DE4016435C2 - Einen Steuerschieber aufweisende schrägkantengesteuerte Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere als Direkteinspritzer für Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einen Steuerschieber aufweisende schrägkantengesteuerte Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn­ kraftmaschinen, insbesondere als Direkteinspritzer für Nutz­ fahrzeuge, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 an­ gegebenen Merkmalen.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzpumpe ist aus der Bosch- Druckschrift (SAE Technical Paper Series 890 851 - Fuel In­ jection Equipment for Heavy Duty Diesel Engines for U.S. 1991/1994 Emission Limits, International Congress and Expo­ sition Detroit, Michigan, February 27-March 3, 1989, Seite 7, 8 Fig. 11, 12) bekannt, bei der in Fig. 12 Stellungen des Pumpenkolbens bei Förderbeginn und bei Förderende gezeigt sind. Der Förderbeginn wird durch eine untenliegende Steuer­ kante am Steuerschieber und eine Steuerbohrung im Pumpenkol­ ben und das Förderende durch eine Schrägnut im Pumpenkolben und Steuerbohrungen im Hubschieber bestimmt.

Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art sind mit dem Nachteil behaftet, daß sie aufgrund ihrer Bau- und Wirkungsweise Einspritzverläufe bewirken, die lä­ stige hohe Verbrennungsgeräusche verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfache Maßnahmen an einer einen Steuerschieber aufweisenden Kraftstoffein­ spritzpumpe zur Nutzung einer verbrennungsgeräuschmindernden Wirkung vorzusehen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Steuergeometrie am Steuerschieber und Pumpenkolben wird während eines jeden Fördervorganges der Hochdruckraum mit dem Niederdruckraum kurzzeitig verbunden und somit eine Einspritzunterbrechung bewirkt, d. h. die Ein­ spritzung wird in eine Voreinspritzung und Haupteinspritzung mit dazwischen liegender Einspritzpause unterteilt. Durch diesen besonderen Einspritzverlauf setzt eine weiche Ver­ brennung ein mit der Folge einer beträchtlichen Geräuschre­ duzierung.

Aus der JP 62-26 16 67 (A) ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, die auch eine Ausnehmung im Steuerschieber aufweist und mit einer zum Pumpenarbeitsraum führenden Bohrungsanord­ nung zusammenwirkt. Diese Pumpe schafft aber mit derartigen Maßnahmen während eines Einspritzvorganges ein Schadvolumen zur Absenkung des im Pumpenarbeitsraum ansteigenden Drucks. Hier wird somit eine Formung des Einspritzverlaufes er­ reicht.

Ferner ist aus der GB-PS 893 621 eine Kraftstoffeinspritz­ pumpe mit Vor- und Haupteinspritzung sowie Einspritzunter­ brechung bekannt, bei der ohne Förderbeginnverstellung der Einspritzverlauf aus dem Zusammenwirken des Pumpenkolbens mit dem Pumpenzylinder resultiert.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 einen Längsschnitt durch eine einen Steuer­ schieber aufweisenden Kraftstoffeinspritzpumpe mit verschiedenen Stellungen des Pumpenkolbens vom Förderbeginn der Voreinspritzung bis zum Förderende der Haupteinspritzung.

Eine Kraftstoffeinspritzpumpe 1 mit Schrägkantensteuerung besteht aus einem Pumpenzylinder 2, in dem ein nockenbetä­ tigter Pumpenkolben 3 axial und drehbeweglich geführt ist und mit seinem oberen Ende einen Pumpenarbeitsraum 4 be­ grenzt.

Der Pumpenkolben 3 ist von einem im Saugraum 5 angeordneten Steuerschieber 6 für die Verstellung des Förderbeginns umge­ ben,der mit auf gleicher Höhe diametral gegenüberliegenden Steuerbohrungen 7, 8 für die Bestimmung des Förderendes und mit einer als Ringnut ausgebildeten Ausnehmung 9 versehen ist.

Der Pumpenkolben 3 weist eine Bohrungsanordnung auf, die sich aus einer mittig verlaufenden Längsbohrung 10, einer Steuerbohrung 11 und einer Verbindungsbohrung 12 zusammen­ setzt. Die sacklochartig ausgebildete Längsbohrung 10 mündet im Pumpenarbeitsraum 4, während die im untersten Bereich von der Längsbohrung 10 abzweigende und radial verlaufende Steu­ erbohrung 11 in den Saugraum 5 bei in Fig. 1 gezeigter unte­ rer Totpunktlage des Pumpenkolbens 3 mündet. Die über der Steuerbohrung 11 vorgesehene Verbindungsbohrung 12 verbindet eine Schrägnut 13 am Pumpenkolben 3 mit der Längsbohrung 10. Außerdem ist der Pumpenkolben 3 mit zwei drehsymmetrisch an­ geordneten Umfangsnuten 14, 15 versehen, die weitgehend un­ terhalb der Steuerbohrung 11 verlaufen.

