DE3912624A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Eine solche ist aus DE-OS 31 48 214
bekannt. Das dort in der Entlastungslastung des Rückstellraums
vorgesehene Druckventil ist temperaturabhängig steuerbar derart, daß
es beim Kaltstart der Brennkraftmaschine geschlossen ist und bei
betriebswarmer Brennkraftmaschine spätestens geöffnet ist. Dabei ist
das Druckventil als Rückschlagventil ausgebildet, das bei einem
Höchstdruck öffnen kann und das durch ein thermostatisch gesteuertes
Element aufgestoßen wird. Solange das Druckventil geschlossen ist,
stellt sich im Druckraum und im Rückstellraum derselbe, durch die
Förderrate der Kraftstofförderpumpe bestimmte Druck ein, der auch an
der Spritzverstellvorrichtung wirksam wird und diese in Richtung
"früh" verstellt. Diese spezielle Frühverstellung wird am Ende der
Warmlaufphase durch Aufsteuern des Druckventils aufgehoben und
danach der auf die Spritzverstellvorrichtung wirkende Druck in
bekannter Weise drehzahlabhängig durch das Drucksteuerventil ge
steuert. Die spezielle Frühverstellung bewirkt eine Verbesserung des
Kaltstartverhaltens und des Laufes der Brennkraftmaschine in der
Aufwärmphase.
Nachteilig ist es bei der bekannten Einrichtung, daß am Drucksteuer
ventil beim Stillstand der Kraftstoffeinspritzpumpe ein kleiner
Restspalt der Abflußdrossel vom Druckraum zum Entlastungsraum offen
bleibt und beim Anlauf der Kraftstoffeinspritzpumpe der Förder
pumpenliefergrad dann nicht ausreicht, den erforderlichen Druck bei
niedrigen Drehzahlen in der Anlaufphase der Brennkraftmaschine bzw.
der Kraftstoffeinspritzpumpe im Druckraum bzw. im Rückstellraum
sofort zu erzeugen derart, daß zugleich die besondere Frühver
stellung für den Kaltstart erzielt wird. Erst mit zunehmender Dreh
zahl und Liefermenge der Förderpumpe stellt sich dann verzögert der
gewünschte Druck ein.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
die Abflußdrossel am Drucksteuerventil beim Kaltstart sogleich
schnell und sicher geschlossen ist, daß der eingangs genannte Druck
für die Kaltstartfrühverstellung regelmäßig erreichbar ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe in schematischer Darstellung, Fig.
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 3 den
Druckverlauf im Druckraum vor dem Drucksteuerventil bzw. des an der
Spritzverstellvorrichtung wirksamen Steuerdrucks bei verschiedenen
Funktionslagen.
In Fig. 1 ist lediglich ein Teil einer Verteilerkraftstoffein
spritzpumpe 1 dargestellt mit einer Spritzverstellvorrichtung 2, die
einen in einem Zylinder 3 verschiebbaren Spritzverstellkolben 4
aufweist, der auf seiner einen Stirnseite von einer Rückstellfeder 5
beaufschlagt ist, die sich ortsfest an einer Stirnseite des Zylin
ders 3 abstützt und auf dessen anderer Stirnseite ein Spritzver
stellerarbeitsraum 6 im Zylinder 3 begrenzt wird. Der Spritzver
stellerarbeitsraum 6 ist über eine Drosselbohrung 7 im Spritzver
stellkolben mit einem Saugraum 9 im Innern der Kraftstoffeinspritz
pumpe verbunden. Der Saugraum 9 wird von einer synchron zur Kraft
stoffeinspritzpumpe 1 angetriebenen Förderpumpe 10 über eine Druck
leitung 11 mit Kraftstoff versorgt, wobei die Förderpumpe über eine
Saugleitung 12 den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter 13
entnimmt.
