DE3719832A1

DE3719832A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3719832A1
Application number: DE19873719832
Authority: DE
Inventors: Bosch Gmbh Stuttgart Robert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-06-13
Filing date: 1987-06-13
Publication date: 1988-12-22
Also published as: US4940036A; WO1988009868A1; JPH01503634A; JP2695886B2; EP0318535B1; EP0318535A1; DE3861788D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart zur Versorgung einer Mehrzahl von Einspritzdüsen einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, der im Oberbegriff des Anspruchs definierten Gattung.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (DE-OS 34 12 834) ist das Schaltventil im Kraftstoffzulauf angeordnet, während die Verteilerbohrung mit einer Entlastungsöffnung in Verbindung steht, deren Öffnen und Schließen während des Pumpenkolbenhubs von der Stellung eines elektromagnetisch betätigten Ringschiebers abhängig ist. Das als komplettes Elektroventil ausgebildete Schaltventil ist als separate Baueinheit in das Pumpengehäuse eingesetzt und über Bohrungen mit dem Pumpenarbeitsraum und mit einer Kraftstoffzulauföffnung im Pumpengehäuse verbunden. Schaltventil und Ringschieber steuern die Zumessung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge, wobei sowohl das Spritzende als auch der gesamte Kraftstoff-Förderbereich relativ zum Pumpenkolbenhub verschoben werden kann.

Bei einer als Pumpendüse für einen Dieselmotor ausgebildeten bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe (DE-OS 35 23 536) ist das Schaltventil zwischen dem Pumpenarbeitsraum und einer Entlastungsbohrung eingeschaltet. Mit Schließen des Schaltventils wird der Pumpenarbeitsraum abgeschlossen und der Förderbeginn von Kraftstoff zur Einspritzdüse festgelegt. Mit Öffnen des Schaltventils wird der Druck im Pumpenarbeitsraum schlagartig abgebaut und die Kraftstofförderung beendet. Das auch hier als komplettes Elektroventil ausgebildete Schaltventil ist wiederum als Komplettbaueinheit in das Pumpengehäuse eingesetzt und über Bohrungen mit dem Pumpenarbeitsraum einerseits und mit einer Gehäuseöffnung zum Anschluß einer Kraftstoffrücklaufleitung andererseits verbunden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil eines extrem verringerten Totvolumens im Pumpenarbeitsraum und eines geringen Raumbedarfs. Anstelle des kompletten Elektroventils ist im Pumpengehäuse selbst nur noch der einfache Elektromagnet vorhanden. Bohrungen im Pumpengehäuse zum Anschluß des Schaltventils entfallen.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart für eine Dieselbrennkraftmaschine,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung von Schaltventil und Verteilerkolben der Kraftstoffeinspritzpumpe in Fig. 1,

Fig. 3 einen durch III in Fig. 2 gekennzeichneten Ausschnitt einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart ist eine Radialkolbenpumpe zur Versorgung von insgesamt vier Einspritzdüsen eines Dieselmotors mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff vorgegebener Zumessung. Die Kraftstoffeinspritzpumpe weist ein Gehäuse 11 auf, das von einem Gehäusedeckel 12 flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. In dem Gehäuse 11 ist mittels eines Lagers 13 eine Antriebswelle 14 drehbar gelagert. Ein am Gehäusedeckel 12 narbenartig vorstehender Deckelteil 15 ist mit einer axialen Zylinderbohrung 16 und insgesamt vier in einer Querschnittsebene gleichmäßig gegeneinander versetzten Radialbohrungen 17 versehen, von denen in Fig. 1 zwei Radialbohrungen 17 zu sehen sind. In der Zylinderbohrung 16 ist ein Verteilerkolben 18 gelagert, der mit der Antriebswelle 14 drehfest gekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt dabei über Kupplungselemente 19, die in Nuten in der Antriebswelle 14 einerseits und in dem Verteilerkolben 18 andererseits formschlüssig einliegen. Der Verteilerkolben 18 ist in seiner Axialstellung durch einen Sicherungsring 20 gesichert.

