DE4321718A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn­ kraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einer aus der DE-OS 31 48 215 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe füllt eine motordrehzahlsynchron angetriebene Förderpumpe den Saugraum einer als Verteilerpumpe ausgeführten Kraftstoffeinspritzpumpe mit Kraftstoff, wobei der Kraftstoffzulauf von der Förderpumpe zum Saug­ raum mittels des in der Förderleitung angeordneten, die Rücklauf­ leitung aufsteuernden Drucksteuerventils gesteuert wird. Dabei wird dort bei niedriger Drehzahl und niedriger Temperatur der zu versor­ genden Brennkraftmaschine das Drucksteuerventil hydraulisch in einer die Rücklaufleitung verschließenden Lage blockiert, so daß der ge­ samte geförderte Kraftstoff in den Saugraum der Verteilerpumpe ge­ langt und dort einen raschen Druckanstieg bewirkt. Dieser Druckan­ stieg im Saugraum setzt sich auf die mit diesem verbundene Spritz­ verstelleinrichtung fort, die dann ihrerseits eine rasche Einspritz­ beginnverstellung der Kraftoffeinspritzpumpe in Richtung früh vor­ nimmt. Damit wird erreicht, daß bei einem Kaltstart der Brennkraft­ maschine genügend Zeit vorhanden ist, den in den Brennraum eingespritzten Kraftstoff für eine optimale Verbrennung aufzube­ reiten.

Die hydraulische Blockierung des Drucksteuerventils während des Kaltstartes wird bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe über das Druckhalteventil gesteuert, das die Entlastungsleitung des Feder­ raumes des Drucksteuerventils temperatur- oder druckabhängig ver­ schließt so daß der vom Förderdruck beaufschlagte Kolben des Druck­ steuerventils keinen die Rücklaufleitung öffnenden Hub ausführen kann, wobei der Förderdruck über die Drosselbohrung im Kolben ver­ zögert in den Federraum übertragen wird.

Das Druckhalteventil weist dazu den in einer Stufenbohrung geführten Stufenkolben auf, dessen kleinere Stirnseite einen Arbeitsraum be­ grenzt, in den die Entlastungsleitung des Federraumes des Druck­ steuerventils mündet. Dabei wird der Stufenkolben mit zunehmendem Förderdruck entgegen der Kraft der auf seine größere Stirnseite wirkenden Rückstellfeder verschoben und steuert nach einem be­ stimmten Verstellweg mit seiner kleinen Stirnseite eine Rücklauf­ leitung in die Saugleitung der Förderpumpe auf, so daß sich der Druck im Federraum des Drucksteuerventils entspannen kann und das Drucksteuerventil nun in Abhängigkeit von der Rückstellkraft der Ventilfeder den Kraftstoffablauf von der Förderleitung in die Rück­ laufleitung und somit den Druck im Saugraum der Kraftstoffeinspritz­ pumpe steuern kann.

Bei einem Start der betriebswarmen Brennkraftmaschine hält ein mit dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine verbundenes temperaturab­ hängiges Stellglied den Stufenkolben in seiner die Rücklaufleitung öffnenden Stellung, so daß kein erhöhter Druckaufbau und eine damit verbundene Frühverstellung des Spritzbeginns der Kraftstoffein­ spritzpumpe erfolgt.

Um ein Verschließen des Druckhalteventils beim Absinken der Drehzahl während des Betriebes der Brennkraftmaschine zu vermeiden, steuert der Stufenkolben mit seiner durch die Durchmesserverringerung ent­ standenen Schulter eine mit der Förderleitung verbundene Halte­ leitung auf, die den Förderdruck somit zusätzlich zur kleinen Stirnfläche auch auf die Ringstirnfläche an der Stufenkolbenschulter überträgt, wobei die Druckkraft des Förderdruckes durch diese ver­ größerte wirksame Druckfläche nun auch bei geringen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ausreicht, den Stufenkolben entgegen der Kraft der Rückstellfeder in einer die Rücklaufleitung zur Saugseite der Förderpumpe geöffneten Stellung zu halten.

