DE3720067A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer brennkraftmaschinenInfo
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- DE3720067A1 DE3720067A1 DE19873720067 DE3720067A DE3720067A1 DE 3720067 A1 DE3720067 A1 DE 3720067A1 DE 19873720067 DE19873720067 DE 19873720067 DE 3720067 A DE3720067 A DE 3720067A DE 3720067 A1 DE3720067 A1 DE 3720067A1
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- F02M63/0205—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively for cutting-out pumps or injectors in case of abnormal operation of the engine or the injection apparatus, e.g. over-speed, break-down of fuel pumps or injectors ; for cutting-out pumps for stopping the engine
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritz
vorrichtung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für
Dieselmotoren, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ange
gebenen Gattung.
Bei solchen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen dient die
Abschaltvorrichtung dazu, bei Auftreten von Störungen
oder Fehlern die Kraftstoffeinspritzung möglichst schlag
artig zu beenden. Hierzu ist es erforderlich, nicht nur
die Förderleistung der Förderpumpe zum Saugraum der
Kraftstoffeinspritzpumpe zu unterbinden, sondern auch
zu verhindern, daß aus dem Saugraum weiterhin Kraft
stoff zu den Einspritzdüsen gefördert wird. Letzteres
ist dann nicht mehr der Fall, wenn der Saugraumdruck
unter 0,2 bar absolut abfällt, da dann das Pumpenelement
der Kraftstoffeinspritzpumpe nicht mehr ausreichend mit
Kraftstoff gefüllt wird.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung
der eingangs genannten Art (DE-A- 21 45 983) weist
hierzu die Abschaltvorrichtung ein als Tellerventil
ausgebildetes Absperrventil und eine Saugpumpe auf,
die zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind. Die
Saugpumpe besteht aus einem in einem Speicherraum
verschiebbar geführten Kolben und einer den Kolben
beaufschlagenden Druckfeder. Der Kolben wird im
Normalfall mittels einer mechanischen Arretier
vorrichtung bei gespannter Druckfeder in einer Aus
schiebestellung gehalten, in welcher das Speicher
volumen des Speicherraums nahezu Null ist. In dieser
Stellung wird das Tellerventil von dem Kolben über
einen Ventilstößel entgegen der Kraft einer Ventil
schließfeder in Offenstellung gehalten. Der von der
Förderpumpe geförderte Kraftstoff gelangt bei offenem
Tellerventil in den von dem Kolben begrenzten Raum,
in welchem die Kolben-Druckfeder angeordnet ist, und
strömt von hier aus in den Saugraum ein. Im Abschalt
fall wird die Arretiervorrichtung gelöst. Der Kolben
wird von der Kolben-Druckfeder verschoben und gibt
den Speicherraum zunehmend frei. Dadurch entsteht in
der Leitung zwischen Abschaltvorrichtung und Saugraum
ein Unterdruck, durch den verhindert wird, daß Kraft
stoff weiter in den Saugraum der Einspritzpumpe gelangen
kann. Durch den im Speicherraum zurückgleitenden Kolben
wird auch das Tellerventil freigegeben, das unter der
Wirkung seiner Ventilschließfeder in seine Schließstel
lung übergeht. Die Förderpumpe ist vom Saugraum abge
sperrt und fördert über ein Überströmventil in den Kraft
stoffbehälter zurück.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat
den Vorteil, mit handelsüblichen Bauelementen, wie
Federspeicher,einfache Hydraulikventile und Magnet
ventil eine Schnellabschaltvorrichtung zu schaffen,
die konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig
zu fertigen ist. Durch das Überströmventil wird der
Saugraumdruck auf einen definierten Druck von z.B.