In den Radialbohrungen 17 ist jeweils ein Pumpenkolben 21 dicht geführt, der aus der Radialbohrung 17 vorsteht und dort mit einer Stößeltasse 22 verbunden ist. Die Stößeltasse 22 liegt über eine Walze oder Rolle 23 an der Nockenbahn 24 eines mit der Antriebswelle 14 drehfest verbundenen Nockenrings 25 an. Stößeltasse 22 und Rolle 23 bilden einen sog. Rollenstößel, der in einem zur Radialbohrung 17 koaxialen Führungsschacht 26 verschiebbar ist, so daß die Baueinheit aus Rolle 23, Stößeltasse 22 und Pumpenkolben 21 bei der Rotation des Nockenrings 25 den Erhebungen und Vertiefungen der Nockenbahn 24 zu folgen vermag. Für die kraftschlüssige Anlage der Stößeltasse 22 an der Rolle 23 und der Rolle 23 an der Nockenbahn 24 sorgt eine am Grund des Führungsschachtes 26 und im Innern der Stößeltasse 22 sich abstützende Schraubendruckfeder 27.

Jeder Pumpenkolben 21 begrenzt auf seiner Innenseite einen Pumpenarbeitsraum 28, der zum Verteilerkolben 18 hin offen und dort von einer Ringnut 58 auf dem Verteilerkolben 18 begrenzt ist. In einer oberhalb des Pumpenarbeitsraums 28 liegenden Querschnittsebene des Gehäusedeckels 12 münden in der Zylinderbohrung 16 vier über den Umfang gleichmäßig verteilte Einspritzbohrungen 29, von denen jeweils eine zu einer von insgesamt vier Einspritzdüsen führt. Der Verteilerkolben 18 enthält eine Verteilerbohrung 30, die im Innern des Verteilerkolbens 18 in einem Ventilraum 31 und am Umfang des Verteilerkolbens 18 in einer Verteilernut 32 mündet. Die axiale Länge der Verteilernut 32 ist so bemessen, daß sie von der Ringnut 58 bis hin zu den Mündungen der Einspritzbohrungen 29 reicht, und bei geeigneter Drehstellung des Verteilerkolbens 18 den Pumpenarbeitsraum 28 mit einer Einspritzbohrung 29 verbindet. Der Verteilerkolben 18 enthält ferner eine axiale Zulaufnut 33, die sich von in einer Querschnittsebene über den Umfang gleichmäßig verteilten vier radialen Zulaufbohrungen 34 im Deckelteil 15 bis hin zu der Ringnut 58 erstreckt, so daß bei geeigneter Drehstellung des Verteilerkolbens 18 eine Zulaufbohrung 34 mit dem Pumpenarbeitsraum 28 verbunden ist. Die Zulaufbohrungen 34 münden im Innenraum 35 des Gehäuses 11, der mittels einer auf der Antriebswelle 14 sitzenden Förderpumpe 59 mit Kraftstoff gefüllt ist, so daß beim Saughub des Pumpenkolbens 21 Kraftstoff über die Zulaufbohrung 34 in den Pumpenarbeitsraum 28 einströmen kann.

Die bei jedem Pumpenkolbenhub zu der zugeordneten Einspritzdüse geförderte und dort zur Einspritzung gelangende Kraftstoffmenge wird mittels eines Schaltventils 36 zugemessen. Das Schaltventil 36 besteht aus einem elektromagnetisch betätigtem Ventilglied 37, das eine Ventilöffnung 38 steuert, über welche jeweils der Pumpenarbeitsraum 28 zum Druckaufbau verschlossen oder zum schlagartigen Druckabbau geöffnet werden kann. Die Ventilöffnung 38 und das Ventilglied 37 sind in dem Verteilerkolben 18 integriert. Hierzu ist dieser mit einer axialen Entlastungsbohrung 39 versehen, die an der unteren Stirnseite des Verteilerkolbens 18 mündet und über eine Ausnehmung 40 in der Antriebswelle 14 mit dem Innenraum 35 des Gehäuses 11 in Verbindung steht. Die Entlastungsbohrung 39 mündet über die Ventilöffnung 38 in dem Ventilraum 31. Die lichte Weite der Ventilöffnung 38 ist kleiner gewählt als der Bohrungsdurchmesser der Entlastungsbohrung 39 (vergl. Fig. 2). Die Ventilöffnung 38 wird von einem Ventilsitz 41 umschlossen, auf welcher das vordere Ende des als Ventilnadel ausgebildeten Ventilgliedes 37 im Ventilschließzustand aufgepreßt wird. Der Schaft 371 des Ventilgliedes 37 liegt in einer mit der Entlastungsbohrung 39 fluchtenden Führungsbohrung 42 verschieblich ein. Diese Führungsbohrung 42 durchzieht den Verteilerkolben 18 von dem Ventilraum 31 bis zur oberen Stirnseite. Auf dem aus der Führungsbohrung 42 vorstehenden Schaftabschnitt des Ventilgliedes 37 sitzt eine in Ventilöffnungsrichtung vorgespannte Ventilfeder 43, die sich einerseits auf der Stirnseite des Verteilerkolbens 18 und andererseits auf einen am Ventilglied 37 gehaltenen Anschlag 44, z.B. einem Sicherungsring, abstützt. Unter der Wirkung dieser Ventilfeder 43 liegt das von der Ventilöffnung 38 abgekehrte Stirnende des Ventilgliedes 37 an dem abgerundeten Ende eines Stößels 45 an, der zum Schließen des Schaltventils 36 mit dem Anker 46 eines Elektromagneten 47 verbunden ist.