Dabei weist die bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe jedoch den Nach­ teil auf, daß das für die Vermeidung der Frühverstellung des Spritz­ beginns bei Warmstart der Brennkraftmaschine nötige temperaturab­ hängige Stellglied einen erhöhten Fertigungsaufwand zur Folge hat und zudem den Bauraum des Kaltstartbeschleunigungssystems ver­ größert. Zudem ist es mit dem bekannten System nicht möglich den Druckanstiegsverlauf beim Kaltstart der Brennkraftmaschine flexibel und in Anpassung an die jeweilige Brennkraftmaschine einzustellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch eine hydraulisch verzögerte Rückstellbewegung des Stufen­ kolbens des Druckhalteventils nach dem Abschalten der Brennkraft­ maschine auf ein temperaturabhängiges Stellglied verzichtet werden kann, was einen merklichen Kostenvorteil bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe darstellt. Dabei bewirkt das zwischen der Kolbenschulter und der Ringschulter in der Gehäusebohrung einge­ schlossene Volumen beim plötzlichen Druckabfall im System infolge des Abstellens der Brennkraftmaschine zunächst ein Verharren des Stufenkolbens in einer, im Gegensatz zur bekannten Kraftstoff­ einspritzpumpe, die ungedrosselte Verbindung zwischen dem Rückstell­ raum des Drucksteuerventils mit einer Entlastungsleitung öffnenden Lage, so daß nun bei einem erneuten Starten der noch betriebswarmen Brennkraftmaschine die Kaltstartbeschleunigungsfunktion und somit die Spritzbeginnfrühverstellung ausgeschaltet bleibt und die Druck­ steuerung im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe nur über das Drucksteuerventil erfolgt. Bei längerem Abstellen der Brennkraft­ maschine entspannt sich der Druck im eingeschlossenen Ringraum­ volumen allmählich über eine Leckage an der Mantelfläche des Stufen­ kolbens in Richtung kleiner Stirnfläche und/oder Kolbenringnut, wobei sich über die Dimensionierung des Ringraumes und das Spiel von Stufenkolben und Gehäusebohrung der Entlastungsverlauf und somit die von der Ventilfeder bewirkte Rückstellbewegung des Stufenkolbens an den Temperaturabkühlungsverlauf der Brennkraftmaschine anpassen läßt. In jedem Fall ist der Entlastungsverlauf des Ringraumes so ausgelegt, daß bei kalter Brennkraftmaschine der Stufenkolben seine die ungedrosselte Verbindung zwischen Rückstellraum des Drucksteuer­ ventils und der Entlastungsleitung verschließende Lage eingenommen hat.

Dabei ist in vorteilhafter Weise gewährleistet, daß der Stufenkolben während des Betriebs der Brennkraftmaschine nicht in seine die unge­ drosselte Entlastung des Drucksteuerventils verschließende Lage zurückkehrt, da bei einem Druckabfall der noch laufenden Brennkraft­ maschine auf einen Minimalwert, der Stufenkolben maximal in seine den Ringraum verschließende Lage zurückverschoben wird, in der jedoch die ungedrosselte Verbindung zwischen dem Rückstellraum des Drucksteuerventils und der Entlastungsleitung geöffnet bleibt.

In dieser Lage bleibt der Stufenkolben dann hydraulisch blockiert, da infolge des noch vorhandenen Betriebsdruckes keine Leckage aus dem Ringraum austreten kann.