1 bar Überdruck eingestellt. Der den Saugraumdruck
übersteigende Förderdruck, hier z.B. 2 bar Überdruck,
spannt den Federspeicher, so daß dessen Federkammer
das kleinstmögliche Volumen aufweist. Im Abschalt
falle wird der Bypaß geöffnet, wodurch der von dem
Förderdruck in der Speicherkammer des Federspeichers
erzeugte Überdruck zusammenbricht. Der Federspeicher
entspannt sich,und das sich vergrößernde Federkammer
volumen bewirkt eine Reduzierung des Druckes im Saug
raum auf hier von weniger als 0,2 bar absolut, wodurch
die Förderung von Kraftstoff zu den Einspritzdüsen
schlagartig unterbrochen wird. Die Brennkraftmaschine
erhält keinen Kraftstoff mehr und stellt unmittelbar ab.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maß
nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver
besserungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoff
einspritzvorrichtung möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich dabei aus Anspruch 2. Durch diese Ausbildung des
elektromagnetischen Schaltventils ist die größte Ventil
betätigungskraft, hier die Schließkraft des Ventils, bei
angezogenem Magnetanker aufzubringen. Dafür sind
geringere Kräfte erforderlich als wenn die größte
Ventilkraft bei ausgefahrenem Magnetanker entgegen
der Kraft einer Schließfeder aufgebracht werden
müßte. Dadurch läßt sich der Elektromagnet des
Schaltventils, insbesondere dessen Wickelraum,
kleiner dimensionieren, und damit das Schaltventil
kleinvolumig halten. Außerdem öffnet bei ungewollter
Stromunterbrechung das Schaltventil und setzt da
durch die Kraftstoffeinspritzung still.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
ergibt sich auch aus Anspruch 4. Durch das vorge
spannte Zulaufventil, das wirkungsmäßig parallel zur
Speicherkammer des Federspeichers angeordnet ist,
wird einerseits das Spannen des Fe
derspeichers durch den Förderdruck der Förderpumpe
bei Förderbeginn gesichert und andererseits eine
anschlußseitige Absperrung des Saugraums der Ein
spritzpumpe zur Förderpumpe hin erzielt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er
gibt sich auch aus Anspruch 6. Diese Maßnahme bringt
eine Vereinfachung in der Montage der Kraftstoffein
spritzvorrichtung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er
gibt sich auch aus Anspruch 8, insbesondere in Ver
bindung mit Anspruch 9. Durch die dort angegebene
Ausbildung des Zulaufventils muß dieses nicht mit
einem genau definierten Öffnungsdruck versehen wer
den, wie dies bei ebenfalls als Zulaufventil einsetz
baren Rückschlagventilen der Fall ist. Das Zulaufven
til arbeitet sicherer und kennt auch nicht die bei Rück
schlagventilen häufig auftretenden Probleme der Un
dichtigkeit, und zwar wegen der Überdeckung beim Abstellen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich auch aus
Anspruch 10. Durch diese Maßnahme läßt sich eine zusätzliche Kraft
stoffleitung vom Schaltventil zum Kraftstoffbehälter einsparen.
Deren Funktion wird von der ohnehin vorhandenen Rücklaufleitung
übernommen. Durch den gemäß Anspruch 11 erfolgenden Anschluß der
Federkammer des Federspeichers an den abströmseitigen Bereich des
Saugraums erfolgt die erforderliche Druckreduzierung im Saugraum
auch bei solchen Kraftstoffeinspritzpumpen genügend schnell, bei
denen strömungsbegrenzende oder -leitende Mittel im zuströmseitigen
Breich des Saugraums vorgesehen sind und das Abstellen verzogern
können.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen teilweise schematisiert:
Fig. 1 bis 4 jeweils ein Blockschaltbild für vier Ausführungsbei
spiele einer Kraftstoffeinspritzvorrichtng mit einer Schnellab
schaltvorrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte, an sich bekannte Kraftstoffeinspritz
vorrichtung für einen Dieselmotor als Beispiel einer Brennkraft
maschine weist eine nur schematisch angedeutete Kraftstoffeinspritz
pumpe 10 auf. Die Kraftstoffeinspritzpumpe 10 saugt mit einem nicht
dargestellten Pumpenelement Kraftstoff aus einem Saugraum 11 der
Kraftstoffeinspritzpumpe 10 an, komprimiert diesen auf Einspritz
druck und verteilt die unter Einspritzdruck stehende Kraftstoffmenge
an Einspritzdüsen, die den einzelnen Zylindern des Dieselmotors
zugeordnet sind. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur
eine einzige Einspritzdüse 43 für einen Motorzylinder dargestellt.