Parallel zur Förderpumpe 10 ist eine Bypassleitung 15 vorgesehen, in
der ein Drucksteuerventil 16 angeordnet ist. Dieses weist eine ver
stellbare Wand in Form eines Steuerkolbens 17, der in einem Zylinder
18 dicht gleitet und auf der einen Seite einen Druckraum 19 be
grenzt, in den die Bypassleitung 15 von der Druckleitung 11 ein
mündet. Auf der anderen Seite begrenzt der Steuerkolben einen Rück
stellraum 20, in dem eine Rückstellfeder 22 angeordnet ist, die sich
einerseits am Steuerkolben 17 abstützt und andererseits an einem
verstellbaren Anschlag 23 abstützt. Der Rückstellraum 20 ist mit dem
Druckraum 19 ständig über eine Drossel 24 verbunden. Weiterhin ist
der Rückstellraum 20 über eine Entlastungsleitung 26 mit dem Druck
raum 27 eines Druckventils 28 verbunden, das als Druckhalteventil in
Form eines Rückschlagventils ausgebildet ist, dessen Ventilschließ
glied 29 durch ein temperturabhängig betätigtes Stellglied 30 auf
gestoßen werden kann. Dieses Stellglied ist zum Beispiel ein Ther
mostat oder ein Dehnstoffelement, das dem Kühlwasser der Brennkraft
maschine ausgesetzt ist und somit die Betriebstemperatur der Brenn
kraftmaschine erfaßt. Dementsprechend wird durch das Stellglied bei
betriebswarmer Brennkraftmaschine das Schließglied 29 aufgestoßen
und somit die Entlastungsleitung 26 mit einem stromabwärts des
Ventilschließglieds 29 weiter zum Kraftstoffvorrat 13 führenden
Entlastungsleitungsteil 26 verbunden.
Parallel zum Druckventil 28 ist ein zweites Druckventil 33 ge
schaltet, das in einer Bypassleitung 34 zum Druckventil 28 liegt.
Das zweite Druckventil 33 weist dabei einen in einem Zylinder 36
dicht verschiebbaren Kolben 37 auf, der auf der einen Seite einen
Druckraum 38 und auf der anderen Seite einen entlasteten Raum 39
begrenzt, in dem eine den Kolben 37 belastende Rückstellfeder 40
angeordnet ist, die mittels eines Einstellglieds 41 einstellbar ist.
Der Druckraum 38 ist ständig mit der Förderseite der Förderpumpe 10
verbunden und weist somit denselben Druck auf, der im Saugraum 9
bzw. im Druckraum 19 herrscht. Durch diesen Druck ist der Kolben 37
gegen die Rückstellfeder verschiebbar und kommt im Laufe der
Verschiebung mit einer am Umfang des Kolbens vorgesehenen Ringnut 43
in Verbindung mit einer Eintrittsöffnung 44 der Bypassleitung 34 in
der Zylinderwand des Zylinders 36. Da die Ringnut 43 über eine
Längsbohrung 45 ständig mit dem entlasteten Raum 39 verbunden ist,
so wird in diesem Moment die Bypassleitung 34 über den entlasteten
Raum 39 und über ein von diesem weiterführenden Teil der Bypass
leitung 34 mit dem weiterführenden Teil der Entlastungsleitung 26
verbunden. In diesem Moment ist das Druckventil 28 umgangen, so daß
der Rückstellraum 20 des Drucksteuerventils 16 entlastet wird, auch
dann wenn das Drucksteuerventil 28 geschlossen ist.