Ein weiterer Vorteil wird durch das Anordnen einer Kolbenringnut an der Austrittsöffnung der im größeren Durchmesserbereich des Stufen­ kolbens angeordneten Radialbohrung erreicht, mit der es möglich ist Drosselbohrung und Eintrittsöffnung im Gehäuse des Druckhalteventils bei hoher Ansteuerungsgenauigkeit durch den Stufenkolben fertigungs­ technisch weit genug voneinander entfernt anzuordnen, wobei das dem kleineren Stufenkolbendurchmesser abgewandte Ende der Kolbenringnut eine Steuerkante bildet, die mit der ungedrosselten Eintrittsöffnung der Verbindungsleitung zum Drucksteuerventil derart zusammenwirkt, daß sie beim Rückstellhub des Stufenkolbens erst dann aus der Über­ deckung mit der ungedrosselten Eintrittsöffnung austaucht, wenn die Radialbohrung am kleinen Stufenkolbendurchmesser bereits wieder in den kleineren Durchmesser der Führungsbohrung eingetaucht ist und von dessen Wand verschlossen wird.

Durch die vorteilhafte Anordnung einer Drossel zwischen dem Rück­ stellraum des Drucksteuerventils und der Verbindung zur Entlastungs­ leitung in der die ungedrosselte Abströmöffnung verschließenden Stufenkolbenlage (Kaltstart) ist es über die Dimensionierung des Drosselquerschnittes zudem möglich, den Druckanstiegsverlauf bis zum Abschalten der Kaltstartbeschleunigungsfunktion flexibel einzustel­ len und optimal an die jeweilige Brennkraftmaschine anzupassen. Diese flexible Einstellung wird außerdem noch durch die einstellbare Federkraft der Ventilfeder im Druckhalteventil ergänzt, über die der Öffnungszeitpunkt der ungedrosselten Entlastung des Rückstellraumes des Drucksteuerventils und damit das Ende der Spritzbeginnfrühverstellung festgelegt ist, wobei sich diese Feder­ kraft über die Einschraubtiefe der Verschlußschraube jederzeit von außen einstellen läßt.

Ein weiterer fertigungstechnischer Vorteil kann durch die Teilung des Stufenkolbens in zwei Teile erreicht werden, wobei jeder Kolben­ durchmesser durch einen Einzelkolben gebildet wird, die in montier­ tem Zustand durch die Ventilfeder in axialer Anlage gehalten werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritz­ pumpe ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer Spritzbeginn­ verstelleinrichtung und die Fig. 2 den Druckverlauf im Druckraum des Drucksteuerventils, bzw. im Saugraum der Kraftstoffeinspritz­ pumpe bei verschiedenen Funktionslagen des Stufenkolbens des Druck­ halteventils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Kraftstoffein­ spritzpumpe ist ein Teil einer Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe 1 mit einer Spritzverstelleinrichtung 3 dargestellt, die einen in einem Zylinder 5 verschiebbaren Spritzverstellkolben 7 aufweist, der auf seiner einen Stirnseite von einer Rückstellfeder 9 beaufschlagt ist, die sich ortsfest an einer Stirnseite des Zylinders 5 abstützt und die in einem Rückstellraum 11 angeordnet ist, der von der Stirnseite und der Wand des Zylinders 5 sowie der federseitigen Stirnseite des Spritzverstellkolbens 7 begrenzt wird und der über eine Rücklaufleitung 19 ständig mit einem Kraftstoffvorratsbehälter 21 verbunden und somit druckentlastet ist, wenn nicht durch ein Ein­ bringen eines zusätzlichen steuernden Druckes in den Rückstellraum 11 eine Modifizierung der Spritzverstellcharakteristik in Abhängig­ keit von Betriebsparametern angestrebt wird. Mit seiner der Rück­ stellfeder 9 abgewandten Stirnseite begrenzt der Spritzverstell­ kolben 7 einen Spritzverstellarbeitsraum 13 im Zylinder 5, der über eine Drosselbohrung 15 im Verstellkolben 7 mit einem Saugraum 17 im Inneren der Verteilerkraftstoffeinspritzpumpe 1 verbunden ist.