Der Saugraum 11 wird von einer Kraftstofförderpumpe 12
aus einem Kraftstoffbehälter 13 mit Kraftstoff ge
füllt. Hierzu ist die Förderpumpe 12 über einen Saug
stutzen 14 mit Kraftstoffilter 44 an dem Kraftstoff
behälter 13 und über eine Förderleitung 15 mit einem
weiteren Kraftstoffilter 45 an dem Eingang des Saug
raums 11 angeschlossen. Der Ausgang des Saugraums 11
ist über eine Rücklaufleitung 16 wieder mit dem
Kraftstoffbehälter 13 verbunden. In der Förderleitung
15 ist ein Zulaufventil 17 und in der Rücklauf
leitung 16 ist ein Überströmventil 18 mit jeweils
definiertem Öffnungsdruck von hier 1 bar Überdruck,
angeordnet. Die Durchflußrichtung des Zulaufventils
17 ist von der Förderpumpe 12 zu dem Saugraum 11 hin
gerichtet, während die Durchflußrichtung des Über
strömventils 18 von dem Saugraum 11 zu dem Kraft
stoffbehälter 13 hin gerichtet ist. Die beiden hier
als einfache Rückschlagventile ausgeführten Ventile
17, 18 sorgen dafür, daß eine Kraftstofförderung vom
Kraftstoffbehälter 13 zu dem Saugraum 11 erst bei
einem definierten Förderdruck von größer 2 bar ab
solut einsetzt und der Überdruck im Saugraum 11
konstant auf 1 bar gehalten wird.
Die beiden Ventile 17, 18 sind Teil einer Abschaltvor
richtung 19 für die Kraftstoffeinspritzung im Not-
oder Störungsfall. Die Abschaltvorrichtung 19 weist
ferner einen zwischen der Förderpumpe 12 und dem
Saugraum 11, also parallel zu dem Zulaufventil 17,
angeordneten Federspeicher 20 auf, der durch eine
Membran 21 in bekannter Weise in eine Speicherkammer
22 und eine Federkammer 23 unterteilt ist. In der
Federkammer 23 ist eine Druckfeder 24, die sich einer
seits an der Membran 21 und andererseits gehäuse
seitig abstützt, und ein Anschlag 25 zur Begrenzung
der Verschiebebewegung der Membran 21 angeordnet.
Die Federkammer 23 ist mit dem Eingang des Saugraums
11 bzw. mit dem Ausgang des Zulaufventils 17 und
die Speicherkammer 22 ist mit dem Ausgang der För
derpumpe 12 bzw. mit dem Eingang des Zulaufventils
17 verbunden. Die Druckfeder 24 ist so eingestellt,
daß bei druckloser Federkammer 23 ein Druck in der
Speicherkammer 22 von 0,8 bar Überdruck ausreichend
ist, die Druckfeder 24 so weit zu komprimieren, daß
sich die Membran 21 an den Anschlag 25 anlegt. In
dieser Stellung der Membran 21 ist der Federspei
cher 20 gespannt.
Ein weiterer Teil der Abschaltvorrichtung 19 ist ein
Schaltventil 27, das in einem Bypaß 26 angeordnet
ist, der den Ausgang der Förderpumpe 12 mit dem Kraft
stoffbehälter 13 verbindet. Das als 2/2-Wege-Magnetventil
ausgebildete Schaltventil 27 sperrt im Normalfall, d.h.
