DE3744186A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritz­ pumpe dieser Art (die DE-OS 30 04 460) erfolgt eine optimale Anpas­ sung des Einspritzverhaltens durch Steuerung des Drucks in einem Druckspeicher. Die diesem Druckspeicher entnehmbare Druckflüssigkeit dient zum gesteuerten Antrieb eines Pumpenkolbens, der eine vorge­ lagerte Kraftstoffeinspritzmenge zur Einspritzung fördert. Dabei ist der Speicher als Konstantvolumenspeicher ausgebildet, so daß ihm in nachteiliger Weise nur wenig Kraftstoff in Förderpausen der Hoch­ druckpumpe entnommen werden kann, ohne daß der Druck merklich ab­ fällt.

Diese bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe ist in bezug auf die Steue­ rung der vor Einspritzung kommenden Kraftstoffmenge und der Steue­ rung der Antriebskraft für die Einspritzung sehr aufwendig, wobei außer einem elektrisch gesteuerten Zumeßventil, einer elektrisch ge­ steuerten Fördermengenverstellung auch noch eine mechanisch ge­ steuerte Ventileinrichtung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf die verschiedenen Einspritzstellen (Verteilereinspritzpumpe) erfor­ derlich sind.

In nachteiliger Weise erfolgt die Steuerung des Spritzbeginns über Steuerkanten eines Pumpen- und Verteilerkolbens und erlaubt somit nur eine enge Steuerbreite im Rahmen des Hubantriebs des Pumpenkol­ bens bzw. der vom Nockenantrieb des Pumpenkolbens zur Verfügung ste­ henden Verstellbreite.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei der Festlegung des Einspritzzeitpunktes eine größere Flexibili­ tät erreicht wird. Der erfindungsgemäße Gegenstand erlaubt einen einfachen Aufbau. Insbesondere die Pumpe, die den Speicher füllt, ist selbstregelnd und erreicht einen guten Gesamtwirkungsgrad. Durch die Regelung wird gerade nur die Kraftstoffmenge in den Speicher ge­ fördert, die über die Magnetventile entnommen wird, zuzüglich einer kleinen Mehrmenge zur Kompensation unvermeidlicher Leckagemengen, so daß die Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer geringstmöglichen An­ triebsleistung auskommt.

Mit der Einrichtung nach Anspruch 4 wird ein zweiarmiger Schwenk­ hebel vorgestellt, durch dessen verschieden wählbare Hebelarmlängen in optimaler Weise eine Anpassung der Regelschiebereinstellung er­ folgt.

Mit der Einrichtung nach Anspruch 5 wird ein auf dem Prinzip der Verteilereinspritzpumpe basierender einfachster Aufbau erreicht und mit der im Pumpenkolben angeordneten Entlastungsleitung wird auf einfache Weise eine Absteuerung erreicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Figur ist die grundsätzliche Anordnung der Kraftstoffein­ spritzanlage anhand des Ausführungsbeispiels dargestellt. In einem Pumpengehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in einer Bohrung 2 in einem Zylinder 3 ein Pumpenkolben 4, der durch ein Nockengetriebe 5 mit Hubscheibe 6 und Rollenring 7 entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder in eine hin- und her­ gehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt wird. Die Boh­ rung 2 begrenzt mit dem Pumpengehäuse 1 und dem Pumpenkolben 4 einen Pumpenarbeitsraum 8 der Einspritzpumpe. Der Pumpenarbeitsraum 8 wird über einen im Pumpengehäuse 1 angeordneten Füllkanal 9, der mit ei­ ner Förderpumpe in Verbindung steht, mit Kraftstoff versorgt, so­ lange der Pumpenkolben seinen Saughub nach unten ausführt.

Im Pumpenkolben 4 verläuft eine Entlastungsleitung 10, die einer­ seits mit dem Pumpenarbeitsraum 8 verbunden ist, andererseits zum Innenraum 12 führt. Die Austritts- bzw. Überströmöffnung 13 dieser Entlastungsleitung 10 wird durch ein auf dem Pumpenkolben 4 axial verschiebbares Kraftstoffmengensteuerorgan in Form eines Ringschie­ bers 14 gesteuert. Die Austritts- bzw. Überströmöffnung 13 der Ent­ lastungsleitung 10 wird nach Zurücklegung eines bestimmten Förder­ hubes des Pumpenkolbens 4 durch Austauchen aus dem Kraftstoffmengen­ steuerorgan, dem Ringschieber 14, aufgesteuert, wodurch die Hoch­ druckförderung von Kraftstoff unterbrochen wird und der weiter ge­ förderte Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 8 zurück in den Innen­ raum 12 strömt.