Der Saugraum 17 wird von einer synchron zur Verteilerkraftstoffein­ spritzpumpe 1 angetriebenen Förderpumpe 23 über eine Druckleitung 25 mit Kraftstoff versorgt, wobei die Förderpumpe 23 über eine Saug­ leitung 27 den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter 21 entnimmt. Von der Druckleitung 25 führt eine Bypassleitung 29 zur Saugleitung 27 ab, in der ein diese steuerndes Drucksteuerventil 31 angeordnet ist. Dieses Drucksteuerventil 31 weist eine verstellbare Wand in Form eines Steuerkolbens 33 auf, der in einer Zylinderbüchse 35 dichtend gleitet und der auf seiner einen Stirnseite einen Druck­ raum 37 begrenzt, in den die Bypassleitung 29 einmündet. Mit seiner anderen Stirnseite begrenzt der Steuerkolben 33 einen Rückstellraum 39, in dem eine Rückstellfeder 41 angeordnet ist, die zwischen der geschlossenen Stirnseite der Zylinderbüchse 35 und der Stirnseite des Steuerkolbens 33 eingespannt ist. Außerdem ist eine Absteuer­ bohrung 43 in der zylindrischen Wand des Druckraumes 37 vorgesehen, die von der Mantelfläche des Steuerkolbens 33, dessen druckraumseitige Stirnseite eine Steuerkante 45 bildet, während seiner Hubbewegung verschließbar ist und die den Druckraum 37 über eine einen Teil der Bypassleitung 29 bildende Abflußleitung 45 mit der Saugleitung 27 der Förderpumpe 23 verbindet. Der Rückstellraum 39 ist über eine Drosselbohrung 49 ständig mit dem Druckraum 37 ver­ bunden. Zudem führt vom Rückstellraum 39 zu dessen Druckentlastung eine Verbindungsleitung 51 ab, die ihrerseits unter Zwischenschal­ tung eines Druckhalteventils 53 mit einer mit der Saugleitung 27 verbundenen Entlastungsleitung 55 verbindbar ist.

Das Druckhalteventil 53 weist dazu in seinem Gehäuse 56 eine als Stufenbohrung ausgeführte Gehäusebohrung 57 auf, in der ein Stufen­ kolben 59 axial gleitend geführt ist, der mit seiner kleineren Stirnfläche einen Arbeitsraum 61 im im Durchmesser kleineren Teil 63 der Gehäusebohrung 57 begrenzt, in den eine Zweigleitung 65 von der Druckleitung 25 einmündet. Die dem Arbeitsraum 61 abgewandte größere Stirnseite des Stufenkolbens 59 begrenzt einen Federraum 67 in einem im Durchmesser größeren Teil 69 der Gehäusebohrung 57, von dem die Entlastungsleitung 55 zur Saugleitung 27 abführt und in dem eine, zwischen der größeren Stirnseite des Stufenkolbens 59 und einer den im Durchmesser größeren Teil 69 der Gehäusebohrung 57 nach außen verschließenden Verschlußschraube 71 eingespannte Ventilfeder 73 angeordnet ist. Die Vorspannkraft dieser Ventilfeder 73 läßt sich dabei über die Einschraubtiefe der Verschlußschraube 71 einstellen, da deren in die Gehäusebohrung 57 hineinragende Stirnseite als Anlagefläche der Ventilfeder 73 dient. Zur besseren Führung der Ventilfeder 73 können zudem in die Stirnseiten der Verschlußschraube und des Stufenkolbens Vertiefungen eingearbeitet werden. In der Ausgangslage des Druckhalteventils 53, d. h. bei drucklosem Arbeits­ raum 61, hält die Ventilfeder 73 den Stufenkolben 59 mit seiner durch die Durchmesserverringerung entstandenen Kolbenringschulter 74 in Anlage an einer durch den Absatz der Gehäusebohrung 57 entstande­ nen Gehäuseringschulter 75.