bei laufendem Dieselmotor, den Bypaß 26 und gibt diesen
im Abschaltfall, d.h. bei ansprechender Abschaltvor
richtung 19, frei. Wie in Fig. 1 schematisch angedeu
tet ist, hat das Schaltventil 27 ein Ventilglied 28,
das mit einem eine Ventileinlaßöffnung 29 umgebenden
Ventilsitz 30 zusammenwirkt. Das Ventilglied 28 ist
mit einem Magnetanker 31 eines Elektromagneten 32 fest
verbunden und wird von einer Ventilöffnungsfeder 33
bei unerregtem Elektromagneten 32 in der Ventiloffen
stellung gehalten. Der Elektromagnet 32 wird von einem
elektronischen Steuergerät 42 geschaltet, das mit einem
an der Kraftstoffeinspritzpumpe 10 angeflanschten elek
trischen Stellwerk 46 elektrisch verbunden ist und
weitere Steuerfunktionen ausführt, die hier nicht von
Bedeutung sind.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Abschaltvorrich
tung 19 ist wie folgt:
Mit Anlassen des Dieselmotors wird der Elektromagnet
32 des Schaltventils 27 bestromt. Der Magnetanker 31
wird angezogen und das Ventilglied 28 wird auf den
Ventilsitz 30 unter Zusammendrücken der Ventilöff
nungsfeder 33 aufgepreßt. Das Schaltventil 27 sperrt
den Bypaß 26 ab. Da auf der Förderseite der Förder
pumpe 12 noch kein Druck ansteht, ist die erforder
liche Magnetkraft zum Schließen des Ventils relativ
gering. Mit Einsetzen der Kraftstofförderung durch
die Förderpumpe 12 muß dann die größte elektromag
netische Kraft zum Geschlossenhalten des Schaltventils
27 bei angezogenem Magnetanker 31 aufgebracht werden.
Sobald bei einsetzender Kraftstofförderung durch die
Förderpumpe 12 der Förderdruck den durch die Druck
feder 24 auf etwa 0,8 bar Überdruck eingestellten
Spanndruck des Federspeichers 20 übersteigt, wird
der Federspeicher 20 durch Verschieben der Membran 21
gegen die Kraft der Druckfeder 24 gespannt. Sobald
der Förderdruck 1 bar Überdruck übersteigt, öffnet
das Zulaufventil 17 und Kraftstoff strömt über die
Förderleitung 15 in den Saugraum 11 der Kraftstoff
einspritzpumpe 10. Übersteigt der Druck im Saugraum 11
1 bar Überdruck, so öffnet das Überströmventil 18 und
überschüssiger Kraftstoff fließt über die Rücklauf
leitung 16 wieder in den Kraftstoffbehälter 13. Der
Druck im Saugraum 11 wird damit konstant auf 1 bar
Überdruck gehalten und belastet die Federkammer 24
des Federspeichers 20. Die Förderpumpe 12 fördert
jetzt mit einem Überdruck von 2 bar. In bekannter
Weise versorgt nunmehr die Kraftstoffeinspritzpumpe
10 die Einspritzdüsen 43 der Zylinder des Diesel
motors mit unter Einspritzdruck stehendem Kraft
stoff.
Ein im Dieselmotor auftretender Störungsfall, der
ein Abschalten des Dieselmotors erforderlich macht,
wird von dem elektronischen Steuergerät 42 erkannt.
Dieses schaltet die Erregerspannung am Elektromag
neten 32 des Schaltventils 27 ab. Die Ventilöffnungs
feder 33 hebt das Ventilglied 28 vom Ventilsitz 30
ab. Das Schaltventil 27 öffnet. Der Druck auf der
Ausgangsseite der Förderpumpe 12 wird über das ge
öffnete Schaltventil 27 abgebaut, wodurch die Saug
raumdurchströmung unterbrochen wird, das Zulaufven
til 17 und das Rückströmventil 18 schließen und den
Saugraum 11 absperren. Durch die Druckentlastung der
Speicherkammer 22 des Federspeichers 20 schiebt die
Druckfeder 24 die Membran 21 zurück. Das Volumen der
Federkammer 23 vergrößert sich und füllt sich mit
einem aus dem Saugraum 11 abgesaugten Kraftstoff
volumen. Damit wird der Druck im Saugraum 11 auf
weniger als 0,2 bar absolut abgesenkt. Bei diesem
Druck im Saugraum 11 kann das Pumpenelement der Ein
spritzpumpe 10 nicht mehr ausreichend mit Kraftstoff
aufgefüllt werden, so daß kein Kraftstoff mehr zu den
Einspritzdüsen gefördert wird. Der Dieselmotor erhält
damit keinen Kraftstoff mehr und stellt unmittelbar
ab.
