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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Kraftstoffeinspritzpumpe für
Brennkraftmaschinen mit einem der Spritzverstellung dienenden Stellkolben,
mit einem mit einem Schieberspiegel zusammenwirkenden verschiebbaren
Steuerschieber, dessen eine Stirnseite von einer Feder und dessen
andere Stirnfläche
von einem drehzahlabhängigen
Steuerdruck einer Druckquelle beaufschlagt sind, und mit einem von
einer Stirnseite des Stellkolbens abgeschlossenen Arbeitsraum, der über eine
Ausnehmung des Steuerschiebers mit der Druckquelle oder einem Entlastungsraum
verbindbar ist.
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Eine solche Ausbildung ist beispielsweise aus
der
DE 35 32 719 A1 bekannt
geworden. Als Steuerdruck kann hierbei in einfacher Weise der Druck
im Saugraum verwendet werden, der durch die Vorpumpe aufgebaut wird
und daher mit steigender Drehzahl der Einspritzpumpe bzw. der Brennkraftmaschine
ansteigt. Der Steuerschieber ergibt hierbei eine gewisse Servowirkung
und ermöglicht
den Stellkolben mit großer
Kraft zu verstellen. Bei den bekannten Ausbildungen dieser Art ist
es aber nur möglich,
den Stellkolben über
den Drehzahlbereich der Einspritzpumpe bzw. der Brennkraftmaschine
kontinuierlich zu verstellen.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine
diskontinuierliche Verstellung des Stellkolbens zu ermöglichen,
um das Ausmaß der
Vorverstellung des Einspritzzeitpunktes an verschiedene Drehzahlbereiche der
Einspritzpumpe bzw. der Brennkraftmaschine anzupassen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen
darin, dass der Schieberspiegel in Schieberichtung des Steuerschiebers
ebenfalls in Abhängigkeit
vom Steuerdruck verstellbar ist. Maßgebend für die Wirkung des Steuerschiebers
ist die Relativlage des Steuerschiebers zum Schieberspiegel. Da
nun die Lage des Schieberspiegels verstellbar ist, wird diese Relativlage
verändert
und es wird eine diskontinuierliche Verstellung des Stellkolbens
in Abhängigkeit
vom Steuerdruck ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung weist zweckmäßig der Schieberspiegel
eine Durchbrechung auf, über
welche die die Verbindung des Arbeitsraumes des Stellkolbens mit
der Druckquelle herstellende Ausnehmung des Steuerschiebers mit
einem unter dem Druck der Druckquelle stehenden Raum verbunden ist.
Diese Durchbrechung dient dazu, trotz der Zwischenschaltung des
Schiebespiegels die Verbindung des Arbeitsraumes des Stellkolbens
mit der Druckquelle sicherzustellen.
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Gemäß der Erfindung ist zweckmäßig eine Stirnseite
des Schieberspiegels vom Steuerdruck entgegen einer Federkraft beaufschlagt.
Der Schieberspiegel ist somit in analoger Weise wie der Steuerkolben
in Abhängigkeit
vom Steuerdruck entgegen einer Federkraft verschiebbar, und durch
Abstimmung der Federkonstanten dieser beiden Federn kann der Verstellweg
des Stellkolbens beliebig beeinflusst werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist der Schieberspiegel von einem den zylindrischen Steuerschieber
umschließenden
Hohlzylindern gebildet, der in einer axialen Bohrung des Stellkolbens
verschiebbar geführt
ist. Gemäß der Erfindung
ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, dass der Weg des Schieberspiegels
in Richtung der auf ihn wirkenden Federkraft bei Erreichung eines vorbestimmten
Steuerdruckes durch Anschlag, insbesondere durch Anschlag an den
Verstellkolben, begrenzt ist. Bis zur Erreichung dieses vorbestimmten
Steuerdruckes und bis zur Anlage des Schieberspiegels am Anschlag
erfolgen die Verstellung des Stellkolbens und damit die Vorverlagerung
des Einspritzzeitpunktes kontinuierlich. Wenn der Schieberspiegel
am Anschlag anliegt, wird diese Kontinuität unterbrochen und der Stellkolben
bleibt in Ruhe. Bei weiterer Erhöhung
des Steuerdruckes wird dann wieder der Stellkolben kontinuierlich
in Abhängigkeit vom
Steuerdruck verstellt.