Der Stufenkolben 59 weist eine von seiner federseitigen Stirnseite ausgehende axiale Sackbohrung 76 auf, die sich in den größeren Durchmesserteil des Stufenkolbens 59 erstreckt und die von einer Radialbohrung 77 geschnitten wird, deren Austrittsöffnungen an der Mantelfläche des Stufenkolbens 59 ihrerseits in eine Kolbenringnut 79 münden. Diese Kolbenringnut 79 wirkt mit einer Drosselbohrung 81 und einer gegenüber dieser im Durchmesser vergrößerten Eintritts­ öffnung 83 in der Wand des Gehäuses 56 zusammen, die ihrerseits jeweils über einen Teil der Verbindungsleitung 51 mit dem Rückstell­ raum 39 des Drucksteuerventils 31 verbunden sind und so diesen je nach Lage des Stufenkolbens 59 über eine gedrosselte oder ungedros­ selte Verbindung zum Federraum 67 und weiter zur Entlastungsleitung 55 hin druckentlasten.

Von der kleineren, den Arbeitsraum 61 begrenzenden Stirnfläche des Stufenkolbens 59 führt eine weitere axiale Sackbohrung 85 in den im Durchmesser kleineren Teil des Stufenkolbens 59, die ebenfalls von einer Radialbohrung 87 geschnitten wird. Dabei überfährt die Radial­ bohrung 87 bei einer bestimmten Stufenkolbenlage während seiner Stellbewegung die Gehäuseringschulter 75, so daß der unter Druck stehende Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 61 in einen zwischen der Gehäuseringschulter 75 und der Kolbenringschulter 74 gebildeten (in der gezeigten Stufenkolbenlage nicht dargestellten) Ringraum strömen kann, wobei die Fläche der Kolbenringschulter 75 dann als zusätzliche Wirkfläche des Drucks im Arbeitsraum 61 arbeitet.

Dabei ist die Radialbohrung 87 im kleineren Durchmesser des Stufen­ kolbens 59 so weit vom, eine Steuerkante 91 bildenden, federseitigen Ende der Kolbenringnut 79 entfernt angeordnet, daß sie die Gehäuse­ ringschulter 75 während der vom Druck im Arbeitsraum 61 bewirkten Stufenkolbenbewegung erst überfährt, wenn die Steuerkante 91 die Eintrittsöffnung 83 bereits aufgesteuert hat, wobei die Eintrittsöffnung 83 ihrerseits auf der der Verschlußschraube 71 zugewandten Seite so neben der Drosselbohrung 81 angeordnet ist, daß der Stufenkolben 59 in seiner in der Fig. 1 dargestellten Ausgangs­ lage, bei drucklosem System und Anlage der Kolbenringschulter 74 an der Gehäuseringschulter 75, mit der Kolbenringnut 79 nur die Drosselbohrung 81 überdeckt.

Die Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kraftstoff­ einspritzpumpe erfolgt anhand der Fig. 1, wobei der jeweilige Druckverlauf im System und speziell im Saugraum 17 der Verteiler­ einspritzpumpe 1 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraft­ maschine der Fig. 2 entnehmbar ist.

In Ausgangslage, also bei abgeschalteter Brennkraftmaschine und drucklosem System halten die Federn 9, 41 und 73 die Kolben 7, 33 und 59 in ihrer Ausgangslage, so daß die Bypassleitung 29 der Druck­ leitung 25 verschlossen ist.