Die in Fig. 2 dargestellte Kraftstoffeinspritzvorrich
tung unterscheidet sich von der in Fig. 1 nur durch
die Zusammenfassung verschiedener Baugruppen der Ab
schaltvorrichtung 19 zu Baueinheiten. Gleiche Bauteile
sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das in der Rücklaufleitung 16 liegende Überström
ventil 18 ist mit dem Schaltventil 27 zu einer Bau
einheit 34 zusammengefaßt. Der Eingang des Schalt
ventils 27 ist nach wie vor mit dem Ausgang der
Förderpumpe 12 verbunden, während der Ausgang des
Schaltventils 27 unmittelbar an dem Ausgang des
Überströmventils 18 angeschlossen ist. Durch diese
Maßnahme entfällt der gesonderte Bypaßabschnitt
vom Ausgang des Schaltventils 27 zu dem Kraftstoff
behälter 13. Der Kraftstoffrücklauf vom Ausgang des
Schaltventils 27 erfolgt über die Rücklaufleitung 16.
Das in der Förderleitung 15 liegende Zulaufventil 17
ist in dem Federspeicher 20 integriert, mit diesem
also zu einer zweiten Baueinheit 35 zusammengefaßt.
Die nach wie vor den Federspeicher 20 in Druckkammer
22 und Federkammer 23 unterteilende Membran 21 weist
eine Durchflußöffnung 36 und einen diese umgebenden
Ventilsitz 37 auf, mit dem das Ventilglied 38 des
Zulaufventils 17 zusammenwirkt. Das Zulaufventil 17
ist mit einem Gehäusesteg 39 an der Membran 31 be
festigt, und die Ventilschließfeder 40 stützt sich
einerseits an dem Gehäusesteg 39 und andererseits an
dem Ventilglied 38 ab. Der Gehäusesteg 39 bildet zu
gleich einen in der Funktion dem Anschlag 25 in Fig. 1
entsprechenden Anschlag 41, der nach einem Verschiebe
weg der Membran 21 entgegen der Kraft der Druckfeder
24 am Boden der Federkammer 23 zur Anlage kommt. Auch
hier sind das Überströmventil 18 und das Zulaufventil
17 als einfaches Rückschlagventil ausgebildet.
Die Funktionsweise der Kraftstoffeinspritzvorrichtung
gemäß Fig. 2 ist identisch mit der zu Fig. 1, so daß
insoweit auf die vorstehende Beschreibung verwiesen
wird.
Die in Fig. 3 schematisch dargestellte Kraftstoff
einspritzvorrichtung unterscheidet sich von der in
Fig. 2 nur durch eine andersartige Ausbildung des
Zulaufventils 17′, das ebenfalls in den Federspeicher
20 integriert ist, also mit dem Federspeicher 20 zu
der Baueinheit 35 zusammengefaßt ist. Gleiche Bau
teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das Zulaufventil 17′, das hier ebenfalls als Einweg
ventil wirkt, ist hier als Schieberventil, bestehend
aus einem Steuerschieber 51 und einer den Steuerschieber
51 axial verschieblich aufnehmenden Führungshülse
52, ausgebildet. Das Zulaufventil 17′ ist in der
Federkammer 23 des Federspeichers 20 angeordnet, wo
bei die Führungshülse 52 am Boden der Federkammer 23
und der Steuerschieber 51 an der Membran 21 befestigt
ist. Am Boden der Federkammer 23 und an der Membran 21
stützt sich in gleicher Weise wiederum die Druckfeder
24 ab. Die der Membran 21 zugekehrte Stirnseite der
Führungshülse 52 bildet einen dem Anschlag 41 in
Fig. 2 bzw. dem Anschlag 25 in Fig. 1 vergleichbaren
Anschlag 53. Die Führungshülse 52 weist zwei diametral
gegenüberliegende Radialbohrungen 54, 55 auf, die mit
einer ringförmigen Steuernut 56 am Umfang des Steuer
schiebers 51 zusammenwirken. Die Steuernut 56 ist über
eine Querbohrung 57 mit einem als Sackloch ausgebil
deten Axialkanal 58 verbunden. Der Axialkanal 58 mün
det an der an der Membran 21 befestigten Stirnseite
des Steuerschiebers 51, und zwar dort koaxial mit
einer Durchflußöffnung 59 in der Membran 21. Die
Steuernut 56 am Steuerschieber 51 und die Radialboh
rungen 54, 55 in der Führungshülse 52 sind räumlich
derart zueinander angeordnet, daß sie erst bei Anlage
der Membran 21 an dem Anschlag 53 miteinander in
Verbindung treten und dann Kraftstoff aus dem Spei
cherraum 22 über den Axialkanal 58, die Querbohrung 57,
die Steuernut 56 und die Radialbohrungen 54, 55 in
die Federkammer 23 einströmen kann. In allen anderen
Stellungen der Membran 21 und damit des Steuerschie
bers 51 ist die Steuernut 56 von der Innenwand der
Führungshülse 52 flüssigkeitsdicht abgedeckt.