Vom Pumpenarbeitsraum 8 führt zu einem Speicherraum 24 eine Leitung 15, in der ein in Austrittsrichtung aus dem Pumpenarbeitsraum öff­ nendes Rückschlagsventil angeordnet ist. Der Speicherraum 24 besteht aus einem ersten zylindrischen Teil 26 mit geringerem Durchmesser als ein zweiter zylindrischer Teil 27, in dem eine verschiebbare Wand 28 als Speicherkolben geführt ist, der rückseitig von einer Druckfeder 29 beaufschlagt ist. Die Dimensionierung der an der Spei­ cherkolbenrückseite 31 anliegenden Druckfeder 29 ist so vorgenommen, daß diese den am Anschlag 30 anliegenden Speicherkolben 28 vor­ spannt. Hierdurch wird gewährleistet, daß nach einem längeren Motor­ stillstand, in dessen Verlauf der Speicherkolben 28 infolge unver­ meidlicher Leckagen auf den Kolbenanschlag 30 gelaufen ist, schon nach wenigen Motorumdrehungen ausreichend Speicherdruck für den Startvorgang zur Verfügung steht, denn bei niederen Motordrehzahlen ist der Förderdruck zwar so hoch, daß Kraftstoff in die Förderlei­ tung fließt, aber noch nicht die an die Speicherkolbenrückseite 31 anliegende Druckfeder 29, die sich am Pumpengehäuse 1 abstützt und in einem zylindrischen Federraum 33 untergebracht ist, zusammen­ drückt. Vom Federraum 33 führt ein Verbindungskanal 34 zum Innenraum 12. Der Verbindungskanal 34 gewährleistet, daß der Leckkraftstoff in den Innenraum 12 gelangt und von dort über einen Leckkanal 32 zum Kraftstofftank zurückfließt. Vom Speicherraum 24 führt eine Förder­ leitung 25 weg, durch die Kraftstoff zu den nicht dargestellten Mag­ netventilen strömt, über die die Kraftstoffeinspritzmenge und der Einspritzzeitpunkt an einer oder mehreren Einspritzstellen der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

Neben der vom Speicherraum 24 zu Magnetventilen führenden Förderlei­ tung 25 führt eine Steuerleitung 36 vom Speicherraum 24 weg, in die eine Drossel 37 eingebracht ist. Diese Drossel 37 dient der Glättung der Druckschwingungen, die durch Förderstöße des fördernden Pum­ penkolbens 4 entstehen. Nach der Dämpfung der Druckschwingungen be­ aufschlagt der Speicherinnenraumdruck die Oberseite 38 eines in ei­ nem Stellzylinder 40 axial gleitenden Stellkolbens 39. Ein Teil des Stellkolbens 39 mit dessen Unterseite 41 ragt in den Innenraum 12.

An die Stellkolbenunterseite 41 liegt ein erstes Hebelarmende 42 ei­ nes, um einen im Pumpengehäuse 1 fest angeordneten Drehpunktes 43 eines zweiarmigen Schwenkhebels 44 an. Am ersten Hebelarmende 42 ist als Anlage an die Unterseite des Stellkolbens ein kugelförmiges Teil 45 angeordnet und dem kugelförmigen Teil 45 des Schwenkhebels 44 ge­ genüber ist eine Planfläche 46 angebracht. An diese Planfläche 46 liegt eine nicht näher dargestellte geführte Schraubenfeder 47 an. Diese Schraubenfeder 47 liegt am anderen, der Planfläche 46 gegen­ überliegenden Ende an einer verstellbaren Einrichtung 48 an. Die verstellbare Einrichtung 48 besteht aus einem aus dem Pumpengehäuse 1 ragenden Gewindestift 49, mittels dessen die Vorspannung der Schraubenfeder 47 eingestellt wird. Das zweite Hebelarmende 50 des um den Drehpunkt 43 schwenkbaren zweiarmigen Schwenkhebels 44 greift mit einem Zapfen 51 in eine Nut 52 des Kraftstoffmengenstellorgans 14 für dessen Betätigung ein.