Beim Start der Brennkraftmaschine erzeugt die Förderpumpe 23 einen Kraftstoffdruck, der über die Druckleitung 25 in den Saugraum 17 der Verteilereinspritzpumpe 1, die Bypassleitung 29 in den Druckraum 37 des Drucksteuerventils 31 und über die Zweigleitung 65 in den Arbeitsraum 61 des Druckhalteventils 53 übertragen wird. Dabei genügt dieser Druck im Arbeitsraum 61 des Druckhalteventils 53 zunächst nicht den Stufenkolben 59 entgegen der Kraft der Ventil­ feder 73 soweit zu verschieben, daß die Kolbenringnut 79 in Über­ deckung mit der Eintrittsöffnung 83 gelangt. Infolge dessen ist der Rückstellraum 39 des Drucksteuerventils 31 nur über die Drossel­ bohrung 81, die einen kleineren Querschnitt als die Drosselbohrung 49 im Steuerkolben 33 hat, mit der Entlastungsleitung 55 verbunden, so daß der aus dem Druckraum 37 über die Drossel 49 einströmende Kraftstoff nicht schnell genug abfließen kann und der Steuerkolben 33 hydraulisch in seiner die Absteuerbohrung 43 ver­ schließenden Lage blockiert ist. Da der geförderte Kraftstoff am Drucksteuerventil 31 nicht abgesteuert werden kann, gelangt zunächst nahezu die gesamte Fördermenge in den Saugraum 17 der Verteilerein­ spritzpumpe 1, wo sich dadurch rasch ein wirksamer Druck aufbaut, der sich über die Drosselbohrung 15 auch in den Arbeitsraum 13 der Spritzverstelleinrichtung 3 fortsetzt und dort in bekannter Weise über eine axiale Bewegung des Spritzverstellkolbens 7 eine Spritz­ beginnverstellung in Richtung früh zur Folge hat. Dieser rasche Druckanstieg entspricht in dem in der Fig. 2 dargestellten Diagramm (Ordinate - Druck, Abszisse - Drehzahl) dem Bereich von 0 bis A der durchgezogenen Linie, wobei sich der Grad des Druckanstiegs in diesem Bereich noch durch die Dimensionierung der Drosselbohrung 81 einstellen läßt.

Ab einer bestimmten Drehzahl der Brennkraftmaschine ist der auf die kleine Stirnseite des Stufenkolbens 59 wirkende Druck groß genug die Federkraft der Ventilfeder 73 des Druckhalteventiles 53 zu über­ winden, so daß der Stufenkolben 59 abgehoben wird und während seiner Hubbewegung mit der Kolbenringnut 79 die Eintrittsöffnung 83 über­ fährt, so daß sich der Druck im Rückstellraum 39 des Drucksteuer­ ventils 31 ungedrosselt in die Entlastungsleitung 55 entspannen kann. Diese Druckentlastung des Rückstellraumes 39 hat zur Folge, daß der im Druckraum 37 vorhandene Druck nun ausreicht, den Steuer­ kolben 33 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 41 zu verschieben und somit über die Steuerkante 45 am Steuerkolben 33 die Absteuer­ bohrung 43 freizugeben.

Da nun ein Teil des geförderten Kraftstoffes über die Bypassleitung 29 des Drucksteuerventils 31 in die Abflußleitung 47 abfließt, kommt es zu einem Abregeln des steilen Druckanstiegs im Saugraum 17 und der damit verbundenen Frühverstellung der Spritzverstellein­ richtung 3. Bei weiterem Drehzahlanstieg ergibt sich ein erneut mit der Drehzahl ansteigender Druckverlauf, der nun drehzahlabhängig vom Drucksteuerventil 31 durch mehr oder weniger Öffnen der Absteuer­ bohrung 43 geregelt wird.