Die Wirkungsweise dieser Kraftstoffeinspritzvorrich
tung stimmt weitgehend mit den beiden vorstehend be
schriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen überein,
mit folgendem Unterschied: nach Anlassen des Diesel
motors und Absperren des Bypaß 26 durch das Schalt
ventil 27 verschiebt der in die Speicherkammer 22
einströmende Kraftstoff die Membran 21 gegen die
Kraft der Rückstellfeder 24 bis zu dem Anschlag 53
an der Führungshülse 52. In dieser Stellung liegt die
Steuernut 56 im Bereich der Radialbohrungen 54, 55 und
der Durchfluß von der Förderpumpe 12 zu dem Saug
raum 11 ist gegeben. Der im Saugraum 11 herrschende
Druck wird ausschließlich von dem Überströmventil 18
bestimmt und kann beliebig eingestellt werden.
Erkennt das elektronische Steuergerät 42 den Störfall
und schaltet die Magneterregung des Schaltventils 27
ab, so ist die Speicherkammer 22 an dem freigegebenen
Bypaß 26 angeschlossen. Dadurch wird der Druck in der
Speicherkammer 22 schlagartig abgebaut. Die Druck
feder 24 schiebt die Membran 21 und damit den an der
Membran 21 befestigten Steuerschieber 51 zurück, wo
durch die Steuernut 56 wieder von der Führungshülse 52
verschlossen wird und die Federkammer 23 wieder her
metisch von der Speicherkammer 22 abgetrennt ist. In
gleicher Weise sorgt das sich vergrößernde Federkam
mervolumen für den nötigen Druckabbau im Saugraum 11
auf den Absolutdruck von 0,2 bar.
Die in Fig. 4 dargestellte Kraftstoffeinspritzvorrichtung unter
scheidet sich von der in Fig. 1 im wesentlichen nur durch einen
abweichend gestalteten Anschluß der Federkammer 23 des Feder
speichers 20 an den Saugraum 11′. Außerdem wurde die jeweilige An
baulage des Zulaufventils 17 und des Kraftstoffilters 45 verändert.
Gleiche Bauteile sind deshalb auch hier gleich bezeichnet, der ab
weichend gestaltete Saugraum mit der Bezugszahl 11′ versehen.
An die Förderleitung 15 der Förderpumpe 12 ist weiterhin sowohl die
Speicherkammer 22 als auch der Eingang des Saugraums 11′ ange
schlossen, ebenfalls der mit dem Schaltventil 27 versehene Bypass
26. Die Federkammer 23 des Federspeichers 20 hat in Fig. 4 jedoch
keine Verbindung zur Förderleitung 15, sondern ist über eine Absaug
leitung 61 mit dem abströmseitigen Bereich 11 a′ des Saugraums 11′
verbunden, wobei die Absaugleitung 61 an einen stromaufwärts des
Überströmventils 18 befindlichen Abschnitt 16 a der Rücklaufleitung
16 angeschlossen ist.
Selbstverständlich sind sowohl das Überströmventil 18 als auch die
Federkammer 23 so nah wie möglich an den Saugraum 11′ heran anzu
bauen, um den für das Abstellen teilweise zu evakuierenden Raum so
klein wie möglich zu halten, was einem schnellen Abstellen zugute
kommt. Aus diesem Grunde ist auch das Zulaufventil 17 näher an einen
zuströmseitigen Bereich 11 b′ des Saugraums 11′ heran eingezeichnet
worden. Das Kraftstoffilter 45 ist, wie bei Einspritzanlagen üblich,
direkt hinter der Förderpumpe 12 angeschlossen, so daß sein Kraft
stoffvolumen das Abstellen nicht verzögern kann. Die vorstehend be
schriebenen Anbaumaßnahmen zur Verringerung des zu evakuierenden
Raumes bzw. Volumens sind selbstverständlich auch bei den zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 von
Vorteil und können deshalb auch dort angewendet werden.