Die dem Pumpenarbeitsraum 4 abgewandte Stirnseite des Steuerschiebers 6 ist zugleich die den Förderbeginn bestimmende Steuerkante 16. Der durch diese Steuerkante 16 und die untenlie­ gende Begrenzungskante 9a der Ringnut 9 im Steuerschieber 6 gebildete Abstand B kann etwa um die Hälfte kleiner als die Nutbreite A der Umfangsnut 14, 15 sein. Außerdem kann die Steuerbohrung 11 mit Abstand zwischen den Umfangsnuten so plaziert sein, daß deren untere Öffnungskante 11a unterhalb der oberen Nutflanke 14a, 15a der Umfangsnut 14, 15 liegt. Der Abstand ist mit C bezeichnet. Somit ergibt sich für die Voreinspritzung ein Hub H_Vor = B-C und für die Förderpause ein Hub_FP = A-B. Die Förderpause entspricht dem Hub zwischen Förderende der Voreinspritzung und Förderbeginn der Haupteinspritzung.

Wirkungsweise

In den Fig. 2, 3, 4 und 5 sind die einzelnen Förderphasen der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 aufgezeigt.

Beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens 3 wird gemäß Fig. 1 die Steuerbohrung 11 durch die Steuerkante 16 des Steuerschiebers 6 abgesteuert (Förderbeginn der Voreinspritzung). Gleichzeitig sind die Umfangsnuten 14, 15 in den Steuerschieber 6 gering­ fügig eingetaucht. Die Eintauchtiefe entspricht dem Abstand C.

Sobald die oberen Nutflanken 14a, 15a der Umfangsnuten 14,15 die untenliegende Begrenzungskante 9a der Ringnut 9 erreicht haben, ist die Förderung der Voreinspritzung beendet. Gleichzeitig beginnt die Förderpause bzw. Förderunterbre­ chung (Fig. 2). Kraftstoff fließt aus dem Pumpenarbeitsraum 4 über die Längsbohrung 10, Steuerbohrung 11, Ringnut 9, Um­ fangsnuten 14, 15 in den niederdruckseitigen Saugraum 5 ab.

Die Förderpause ist aufgehoben, wenn die Umfangsnuten 14, 15 durch die Steuerkante 16 des Steuerschiebers 6 abgesteuert sind (Fig. 3) bzw. die untere Nutflanke 14b, 15b die Steuerkante 16 des Steuerschiebers 6 erreicht hat. Die Haupteinspritzung beginnt und dauert solange an, bis die Schrägnut 13 des Pum­ penstempels 2 die Steuerbohrungen 7, 8 öffnet (Fig. 4).

Claims (3)

1. Einen Steuerschieber aufweisende schrägkantengesteuerte Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbeson­ dere als Direkteinspritzer für Nutzfahrzeuge, mit einem noc­ kenbetätigten, einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden und in einem Pumpenzylinder axial und drehbeweglich geführten Pum­ penkolben mit einer Schrägnut und einer diese und den Pum­ penarbeitsraum verbindenden Bohrungsanordnung, wobei der Pumpenkolben von dem im Saugraum vorgesehenen Steuerschieber zur Förderbeginnverstellung umgeben ist, dessen dem Pumpen­ arbeitsraum abgewandte Stirnseite zugleich Steuerkante (16) für den Förderbeginn bei Absteuerung einer im Pumpenkolben ange­ ordneten und mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen Steuer­ bohrung (11) ist, und mit steuerschieberseitigen Steuerbohrungen (7, 8), die gemeinsam mit der Schrägnut (13) des Pumpenkolbens das Förde­ rende bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (6) eine sich zum Pumpenkolben­ zylindermantel hin öffnende Ausnehmung (9) und der Pumpen­ kolben (3) wenigstens eine Umfangsnut (14; 15) aufweisen, die im nahen Bereich der Steuerkante (16) des Steuerschiebers (6) derart angeordnet sind, daß während eines jeden Förder­ vorganges der Pumpenarbeitsraum (4) über die pumpenkolben­ seitigen Steuerbohrungen (10; 11) die Ausnehmung (9) und die Umfangsnuten (14; 15) mit dem Saugraum (5) im Sinne einer Förderunterbrechung verbindbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (9) im Steuerschieber (6) als Ringnut ausgebildet ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Förderhubstellung, in der die Steuerbohrung (11) des Pumpenkolbens (3) in Höhe der Ausnehmung (9) liegt, zumindest annähernd gleiche Überströmquerschnitte zwischen Ausnehmung (9) und Umfangsnut (14; 15) einerseits und zwi­ schen Umfangsnut (14; 15) und Saugraum (5) andererseits vor­ liegen.