) verbindet. Der vierte Arbeitsraum 14 ist unmittelbar an die zu dem Kraftstofftank führende Ablaufleitung 4 angeschlossen.

Mit 15 ist eine Rückstellfeder angedeutet, die den Ventilkörper 5 zur Einnahme der in der Fig. 1 gezeigten ersten Stellung belastet, in der der erste Verschlußkörper 6 den Ventilsitz 7 und damit die Verbindung zwischen dem ersten Arbeitsraum 8 und dem zweiten Arbeitsraum 9 verschließt, während der zweite Verschlußkörper 10 den Ventilsitz 11 und damit die Verbindung zwischen dem dritten Arbeitsraum 12 und dem vierten Arbeitsraum 14 öffnet. In dieser Stellung ist also die Rücklauflei­ tung 3 über die Entlüftungsdrossel 13 mit der Ablaufleitung 4 verbunden, so daß von der Einspritzpumpe geförderte Luft entsprechend den in der Fig. 1 eingetragenen Pfeilen zum Kraftstofftank hin abgeleitet werden kann. Diese Ableitung der Luft erfolgt nun so lange, wie der Strömungswiderstand des Arbeitsmittels an der Ent­ lüftungsdrossel 13 nicht so groß wird, daß sich in dem ersten Arbeitsraum 8 ein Ar­ beitsmitteldruck einstellt, der den Ventilkörper 5 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 15 in die in der Fig. 2 gezeigte Endstellung verstellt, in der der erste Ventilsitz 7 geöffnet und der zweite Ventilsitz 11 geschlossen wird. Ein ausreichend hoher Druck des Arbeitsmittels in dem Arbeitsraum 8, der zum Umschalten des Entlüftungs­ ventils 1 ausreicht, stellt sich selbsttätig dann ein, wenn die Einspritzpumpe im wesent­ lichen nur noch Kraftstoff fördert, da dieser Kraftstoff im Gegensatz zu der eine wesentlich geringere Viskosität und Dichte aufweisenden Luft nur noch unter wesentlich größerem Druck durch die Entlüftungsdrossel 13 gedrückt werden könnte. Nach der Öffnung des Ventilsitzes 7 durch den ersten Verschlußkörper 6 aufgrund eines ausreichend hohen Arbeitsmitteldruckes in dem ersten Arbeitsraum 8 strömt also der gesamte aus der Rücklaufleitung 3 rückgeführte Kraftstoff unmittelbar in den zweiten Arbeitsraum 9 und über die Verbindungsleitung 16 zu dem Steuerventil 2, des bei ausreichend niedrigen Arbeitsmitteltemperaturen die Weiterleitung des Kraftstoffes im Kurzschluß über die Anschlußleitung 18 zu der zu der Einspritzpumpe bzw. dem Kraftstoffilter führenden Zulaufleitung besorgt. Erst bei höheren Arbeitsmitteltemperaturen schaltet das Steuerventil 2 um und läßt denn den gesamten Kraftstoff über die Verbindungsleitung 17 zu der zum Kraftstofftank führenden Ablaufleitung 4 weiterfließen.

In der in der Fig. 2 gezeigten Schaltstellung des Entlüftungsventils 1 versperrt der zweite Verschlußkörper 10 den zweiten Ventilsitz 11 und damit die Verbindung zwischen dem dritten Arbeitsraum 12 und dem vierten Arbeitsraum 14 und damit auch die die Entlüftungsdrossel 13 einschließende Entlüftungsverbindung. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist dabei der Ventilkörper 5 druck­ dicht in einer Verbindungswand 19 zwischen dem zweiten Arbeitsraum 9 und dem dritten Arbeitsraum 12 geführt.

Wie oben bereits ausgeführt wurde, kann selbstverständlich das erfindungsgemäße Entlüftungsventil auch in Reihe hinter dem Steuerventil 2, beispielsweise also in der Anschlußleitung 18 eingeschaltet werden, während das Steuerventil 2 dann unmittel­ bar mit der Rücklaufleitung 3 verbunden ist. In einer solchen Schaltung würde das Entlüftungsventil nur dann wirksam werden, wenn das Steuerventil 2 bei entsprechend niedrigen Arbeitsmitteltemperaturen den Kurzschluß eingeschaltet hat, während bei höheren Temperaturen der Kraftstoff unmittelbar über die Verbindungsleitung 17 in die Ablaufleitung 4 gelangen würde.