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Die Erfindung bringt den Vorteil
mit sich, dass keine Einbauten außerhalb der Einspritzpumpe, welche
den Platzbedarf vergrößern und
kostspielig sind, erforderlich sind und dass die Führungs-,
Dicht- und Verschleißstellen
auf ein Minimum reduziert sind.
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In der Zeichnung ist die Erfindung
anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
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1 zeigt
einen Axialschnitt durch den Stellkolben,
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2 zeigt
in einem Diagramm die Verstellung des Verstellkolbens bei steigender
Drehzahl.
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Der Stellkolben 1 ist in
einer Zylinderbohrung 2 des Einspritzpumpenkörpers 3 verschiebbar
geführt
und durch eine Feder 4 in Richtung nach rechts belastet.
In einer Querbohrung 5 des Stellkolbens 1 ist
ein Stift 6 unter Vermittlung eines Gleitsteines 7 verschwenkbar
gelagert. Bei einer Verschiebung nach links verdreht der Stellkolben 1 mittels
des Stiftes 6 ein nicht dargestelltes Regelglied im Sinne einer "Früh"-Einspritzung. 8 ist der Ansaugraum,
in welchen der Kraftstoff von einer Vorpumpe geliefert wird, und
der Druck des Kraftstoffes im Ansaugraum 8 wird als Steuerdruck
herangezogen.
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In einer Axialbohrung 9 des
Stellkolbens 1 ist der hohlzylindrische Schieberspiegel 10 verschiebbar
geführt,
in welchem der Steuerschieber 11 verschiebbar geführt ist.
In der in der Zeichnung dargestellten Stellung liegt der Schieberspiegel 10 an
einem Anschlag 31 des Stellkolbens 1 an. Die ringförmige Stirnfläche 13 des
Schieberspiegels 10 ist durch den im Raum herrschenden
Steuerdruck beaufschlagt. Der Steuerschieber 11 ist entgegen
dem auf seine Stirnfläche 12 wirkenden
Steuerdruck durch eine Feder 15 belastet und der Schieberspiegel 10 ist
durch eine Feder 16 entgegen dem Steuerdruck belastet.
Der Raum 14 steht über
eine DurcY.brechung 17 und eine Ringnut 18 mit dem Ansaugraum 8 in
Verbindung, so dass sich der Steuerdruck im Raum 14 auswirken
kann. Der Steuerschieber 11 weist zwei Ringrippen 19 und 20 auf,
welche eine Ringnut 21 begrenzen. Diese Ringnut 21 steht über eine
Bohrung 22 im Schieberspiegel 10 und eine Bohrung 23 im
Stellkolben 1 mit dem Ansaugraum 8 in Verbindung.
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Der Schieberspiegel 10 weist
eine Steuerbohrung 24 auf, welche über eine Querbohrung 25 und
eine Axialbohrung 26 im Stellkolben 1 mit dem Arbeitsraum 27 des
Stellkolbens 1 in Verbindung steht.
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In der in der Zeichnung dargestellten
Stellung schließt
die Ringrippe 19 des Steuerschiebers 11 die Steuerbohrung 24 ab.
Bei einer Relativverschiebung des Steuerschiebers 11 zum
Schieberspiegel 10 nach links wird die Nut 21 des
Steuerkolbens
11 über
die Bohrungen 24, 25 und 26 mit dem Arbeitsraum 27 des
Stellkolbens 1 verbunden und der Stellkolben 1 wird
entgegen der Kraft der Feder 4 nach links im Sinne der "Früh"-Einspritzung verschoben.