Eine Betätigung des Kraftstoffmengensteuerorgans 14 durch den Schwenkhebel 44 erfolgt dann, wenn der Speicherrauminnendruck so stark ansteigt, daß das Stellglied 19, das sich auf dem mit ein­ stellbarer Schraubenfeder 47 belasteten zweiarmigen Schwenkhebel 44 abstützt, axial bewegt und diese Bewegung mittels des Schwenkhebels 44 auf das Kraftstoffmengensteuerorgan 14 übertragen wird. Bei Er­ reichung des über die Schraubenfeder 47 einstellbaren Solldrucks wird die Austritts- bzw. Überströmöffnung 13 im Pumpenkolben 4 frü­ her freigegeben und die Fördermenge reduziert. Im Extremfall wird die Fördermenge bis zur Nullmenge reduziert.

Das geschilderte Prinzip ist auch auf konventionelle Reihenein­ spritzpumpen anwendbar, deren Pumpenkolben in einen Speicherraum fördern. Bei dieser Art der Einspritzpumpen wird die Bewegung des Stellglieds 39 direkt auf eine Regelstange übertragen.

Für Benzineinspritzung ist auch der oben geschilderte Aufbau zu ver­ wenden. Bei der Benzineinspritzung müßte das Rücklaufteil vom Hub­ teil räumlich getrennt werden und das Hubteil in einem Ölbad laufen, denn aufgrund der niedrigen Viskosität von Benzin würde die Pumpe möglicherweise nicht ausreichend geschmiert werden.

Claims (8)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Pumpenkolben, der einen Pum­ penarbeitsraum (8) einschließt, welcher über ein Rückschlagventil (16) mit einem Speicherraum (24) verbunden ist und mit Mitteln zum Erfassen des Drucks im Speicherraum (24), durch die ein Kraftstoff­ mengensteuerglied (14) am Pumpenkolben (4) zur Veränderung der För­ dermenge aus dem Pumpenarbeitsraum (8) in den Speicherraum (24) steuerbar ist, wobei vom Speicherraum (24) eine Leitung (25) ab­ führt, die über eine Steuerstelle zur jeweiligen Kraftstoffein­ spritzstelle führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (24) von einer verschiebbaren Wand (28) abgeschlossen ist und vom Speicherraum (24) eine Steuerleitung (36) abgeht zu einem Stell­ zylinder (40), in dem ein gegen eine Rückstellkraft einstellbares Stellglied (39) verstellbar ist, entsprechend dessen Stellung das Kraftstoffmengensteuerorgan (14) einstellbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (39) ein im Stellzylinder (40) axial gleitender Kolben ist, der in den Pumpeninnenraum (12) ragt und dort wenigstens mittelbar mit dem Kraftstoffmengensteuerorgan gekoppelt ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Steuerleitung (39) eine Dämpfungsdrossel (37) angeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kraftstoffeinspritzpumpengehäuse (1) angeordnete Stell­ glied (39), an der der speicherraumdruckbelasteten Seite, der Ober­ seite (38) gegenüberliegenden Seite, der Unterseite (41) ein erstes Hebelarmende (40) eines zweiarmigen Schwenkhebels (44) anliegt, an den seinerseits eine in der Vorspannung einstellbare Schraubenfeder (47) anliegt.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Schraubenfeder (47) durch eine von außen verstellbare Einrichtung (48) erfolgt.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige, in den Hebellängen angepaßte Schwenkhebel (44) in einem Drehpunkt (43) gelagert ist und das andere zweite Hebelarm­ ende (50) in das Kraftstoffmengensteuerorgan (14) bewegbar eingreift.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (4) in der Art einer Verteilereinspritzpumpe von einem Nockenantrieb angetrieben ist und pro Umdrehung eine An­ triebswelle des Nockenantriebs mehrere Pumpenhübe pro Umdrehung aus­ führt.

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpenkolben (4) eine Entlastungsleitung (10) vom Pumpen­ arbeitsraum (8) zu einem in den Pumpeninnenraum (12) tauchenden Teil der Pumpenkolbenoberfläche führt, auf dem das Kraftstoffmengen­ steuerorgan als Ringschieber (14) ausgebildet verschiebbar ist.