Es sei weiter darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Entlüftungsventil in der Zeichnung nur schematisch angedeutet ist und daß selbstverständlich auch andere Ausführungen als die in der Zeichnung gezeigte konstruktive Gestaltung im Rahmen der erfindungsgemäßen Idee möglich sind. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, die zur Entlüftung in der Verbindung zwischen der Rücklaufleitung 3 und der Ablaufleitung vorgesehene Drossel durch entsprechende Ausbildung der diese Verbin­ dung steuernden Ventilanordnung aus Verschlußkörper 10 und Ventilsitz 11 darzustel­ len. Wenn beispielsweise der im geöffneten Zustand zwischen dem zweiten Verschluß­ körper 10 und dem zweiten Ventilsitz 11 vorhandene Öffnungsspalt nur so klein ausge­ führt ist, daß er eine Drosselstelle bildet, dann kann auf die in den Fig. 1 und 2 gezeigte besondere Entlüftungsdrossel 13 zwischen dem ersten Arbeitsraum 8 und dem letzten Arbeitsraum 12 verzichtet und es können diese beiden Arbeitsräume unmittelbar und ungedrosselt miteinander verbunden werden. Die Entlüftungsdrossel ist dann unmittelbar in das Entlüftungsventil integriert.

Claims (7)

1. Einrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung der Kraftstoffüberschußmenge einer Diesel-Einspritzpumpe mit einem Steuerventil, das eine die Kraftstoffüber­ schußmenge von der Einspritzpumpe zurückführende Rücklaufleitung in Abhängig­ keit von der Temperatur des Kraftstoffs entweder mit einer zu einem Kraftstoff­ tank führenden Ablaufleitung oder mit einer über ein Filter zur Einspritzpumpe führenden Zulaufleitung verbindet, und mit einer eine Entlüftungsdrossel aufwei­ senden Vorrichtung zur Entlüftung des Kraftstoffs zur Ablaufleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsvorrichtung durch ein in Reihe mit dem Steuer­ ventil (2) geschaltetes Entlüftungsventil (1) gebildet ist, das nur so lange eine die Entlüftungsdrossel (13) aufweisende Verbindung zu der Ablaufleitung (4) offenhält, wie im wesentlichen Luft von der Einspritzpumpe gefördert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (1) selbsttätig in Abhängigkeit von einem sich strömungswiderstandsabhängig vor der Entlüftungsdrossel (13) bildenden Druck des von der Einspritzpumpe geförderten Arbeitsmittels entgegen einer Rückstellfeder (15) betätigbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (1) zwischen zwei Stellungen verstellbar ist, wobei in einer ersten Stellung bei im wesentlichen von der Einspritzpumpe geförderter Luft eine erste Verbindung zwischen der Rücklaufleitung (3) und der Zulaufleitung versperrt und eine die Entlüftungsdrossel aufweisende zweite Verbindung zwischen der Rücklaufleitung (3) und der Ablaufleitung (4) geöffnet wird, und wobei in einer zweiten Stellung bei im wesentlichen von der Einspritzpumpe gefördertem Kraftstoff die erste Verbindung geöffnet und die zweite Verbindung versperrt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil (1) einen von der Rückstellfeder (15) belasteten Ventilkörper (5) aufweist mit einem die erste Verbindung zwischen der Rücklaufleitung (3) und der Zulaufleitung steuernden mit einem ersten Ventilsitz (7) zusammenwirkenden ersten Verschluß­ körper (6) und mit einem die die Entlüftungsdrossel (13) aufweisende zweite Ver­ bindung zwischen der Rücklaufleitung (3) und der Ablaufleitung (4) steuernden mit einem zweiten Ventilsitz (11) zusammenwirkenden zweiten Verschlußkörper (10).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verschluß­ körper (6) eine Verbindung zwischen einem mit der Rücklaufleitung (3) verbundenen ersten Arbeitsraum (8) und einem mit der Zulaufleitung verbindbaren zweiten Arbeitsraum (9) und der zweite Verschlußkörper (10) eine Verbindung zwischen einem mit dem ersten Arbeitsraum (8) verbundenen dritten Arbeitsraum (12) und einem mit der Ablaufleitung (4) verbundenen vierten Arbeitsraum (14) steuert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsdrossel durch eine zwischen dem ersten (8) und dem dritten Arbeitsraum (12) angeordnete Drosselstelle (13) gebildet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsdrossel durch den in der ersten Stellung des Entlüftungsventils (1) ver­ bleibenden Öffnungsspalt zwischen dem zweiten Verschlußkörper und dem zweiten Ventilsitz (11) gebildet ist.