Der Elektromagnet 47 ist in bekannter Weise aufgebaut und beispielsweise in der DE-OS 35 23 536 ausführlich beschrieben. Kurzgefaßt weist dieser eine von einem Kern 48 aufgenommene Spule 49 auf, deren Wicklungsenden mit zwei Anschlußsteckern 50 verbunden sind. Der mit dem Stößel 45 verbundene tellerförmige Anker 46 liegt unter Bildung zweier Luftspalte 51, 52 dem mit einer Scheibe 53 abgedeckten Kern 48 gegenüber. Der Stößel 45 ist in einem den Kern 48 tragenden zentrischen Gehäuseabschnitt 54 des Magnetgehäuses 55 axial verschieblich geführt, wobei sich eine Rückstellfeder 56 zwischen dem Anker 46 und dem Gehäuseabschnitt 54 abstützt. Ein Hubanschlag 57 begrenzt die Hubbewegung des Ankers 46, der bei stromloser Spule 49 unter der Wirkung der Rückstellfeder 56 an dem Hubanschlag 57 anliegt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Kraftstoffeinspritzpumpe ist wie folgt:

Bei Rotation der Antriebswelle 14 führen die Pumpenkolben 21 - gesteuert von der Nockenbahn 24 des Nockenrings 25 - eine hin- und hergehende Hubbewegung aus. Der Verteilerkolben 18 verbindet nacheinander und abwechselnd den von den Pumpenkolben 21 begrenzten Pumpenarbeitsraum 28 mit einer der Zulaufbohrungen 34 und einer der Einspritzbohrungen 29. Die Nockenbahn 24 ist so ausgebildet, daß der Pumpenarbeitsraum 28 bei einem Saughub eines Pumpenkolbens 21 über die Zulaufnut 33 mit einer Zulaufbohrung 34 und bei einem Förderhub des Pumpenkolbens 21 über die Verteilernut 32 mit der Einspritzbohrung 29 verbunden ist. Nach Füllen des Pumpenarbeitsraums 28 mit Kraftstoff wird mit Beginn des Förderhubs die Spule 49 des Elektromagneten 47 bestromt. Der Anker 46 wird gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 56 angezogen und preßt über den Stößel 45 das Ventilglied 37 auf den Ventilsitz 41 auf. Die Ventilöffnung 38 ist damit geschlossen und die Entlastungsbohrung 39 vom Pumpenarbeitsraum 28 getrennt. Der jetzt im Pumpenarbeitsraum 28 sich aufbauende Kraftstoffdruck setzt sich bis zur Einspritzdüse fort und bewirkt nach Überwindung des Öffnungsdruckes der Einspritzdüse das Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum des Dieselmotors.

Zur Beendigung der Einspritzung wird die Stromzufuhr zum Elektromagneten 47 abgeschaltet. Der Anker 48 legt sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 56 an den Hubanschlag 57 an. Das Ventilglied 37 hebt unter der Wirkung der Ventilfeder 43 vom Ventilsitz 41 ab und gibt die Ventilöffnung 38 frei. Damit ist der Pumpenarbeitsraum 28 über Ringnut 58, Ventilnut 32, Ventilbohrung 30, Ventilraum 31 und Ventilöffnung 38 mit der Entlastungsbohrung 39 verbunden. Dadurch fällt der Druck im Pumpenarbeitsraum 28 schlagartig ab und die Einspritzdüse schließt, so daß die Einspritzung beendet ist. Es sei angemerkt, daß vorteilhaft der im Ventilraum 31 befindliche Abschnitt des Ventilgliedes 37 so geformt ist, daß der im Ventilraum 31 sich aufbauende Druck das Ventilglied 37 in Öffnungsrichtung belastet. Dadurch wird ein schlagartiges Öffnen des Schaltventils 36 beim Abschalten des Elektromagneten 47 sichergestellt.