Durch die mittels einer unterbrochenen Linie angedeutete Trennung
des Saugraums 11′ in einen abströmseitigen Bereich 11 a′ und in einen
zuströmseitigen Bereich 11 b′ soll angedeutet werden, daß es sich
hier um eine Kraftstoffeinspritzpumpe handelt, deren Saugraum 11′
für eine gezielte Durchströmung von der Zulaufseite zur Abströmseite
unterteilt ist und zuströmseitig den Durchfluß behindernde Drossel
stellen aufweist. Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist z. B. aus
Fig. 6 der DE-A-35 09 536 bekannt und deshalb auch nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung.
Die Wirkungsweise des zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbei
spiels entspricht im wesentlichen derjenigen des zu Fig. 1 be
schriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Lediglich die sich beim
Abstellvorgang vergrößernde Federkammer 23 des Federspeichers 20 ist
mittels der Absaugleitung 61 und hier des Abschnittes 16 a der Rück
laufleitung 16, stromaufwärts des Überströmventils 18, an den ab
strömseitigen Bereich 11 a′ des Saugraums 11′ angeschlossen. Da
dieser Anschluß auch bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen dem
Zulaufventil 17 und dem Überströmventil 18 erfolgt ist, wird auch
hier, wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen, bei offenem
Schaltventil 27 und sich dann vergrößerndem Volumen der Federkammer
23 der Saugraum 11′ unter Unterdruck gesetzt, so daß die Einspritz
pumpe 10 nicht mehr fördern kann und die zugehörige Brennkraft
maschine "abstirbt", d. h. stehenbleibt.
Die in jedem der Ausführungsbeispiele verwirklichte Abschaltvorrich
tung führt zu einem sehr schnellen Abstellen, wenn die Kraftstofför
derpumpe 12 elektromotorisch angetrieben ist und im Abschaltfall
auch die Förderpumpe stehenbleibt. Die beschriebenen Ausführungs
beispiele sind aber auch bei Vorhandensein einer mechanisch, z. B.
von der Nockenwelle der Einspritzpumpe 10 angetriebenen Kraft
stofförderpumpe vorteilhafterweise einsetzbar, da durch das Schalt
ventil 27 die Förderleitung 15 kurzgeschlossen wird, die Förderung
in den Saugraum 11, 11′ damit unterbleibt und das sich vergrößernde
Volumen der Federkammer 23 für den zum Abstellen erforderlichen
Unterdruck im Saugraum sorgt, so daß auch hier ein schnelles Ab
stellen erfolgt.
Die Erfindung umfaßt selbstverständlich auch Kombinationen der in
den vier Ausführungsbeispielen beschriebenen Vorrichtung. So kann in
einem Sonderfall die Federkammer 23 sowohl an den Eingang als auch
an den Ausgang des Saugraums 11, 11′ angeschlossen werden, wenn dies
bei entsprechenden Großpumpen erforderlich ist. Ebenso ist ein
mittiger Anschluß an den Saugraum denkbar, wenn ein entsprechender
Anschluß vorgesehen wird und diese Maßnahme zu einem schnelleren
Abstellen führt.