Das Herstellen der Verbindung erfolgt in Abhängigkeit vom Druck im
Druckraum 28, der mit Hilfe des Einstellglieds 41 bzw. der Rück
stellfeder 40 einstellbar ist. Der Druck im Druckraum 38 ist immer
derselbe wie im Druckraum 19 des Drucksteuerventils, das letzt
endlich diesen Druck in Verbindung mit dem Förderlieferungsgrad der
synchron zur Drehzahl der Kraftstoffeinspritzpumpe angetriebenen
Förderpumpe 10 steuert. Dazu weist das Drucksteuerventil in der
radialen Wand des Zylinders 18 eine Abflußdrossel 46 auf, die über
eine Bypassleitung 15 mit der Saugleitung 12 der Förderpumpe 10
verbunden ist bzw. über diese mit dem Entlastungsraum in Form des
Kraftstoffvorrats 13. Der Querschnitt der Abflußdrossel wird durch
die Stellung des Steuerkolbens 17 bestimmt und durch dessen
stirnseitige Kante gesteuert. Die Stellung des Steuerkolbens
wiederum wird durch den Druck im Druckraum 19 bestimmt und der vom
Rückstellraum 20 her auf diesen wirkenden Kraft. Diese wird
wesentlich durch Rückstellfeder 22 bestimmt, deren Vorspannung
wiederum durch den verstellbaren Anschlag 23 bestimmt ist. Dieser
weist die Form eines Stufenkolbens auf, dessen im Durchmesser
kleinerer Teil 49 stirnseitig den Rückstellraum 20 begrenzt und
dessen im Durchmesser größerer Teil 50 einen Arbeitsraum 51
einschließt, der über eine Leitung 52 mit der Entlastungsleitung 26
bzw. mit dem Rückstellraum 20 verbunden ist.
Im Betrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe ist der Innenraum der
Kraftstoffeinspritzpumpe mit Kraftstoff gefüllt. Beim Start wird die
Förderpumpe 10 in Bewegung gesetzt und erzeugt einen Druck im
Saugraum 9 bzw. Druckraum 19 des Drucksteuerventils 16. Dieser Druck
pflanzt sich über die Drossel 24 fort in den Rückstellraum 20 und
von dort über die Leitung 52 auch in den Arbeitsraum 51. Dieser
Druck bewirkt schnell eine Verschiebung des verstellbaren Anschlags
in Richtung Steuerkolben 17, so daß dieser so verschoben wird, daß
zunächst die Abflußdrossel 46 sicher verschlossen ist. Dies unter
der Voraussetzung, daß gemäß dem angenommenen Fall eines Kaltstarts
die Entlastungsleitung 26 durch das Druckventil 28 geschlossen ist
und auch die Bypassleitung 34 durch das zweite Druckventil 33
geschlossen ist. In der Folge kann sich im Innern der Kraftstoff
einspritzpumpe sehr schnell ein wirksamer Steuerdruck aufbauen, der
nun über das Drucksteuerventil 16 gesteuert werden könnte. Wegen des
vorhandenen Druckausgleichs zwischen Rückstellraum 20 und Druckraum
19 bleibt jedoch die Abflußdrossel 46 weiterhin geschlossen, so daß
der Druck im Saugraum 9 schnell ansteigt. Dies ist der Kennlinie 60
in Fig. 3 zu entnehmen. Nach einem steil ansteigenden Ast 62 wird
dann jedoch im Punkt 63 ein Druck erreicht, bei dem das zweite
Druckventil 33 öffnet und somit die Steuerdruckhöhe auf einen
bestimmten Wert begrenzt wird. Entsprechend früh wird der Spritz
verstellerkolben 4 entgegen der Feder 5 verschoben. Bei weiterem
Drehzahlanstieg ergibt sich ein mit der Drehzahl zunehmender Verlauf
des Steuerdrucks, da nun der Rückstellraum 20 des Drucksteuerventils
16 über das zweite Druckventil entlastet ist und das Drucksteuer
ventil nun drehzahlabhängig ab diesem Einsatzdruck den Druck im
Saugraum 9 steuert durch mehr oder weniger Öffnen der Abflußdrossel
46. Auch der Arbeitsraum 51 ist durch Öffnen des zweiten Druck
ventils 33 entlastet, so daß der verstellbare Anschlag 23 in seine
Normallage zurückgeht und das Drucksteuerventil 16 in gewünschter
genauer Weise dem drehzahlabhängigen Druck im Saugraum 9 steuert. Es
wurde somit erreicht, daß mit Hilfe des verstellbaren Anschlags 23
und dem verringerten Weg der Rückstellfeder 22 in bezug auf die Lage
der Abflußdrossel 46 ein sicheres Schließen derselben erzielt wird,
was den schnellen Druckaufbau bewirkt und einen schnellen Einsatz
der Kaltstartfrühverstellung gewährleistet. Bei betriebswarmer
Brennkraftmaschine ist das Druckventil 28 über das Stellglied 30 von
anfang an geöffnet, der verstellbare Anschlag 23 in seiner die
Rückstellfeder 22 entlastenden Normalstellung und das Drucksteuer
ventil 16 in Normalfunktion. Dementsprechend ergibt sich ein Verlauf
des Drucks im Saugraum 9 in Abhängigkeit von der Drehzahl gemäß der
etwa linear ansteigenden Kennlinie 64 in Fig. 3. Ohne die erfin
dungsgemäße Maßnahme ergäbe sich für den Kaltstart ein Druckverlauf
gemäß der Kennlinie 65 mit wenig ausgeprägter Steilheit bei Dreh
zahlbeginn.