In der in Fig. 3 ausschnittweise dargestellten Variante der Kraftstoffeinspritzpumpe ist lediglich die Ventilfeder 43, die bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, durch eine Tellerfeder ersetzt. Diese Tellerfeder ist vorzugsweise als elastische Kunststoffscheibe ausgebildet. Eine solche Tellerfeder hat eine geringere Bauhöhe als eine Schraubendruckfeder, so daß auf Einsenkungen an den Stirnseiten des Verteilerkolbens 18 und des Gehäuseabschnittes 54 des Magnetgehäuses 55, wie diese in Fig. 1 und 2 zwecks Verringerung der axialen Bauhöhe vorgesehen sind, verzichtet werden kann.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart zur Versorgung einer Mehrzahl von Einspritzdüsen einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Dieselbrennkraftmaschine, mit mindestens einem in seiner Achsrichtung angetriebenen Pumpenkolben, der einen mit einem Kraftstoffzulauf verbindbaren Pumpenarbeitsraum begrenzt und bei jedem Förderhub Kraftstoff mit Einspritzdruck zu einer Einspritzdüse fördert, mit einem rotierenden Verteilerkolben, der über eine Verteilerbohrung bei seiner Drehung eine Verbindung zwischen Pumpenarbeitsraum und Einspritzdüse herstellt, und mit einem Schaltventil zum Zumessen der Kraftstoffeinspritzmenge, das ein eine Ventilöffnung steuerndes Ventilglied und ein das Ventilglied betätigenden Elektromagneten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Schaltventil (36) zumindest die Ventilöffnung (38) und das Ventilglied (37) in dem Verteilerkolben (18) integriert sind und daß die Ventilöffnung (38) die Verteilerbohrung (30, 32) mit einer im Verteilerkolben (18) zu einer Entlastungsöffnung (40) führenden Entlastungsbohrung (39) verbindet.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Ventilnadel ausgebildete Ventilglied (37) mit seinem Schaft (371) in einer axialen Führungsbohrung (42) des Verteilerkolbens (18) verschiebbar einliegt und mit seinem von der Ventilöffnung (38) abgekehrten freien Ende aus dem Verteilerkolben (18) vorstehend unter der Wirkung einer in Ventilöffnungsrichtung vorgespannten Ventilfeder (43) an einem von dem Elektromagneten (47) betätigten Stößel (45) anliegt.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (45) mit einem Anker (46) des Elektromagneten (47) verbunden und an seinem auf dem Ventilglied (37) aufliegenden Stirnende abgerundet ist.

4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (43) sich einerseits an einem über das Ventilglied (37) radial vorstehenden Anschlag (44) und andererseits auf der Stirnseite des Verteilerkolbens (18) abstützt.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (43) als Schraubendruckfeder ausgebildet ist (Fig. 2).

6. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (43) als Tellerfeder ausgebildet ist (Fig. 3).

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsbohrung (39) als mit der Führungsbohrung (42) fluchtende Axialbohrung ausgebildet ist, die von der vorzugsweise eine gegenüber dem Bohrungsdurchmesser kleinere lichte Weite aufweisenden Ventilöffnung (38) begrenzt ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (42) und die Entlastungsbohrung (39) mit Ventilöffnung (38) in diametral gegenüberliegenden Seiten eines mit der Verteilerbohrung (30, 32) verbundenen Ventilraums (31) münden.

9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (37) im Bereich des Ventilraums (31) derart geformt ist, daß der im Ventilraum (31) herrschende Druck eine in Ventilöffnungsrichtung wirkende Kraftkomponente an dem Ventilglied (37) erzeugt.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der als Radialkolben ausgebildete Pumpenkolben (21) und der von ihm begrenzte Pumpenarbeitsraum (28) rechtwinklig zur Achse des Verteilerkolbens (18) angeordnet sind und daß der Pumpenkolben (21) mittels eines auf einem Nockenring (25) sich abwälzenden Rollenstößels (22, 23) angetrieben ist, von denen der Nockenring (25) oder die Baueinheit aus Rollenstößel (22, 23) und Pumpenkolben (21) gemeinsam mit dem Verteilerkolben (18) umläuft.