Claims (11)
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftma
schinen, insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen,
mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die aus einem
Saugraum Einspritzdüsen mit unter Einspritzdruck
stehendem Kraftstoff versorgt, mit einer Kraft
stofförderpumpe, die den Saugraum der Kraftstoff
einspritzpumpe aus einem Kraftstoffbehälter mit
unter Förderdruck stehendem Kraftstoff füllt, mit
einem zwischen dem Saugraum und einer zu dem
Kraftstoffbehälter führenden Rücklaufleitung ange
ordneten Überströmventil zum Begrenzen des Saug
raumdruckes und mit einer zwischen Förderpumpe
und Einspritzpumpe angeordneten Abschaltvorrich
tung für die Kraftstoffeinspritzung, die bei An
steuerung zur Reduzierung des Saugraumdruckes ein
zusätzliches Speichervolumen an den Saugraum an
schließt, dadurch gekennzeich
net, daß die Abschaltvorrichtung (19) ein
in den Zulauf von der Förderpumpe (12) zum Saugraum (11; 11′) einge
setztes und zum Saugraum (11; 11′) hin öffnendes Zulaufventil (17;
17′), des weiteren einen mittels des Förderdruckes spannbaren Feder
speicher (20), dessen Speicherkammer (21) mit dem Ausgang der
Förderpumpe (12) und dessen Federkammer (23) unmittelbar mit dem
Saugraum (11; 11′) der Einspritzpumpe (10) verbunden ist, und
schließlich ein elektromagnetisch betätigtes Schaltventil (27) auf
weist, das in einem den Ausgang der Förderpumpe (12) mit dem Kraft
stoffbehälter (13) verbindenden Bypass (26) angeordnet ist und den
Bypass (26) normalerweise sperrt und bei Ansteuerung der Abschalt
vorrichtung (19) freigibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Schaltventil (27) als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist, das im
unerregten Zustand öffnet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Federspeicher (20) eine von einer Druckfeder (24) belastete
Membran (21) aufweist, welche die Speicherkammer (22) von der Feder
kammer (23) flüssigkeitsdicht trennt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Spannen des Federspeichers (20) das zwischen
Förderpumpe (12) und Saugraum (11; 11′) eingesetzte Zulaufventil
(17; 17′) einen Öffnungsdruck aufweist, der mindestens gleich dem
Spanndruck des Federspeichers (20) bemessen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federkammer (23) des Federspeichers (20) mit dem Eingang des Saug
raums (11) stromabwärts des Zulaufventils (17) verbunden ist und daß
das Zulaufventil (17) am Ein- und Ausgang des Federspeichers (20),
parallel zu letzterem, angeschlossen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federkammer (23) des Federspeichers (20) mit dem Eingang des Saug
raums (11) stromabwärts des Zulaufventils (17; 17′) verbunden ist
und daß das Zulaufventil (17; 17′) im Federspeicher (20) integriert
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Membran (21) eine Durchflußöffnung (36) aufweist, daß das Zulauf
ventil (17) als Rückschlagventil ausgebildet und in der Federkammer
(23) angeordnet ist und daß das Ventilglied (38) des Zulaufventils
(17) mit einem die Durchflußöffnung (36) umgebenden Ventilsitz (37)
zusammenwirkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zulaufventil (17′) als ein Schieberventil ausgebildet ist, dessen
Steuerschieber (51) mit der Membran (21) verbunden ist und nach
Spannen des Federspeichers (20) eine Verbindung zwischen Speicher
kammer (22) und Federkammer (23) des Federspeichers (20) freigibt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zulaufventil (17′) eine in der Federkammer (23) fest angeordnete
Führungshülse (52) mit mindestens einer Radialbohrung (54, 55)und
einen in der Führungshülse (52) axial verschieblichen Steuerschieber
(51) aufweist, der an der Membran (21) des Federspeichers (20)
befestigt ist und eine ringförmige Steuernut (56) trägt, die über
Bohrungen (57, 58) und eine Durchflußöffnung (59) in der Membran
(21) mit der Speicherkammer (22) des Federspeichers (20) in Verbin
dung steht, und daß die Radialbohrung (54, 55) in der Führungshülse
(52) und die Steuernut (56) in dem Steuerschieber (51) relativ
zueinander derart angeordnet sind, daß sie nach einem vorgegebenen
Verschiebeweg des mit der Membran (21) verbundenen Steuerschiebers
(51) miteinander in Verbindung stehen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das in der Rücklaufleitung (16) liegende Überström
ventil (18) und das Schaltventil (27) zu einer Baueinheit (34)
zusammengefaßt sind und der Ausgang des Schaltventils (27) mit dem
Ausgang des Überströmventils (18) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Federkammer (23) des Federspeichers (20) mit dem
abströmseitigen Bereich (11 a′) des Saugraums (11′), stromaufwärts
des Überströmventils (18), verbunden ist.
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