Wenn sich bei der Verringerung der Drehzahl der Steuerdruck in den
Räumen 8 und 14 verringert, so
wird der Steuerschieber 11 unter der Kraft der Feder 15 nach
rechts relativ zum Schieberspiegel 10 verschoben und die
Steuerbohrung 24 gelangt nun in Verbindung mit einer Nut 28 im
Steuerschieber 11, welche über Entlastungsbohrungen 29 mit
dem Entlastungsraum 30 in Verbindung steht. Bei dieser
Relativstellung des Steuerschiebers 11 wird nun der Arbeitsraum 27 des
Stellkolbens 1 über
die Bohrung 26 und 25 mit dem Entlastungsraum 30 verbunden
und der Stellkolben 1 wird durch die Feder 4 nach
rechts im Sinne einer Spätverschiebung
des Einspritzbeginnes verschoben.
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Auf die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 und
auf die Stirnfläche 13 des
Schieberspiegels 10 wirkt derselbe Steuerdruck im Raum 14.
Die Relativschiebung der Steuerschiebers 11 zum Schieberspiegel 10 hängt daher
vom Größenverhältnis der Stirnflächen 12 und 13 und
vom Verhältnis
der Federkonstanten der den Steuerschieber 11 belastenden Feder 15 und
der den Schieberspiegel 10 belastenden Feder 16 ab.
Wenn die Stirnflächen 12 und 13 gleiche
Größe haben,
so hängt
die Relativverschiebung des Steuerschiebers 11 relativ
zum Schieberspiegel 10 nur von den Federkonstanten der
Federn 15 und 16 ab, und dieser Fall ist im Diagramm
nach 2 erörtert.
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Im Diagramm nach 2 ist auf der Ordinate der Verstellweg
s des Stellkolbens 1 im Sinne einer "Früh"-Verstellung des
Einspritzzeitpunktes dargestellt. Auf der Abszisse ist die Drehzahl
n der Einspritzbrennkraftmaschine bzw. die Drehzahl der Einspritzpumpe
aufgetragen.
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Im Bereich I liegt der Schieberspiegel 10 am Anschlag 31 des
Stellkolbens 1 an. Der Stellkolben 1 verschiebt
sich entsprechend der Kurve a in Richtung auf "Früh"-Einspritzung bis
zur Erreichung eines vorbestimmten Steuerdruckes P1.
Nach Erreichung des vorbestimmten Steuerdruckes P1 wird
die Verschiebung des Stellkolbens 1 diskontinuierlich.
Die Verschiebung des Stellkolbens 1 erfolgt dann nach einer Kurve
b, welche um den Wert c tiefer liegt als die fortgesetzt gedachte
Kurve a. Hierauf verläuft
die Kurve b wieder kontinuierlich weiter.
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Der Übergang von der Kurve a zur
Kurve b ist abhängig
vom Verhältnis
der Federkonstante der den Steuerschieber 11 belastenden
Feder 15 zu der den Schieberspiegel 10 belastenden
Feder 16. Wenn die Federkonstante der den Schieberspiegl 10 belastenden
Feder 16 kleiner gewählt
wird als die Federkonstante der den Steuerschieber 11 belastenden Feder 15,
so verlauft der Übergang
vom Knick der Kurve a zur Kurve b nach der Kurve d im Bereich II. Wenn
die Federkonstante der den Schieberspiegel 10 belastenden
Feder 16 gleich mit der Federkonstante den Steuerschieber 11 belastenden
Feder 15 gewählt
wird, verläuft
im Übergangsbereich
II der Übergang
vom Knick der Kurve a zur Kurve b nach der Kurve e. Wenn die Federkonstante
der den Schieberspiegel 10 belastenden Feder 16 größer gewählt wird
als die Federkonstante der den Steuerschieber 11 belastenden
Feder 15, verläuft
der Übergang
vom Knick der Kurve a zur Kurve b nach der Kurve f.
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Dies gilt für den Fall, dass die vom Steuerdruck
beaufschlagten Stirnflächen 13 des
Schieberspiegels 10 und die Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 gleich
groß sind.
Ein analoger Kurvenverlauf kann aber auch durch Veränderung
des Verhältnisses
zwischen der Stirnfläche 13 des
Steuerschiebers 10 und der Stirnfläche 12 des Steuerschiebers 11 erreicht
werden.