In Fig. 2 ist eine Variante zur Ausführung nach Fig. 1 darge
stellt. In diesem Falle ist der Arbeitsraum 51 über eine separate
Leitung 54, in der eine Drossel 55 angeordnet ist, mit dem Druckraum
19 verbunden. Der Druckraum 51 ist ferner über ein steuerbares
Druckhalteventil 56 mit der Saugleitung 12 der Förderpumpe 10 ver
bunden bzw. mit dem Entlastungsraum 13. In diesem Falle übernimmt
die Drossel 55 die abkoppelnde Funktion, die die Drossel 24 von
Fig. 1 als Verbindungselement zum Arbeitsraum 51 hatte. Ferner
tritt das steuerbare Druckhalteventil 56 funktionsmäßig an die
Stelle des Druckventils 28 bzw. des zweiten Druckventils 33. Mit dem
steuerbaren Druckventil kann nun genauer und unter Berücksichtigung
spezifischer Parameter der Druck im Arbeitsraum 51 gesteuert werden.
Auch für dieses Druckhalteventil kommt als Hauptparameter die
Temperatur in Frage.
Claims (3)
1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere
Verteilereinspritzpumpen, mit einer Spritzbeginnverstelleinrichtung
(2), die einen von einem drehzahlabhängig Steuerdruck eines Druck
mediums gegen eine Rückstellkraft (5) verstellbare Wand (4) auf
weist, mit einer synchron zur Kraftstoffeinspritzpumpe angetriebenen
Förderpumpe (10), deren Förderdruck als Steuerdruck durch ein Druck
steuerventil (16) gesteuert ist, das eine vom Steuerdruck beauf
schlagte, gegen eine Rückstellfeder (22) verstellbare Wand (17)
aufweist, die einen Druckraum (19) von einem die Rückstellfeder (22)
aufnehmenden Rückstellraum (20) trennt, welcher über eine Drossel
(24) ständig mit dem Druckraum (19) verbunden ist, wobei mit der
Stellbewegung der verstellbaren Wand (17) eine Abflußdrossel (46)
vom Druckraum (19) zu einem Entlastungsraum (13) gesteuert wird und
der Rückstellraum (20) über eine ein steuerbares Druckventil (28,
56) enthaltende Entlastungsleitung mit dem Entlastungsraum (13)
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (22)
des Drucksteuerventils (16) sich an einem verstellbaren Anschlag
(23) abstützt, der auf der dem Rückstellraum (20) abgewandten Seite
eine gegenüber der dem Rückstellraum zugewandten Seite größere
Druckfläche aufweist, die einen Arbeitsraum (51) begrenzt, der über
eine Drossel (24, 55) mit dem Druckraum (19) des Drucksteuerventils
(16) verbunden ist.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (55) in einer Leitung (54)
zwischen Druckraum (19) und Arbeitsraum (51) liegt und der Arbeits
raum über ein steuerbares Druckhalteventil (56) mit dem Entlastungs
raum (13) verbindbar ist.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haltedruck des steuerbaren Druckhalteventils in Abhängigkeit
von der Temperatur steuerbar ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |