DE4041656A1

DE4041656A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4041656A1
Application number: DE4041656A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Kraemer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-12-22
Filing date: 1990-12-22
Publication date: 1992-07-02
Also published as: US5213085A; JPH04269370A; GB2251037B; GB9126943D0; GB2251037A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Im Pumpenarbeitsraum treten außerordentlich hohe Drücke auf, die bei 1300 bar und größer liegen und es werden an die Einspritzpumpen hohe Anforderungen hinsichtlich der Einspritzqualität gestellt. Das gilt sowohl für die Steuerung der Fördermenge des einzuspritzenden Kraftstoffes als auch für die Steuerung des Förderbeginns. Die Qualität dieses Steuerprozesses hängt insbesondere vom Arbeitsvermögen des Steuerschiebers und der mit ihm zusammenwirkenden Entlastungsbohrung ab. Die Steuerung selbst kann beispielsweise über eine oder mehrere am Pumpenkolben angeordnete Schrägnuten, die mit der Absteuerbohrung im Steuerschieber zusammenwirken erfolgen.

Das Zusammenwirken des Steuerschiebers mit dem Pumpenkolben hängt von der axialen Lage des Steuerschiebers und von dessen Drehlage zum Pumpenkolben ab. Es sind jedoch auch Einspritzpumpen bekannt, bei denen der Steuerschieber sich durch entsprechende Einrichtungen nur axial auf dem Pumpenkolben bewegen kann und der Pumpenkolben selbst neben seiner hin- und hergehenden Bewegung auch eine durch eine geeignete Verstelleinrichtung bewirkte Verdrehung ausübt. In jedem Falle wird durch das Zusammenwirken von Steuerschieber und Pumpenkolben der Beginn der Hochdruckeinspritzung und der Einspritzhub und damit die Dauer der Einspritzung festgelegt. Das Arbeitsvermögen der Steuerung hängt also von der Länge des Steuerhubes und vom Verdrehwinkel des Pumpenkolbens oder des Steuerschiebers ab. Die beispielsweise axiale Verschiebung des Steuerschiebers auf dem Pumpenkolben wird in erster Linie durch die Art der Kopplung zwischen Steuerschieber und einer Regelstange bestimmt.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe (US- PS 21 47 390) wird in einer Variante der Steuerschieber durch das Zusammenwirken eines Zahnradsegmentes mit einer Zahnstange auf dem Pumpenkolben bewegt, wobei das bei einem Zahnradantrieb unvermeidbare Spiel keine genauen Steuerabläufe zuläßt.

Bei einer anderen bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der gattungsgemäßen Art (EP-PS 01 81 402) greift ein in der Regelstange angeordneter Verstellmechanismus mit einem kugelförmigen Verstellzapfen in eine Quernut des Steuerschiebers und bewirkt die axiale Bewegung des Steuerschiebers auf dem Pumpenkolben.

Es ist außerdem eine Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art bekannt (DE-OS 36 30 647), bei welcher ein kugelförmiger Verstellzapfen, der an der Regelstange befestigt ist, in eine im Steuerschieber angeordnete Quernut eingreift und diesen axial verstellt.

Eine weitere bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art (DE 36 33 899 A1) weist ebenfalls eine Quernut im Steuerschieber auf, in die eine kugelförmige Nase des auf einer Regelstange befestigten und justierbaren Mitnahmegliedes eingreift und den Steuerschieber betätigt.

Nicht zuletzt ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art bekannt (EP-OS 02 62 167) bei der ein Gleitschutz, der auf einer Exzenterwelle eines Verstellbolzens sitzt und in eine Quernut des Steuerschiebers eingreift, diesen axial verschiebt.

Bei allen diesen bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen besteht der große Nachteil darin, daß die Betätigungselemente der Regelstange in Quernuten des Steuerschiebers eingreifen müssen, um sie axial auf dem Pumpenkolben zu verschieben. Der Steuerschieber muß jedoch dadurch konstruktiv länger sein, so daß auch die Gesamthöhe der Pumpe größer und die Pumpe kostenaufwendiger wird. Außerdem wird durch die Quernuten im Steuerschieber eine Schwächung des Querschnittes desselben hervorgerufen, was wiederum zu Schäden, z. B. zur Rißbildung führen kann, da Hub schieber-Einspritzpumpen für sehr hohe Einspritzdrücke mit Spitzendrücken um 1000 bar entwickelt werden.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Umkehr der an sich bekannten Anordnung Verstellzapfen/Schlitz der Steuerschieber in seiner Länge konstruktiv kleiner gehalten werden kann und eine Bauhöhenvergrößerung der gesamten Pumpe vermieden wird.

Ein weiterer Vorteil besteht im Wegfall der Quernuten im Steuerschieber und in der damit erzielbaren Verstärkung des Querschnittes desselben.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein balliger bzw. kugelförmiger Zapfen radial am Steuerschieber angeordnet, wobei die Regelstange Reiter trägt, die den einzelnen Pumpenelementen der Reiheneinspritzpumpe zugeordnet sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Reiter in Regelstangenlängsrichtung einen Schlitz auf, in den die Kugelzapfen der Steuerschieber eingreifen damit die Steuerschieber von den Reitern axial auf dem Pumpenkolben bewegt werden können.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen der an seiner Oberseite abgeflachten Regelstange und den Reitern Distanzplatten eingelegt, wodurch eine Justierung zwischen Reiter und Steuerschieber zur genaueren Einstellung des Einspritzbeginns erreichbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Reiter mit der darüber liegenden Distanzplatte durch eine geeignete Schraube fest mit der Regelstange verbunden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie I-I in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In einem nur teilweise dargestellten Pumpengehäuse 1 mit Pumpenzylinder 2 ist eine Zylinderbüchse 3 eingesetzt, in der ein Pumpenkolben 4 durch nicht dargestellte Mittel für seine hin- und hergehende Bewegung angetrieben wird. Im Pumpenzylinder 2 ist eine in Art einer einseitigen Queröffnung gebildete Ausnehmung 5 vorhanden, die einen auf dem Pumpenkolben 4 axial verschiebbaren Steuerschieber 6 aufnimmt. In der Seitenwand der Ausnehmung 5 ist eine Verdrehführung vorhanden, bei der eine Nase 8 des Steuerschiebers 6 in einer Längsnut 7 gleitet, wodurch der Steuerschieber 6 gegen Verdrehung gesichert ist, wohl aber eine Axialbewegung auf dem Pumpenkolben 4 durchführen kann. Diese Axialbewegung des Steuerschiebers 6 ermöglicht ein radial an ihm angeordneter, der Nut 7 und Nase 8 gegenüberliegender kugelförmiger Zapfen 9, der in einen in Regelstangenlängsrichtung verlaufenden Schlitz 10 eines Reiters 11 annährend spielfrei eingreift, wobei der Reiter 11 mit einer von seinen zwei einen rechten Winkel einschließenden Anlageflächen 12 an einer Seitenwandung 13 einer Regelstange 14 anliegt. Diese ist an ihrer dem Reiter 11 zugewandten Seite abgeflacht und bildet damit eine Auflagefläche 15 für eine zwischen dem Reiter 11 und der Auflagefläche 15 angeordneten gabelförmigen Distanzplatte 16.

Die zweite Anlagefläche 12 liegt auf der ihr zugekehrten Seite der Distanzplatte 16 auf, wobei eine Schraube 17 den Reiter 11 und die Distanzplatte 16 in justiertem Zustand mit der Regelstange 14 kraftschlüssig verbindet. Zur Sicherung gegen Verdrehung der Schraube 17 ist zwischen ihr und der Oberseite des Reiters eine Sicherungsscheibe 18 angeordnet.

Vorteilhafterweise sind bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe mehrere solche Elemente 2, 3, 4 mit Steuerschiebern 6 in Reihe im Pumpengehäuse 1 angeordnet, die dann gemeinsam durch die Regelstange 14 bedient werden, deren Reiter 11 der Zahl der Pumpenelemente entsprechen. Die Regelstange 14 und die Reiter 11 sind in einem Pumpensaugraum 19 angeordnet, der, wie nicht näher dargestellt, über eine Förderpumpe von einem Kraftstoffbehälter aus mit Kraft stoff unter niederem Druck versorgt wird.

Der Zugang 20 der Ausnehmung 5 des Pumpenzylinders 2 ist zu diesem Pumpensaugraum 19 hin gewandt, so daß zwischen der Ausnehmung 5 und dem Pumpensaugraum 19 eine offene Verbindung besteht.

Im Steuerschieber 6 ist eine Absteuerbohrung 21 angeordnet, in deren Bereich ein Prallring 22 vorgesehen ist, der eine Ausdrehung 23 aufweist und mit der Mantelfläche 24 des Steuerschiebers 6 einen Prallraum 25 bildet. Gleichmäßig am Umfang des Prallringes 22 sind Abströmbohrungen 26 angeordnet, die in ihrer axialen Lage zur Achse der Absteuerbohrung 21 versetzt sind, so daß sie sich nicht überdecken. Der Prallring 22 ist maßlich so toleriert, daß er sich leicht auf dem Steuerschieber 6 verdreht. Der Steuerschieber 6, der mittels Regelstange 14, Reiter 11 mit Schlitz 10 und kugelförmigem Zapfen 9 auf dem Pumpenkolben 4 axial verschiebbar ist, steht über die Absteuerbohrung 21 durch sich gegenüberliegende Schrägnuten mit Ausnehmungen 28 auf dem Pumpenkolben 4 und durch Querbohrungen 29 und 30 sowie einer Axialbohrung 31 mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpenarbeitsraum in Verbindung.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt: Eine nicht dargestellte Nockenwelle versetzt den Pumpenkolben 4 entgegen der Kraft einer Feder in eine hin- und hergehende Bewegung. Der Pumpenkolben 4 kann mittels einer bekannten Regeleinrichtung in der Zylinderbüchse 3 verdreht. Je nach Drehlage des Pumpenkolbens 4 mit seinen Schrägnuten 27 und den Ausnehmungen 28 im Steuerschieber 6 ist der dadurch bestimmte Abstand der Schrägnuten 27 von der Absteuerbohrung 21 unterschiedlich, was ebenfalls einen unterschiedlich langen Einspritzhub und damit der Dauer der Einspritzung entspricht.

Zur axialen Verschiebung des Steuerschiebers 6 auf dem Pumpenkolben 4 und damit zur Steuerung des Einspritzbeginns wird die im Pumpensaugraum 19 vorhandene Regelstange 14 verdreht, wodurch sich der Spritzzeitpunkt verändert. Durch das Einsetzen von Distanzplatten 16 unterschiedlicher Dicke kann eine genaue Justierung der Steuerung vorgenommen werden, in dem damit der Abstand des Reiters 11 zur Drechachse der Regelstange 14 geändert werden kann.

Der in der Zeichnung nicht dargestellte Pumpenarbeitsraum wird über die Querbohrungen 29 und 30 und die Axialbohrung 31 aus dem Pumpensaugraum 19 während des Saughubes mit Kraftstoff gefüllt. Beim Druckhub strömt dann über die Axialbohrung 31, die Querbohrungen 30 und 31 und die Schrägnuten 27 so lange Kraftstoff zurück in den Pumpensaugraum 19, bis die Querbohrungen 29 und 30 in den Steuerschieber 6 getaucht sind. Erst danach beginnt die eigentliche, somit von der Axiallage des Steuerschiebers 6 abhängige, Einspritzung zur Brennkraftmaschine. Diese Einspritzung wird dann unterbrochen, wenn die Schrägnuten 27 während des Förderhubes durch die Absteuerbohrung 21 aufgesteuert werden.

Damit schießt der unter hohem Druck im Pumpenarbeitsraum stehende Kraftstoff über die Axialbohrung 31 und die Querbohrung 29 durch die Absteuerbohrung 21 in den Prallraum 25, wird dort durch die versetzte Lage der Abströmbohrungen 26 reflektiert und fließt über die Abströmbohrungen 26 und über die Ausnehmung 5 zurück in den Pumpensaugraum 19, wobei die dem Kraftstoff durch den hohen Druck im Pumpenarbeitsraum noch innewohnende kinetische Energie nahezu aufgehoben wird.

Alle in dieser Beschreibung, den Ansprüchen oder der Zeichnung entnehmbaren Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben sind.
Bezugszahlenliste

1 Pumpenhäuse
2 Pumpenzylinder
3 Zylinderbüchse
4 Pumpenkolben
5 Ausnehmung
6 Steuerschieber
7 Längsnut
8 Nase
9 kugelförmiger Zapfen
10 Schlitz
11 Reiter
12 Anlageflächen
13 Seitenwandung
14 Regelstange
15 Auflagefläche
16 Distanzplatte
17 Schraube
18 Sicherungsscheibe
19 Pumpensaugraum
20 Zugang
21 Absteuerbohrung
22 Prallring
23 Ausdrehung
24 Mantelfläche
25 Prallraum
26 Abströmbohrungen
27 Schrägnuten
28 Ausnehmungen
29 Querbohrung
30 Querbohrung
31 Axialbohrung

Claims

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem Pumpenelement dessen als Zylinderbüchse ausgebildeter Pumpenzylinder vorzugsweise in einer entsprechenden Bohrung des Pumpengehäuses festgelegt ist und dessen Pumpenkolben für einen hin- und hergehenden Arbeitshub angetrieben und zur Kraftstoffsteuerung verdrehbar ist mit mindestens einem eine Verdrehführung aufweisenden und auf dem Pumpenkolben zur Kraftstoffsteuerung durch eine verdrehbare Regelstange axial verschiebbaren Steuerschieber, dadurch gekennzeichnet, daß am Steuerschieber (6) radial ein balliger (kugelförmiger) Zapfen (9) angeordnet ist, der mit einem gabelförmig den Zapfen (9) umgreifenden Reiter (11) der Regelstange (14) zusammenwirkt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (11) in Längsrichtung der tangential zum Steuerschieber angeordneten Regelstange (14) eine quer zur Hubbewegung verlaufende Nut (10) aufweist, in die der ballige Zapfen (9) in Axialrichtung des Steuerschiebers (6) nahezu spielfrei eingreift.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reiter (11) mit einer Schraube (17), auf der insbesondere eine Sicherungsscheibe (18) sitzt, an der Regelstange (14) befestigt ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reiter (11) und der Regelstange (14) eine gabelförmige Distanzplatte (16) angeordnet ist.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Distanzplatten (16) unterschied licher Dicke bereitgestellt sind.

6. Kraftstoffeinspritzpume nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Reiter (11) zwei einen rechten Winkel einschließende Anlageflächen (12) vorhanden sind und daß der Reiter (11) mit einer der Anlageflächen (12) an einer Seitenwandung (13) der Regelstange (14) anliegt und die Distanzplatte (16) zwischen der anderen Anlagefläche (12) des Reiters (11) und einer Auflagefläche (15) der Regelstange (14) angeordnet ist.