Der Stufenkolben 59 des Druckhalteventils 53 überfährt nach dem Aufsteuern der Eintrittsöffnung 83 durch die Kolbenringnut 79 bei weiter steigendem Kraftstoffdruck mit der Radialbohrung 87 die Gehäuseringschulter 75, so daß sich der Kraftstoffdruck aus dem Arbeitsraum 61 in den zwischen Gehäuseringschulter 75 und Kolben­ ringschulter 74 entstandenen Ringraum fortsetzen kann und dort zusätzlich auf den Stufenkolben 59 wirkt, so daß der Stufenkolben 59 durch diese zusätzliche Wirkfläche zunächst auch bei absinkendem Druck in seiner die Eintrittsöffnung 83 aufsteuernden Lage gehalten wird. Dabei sind sowohl der Aufsteuerdruck der Eintrittsöffnung 83, als auch der Druck zum Befüllen des Ringraumes, der ein sogenanntes Einschnappen des Stufenkolbens 59 in seiner Lage bewirkt, über die Federvorspannung der Ventilfeder 73 einstellbar. Sinkt der Druck im System nun unter einen bestimmten Wert auf einen Minimaldruck, z. B. bei Leerlauf der Brennkraftmaschine und wird der Stufenkolben 59 dennoch von der Ventilfeder 73 in eine Lage verschoben, in der die Radialbohrung 87 aus dem Ringraum austaucht, wird der Stufenkolben 59 durch das im Ringraum eingeschlossene Kraftstoffvolumen in dieser Lage gehalten, in der die Kolbenringnut 79 die Eintrittsöffnung 83 noch überdeckt, so daß die oben beschriebene anfänglich sich beim Start der Brennkraftmaschine einstellende Frühverstellung des Spritzbeginns während des Betriebes der Brennkraftmaschine sicher abgeschaltet bleibt.

Nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine aus höherer Drehzahl und aufgesteuerter Radialbohrung 87 und dem darauffolgenden Druckabfall im System verschiebt die Ventilfeder 73 den Stufenkolben 59 zunächst in Richtung Arbeitsraum 61 bis die Radialbohrung 87 von der Wand der Gehäusebohrung 57 verschlossen ist. In dieser, die Eintrittsöffnung 83 noch mit der Kolbenringnut 79 überdeckenden Lage verharrt der Stufenkolben 59 nun zunächst, da eine weitere Verstellung durch das im Ringraum eingeschlossene Volumen verhindert wird, das im weiteren Verlauf langsam über eine Leckage zwischen Stufenkolben 59 und Ge­ häusebohrung 57 abfließt, wobei der zeitliche Verlauf dieses Ab­ strömens und somit die verzögerte Rückstellbewegung des Stufen­ kolbens 59 über das Spiel zwischen den Bauteilen beeinflußbar ist, wobei spätestens bei abgekühlter Brennkraftmaschine die Ausgangslage des Stufenkolbens 59, d. h. Anlage an der Gehäuseringschulter 75 er­ reicht ist.

Soll die noch betriebswarme Brennkraftmaschine erneut gestartet werden, vermeidet das noch im Ringraum befindliche Volumen eine Stufenkolbenlage in der die ungedrosselte Entlastung des Rückstell­ raumes 39 des Drucksteuerventils 31 verschlossen ist, so daß der Steuerkolben 33 des Drucksteuerventils 31 sofort den Druckverlauf regelt und eine besondere Frühverstellung des Spritzbeginns für den Kaltstart infolge eines raschen Druckanstiegs im System sicher ver­ mieden wird.

Beim Start der kalten Brennkraftmaschine befindet sich der Stufen­ kolben 59 erneut in seiner Ausgangslage, so daß der Funktionsablauf wie oben beschrieben erfolgt.

Es ist somit auch ohne ein zusätzliches temperaturabhängiges Stell­ glied möglich eine Kaltstartbeschleunigungsfunktion zu realisieren, bei der eine Frühverstellung des Spritzbeginns beim Warmstart der Brennkraftmaschine sicher vermieden wird. Dabei ist der Einbau des Druckhalteventils sowohl innerhalb des Pumpengehäuses als auch außerhalb möglich.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Verteilereinspritzpumpen, mit einer Spritzverstelleinrichtung (3), die einen in einem Zylinder (5) verschiebbaren Spritzverstellkolben (7) aufweist, der auf der einen Stirnseite einen einem drehzahlab­ hängig gesteuerten Steuerdruck ausgesetzten Arbeitsraum (13) in dem Zylinder (5) einschließt und auf der anderen Stirnseite einen Rück­ stellraum (11) begrenzt, der eine den Spritzverstellkolben (7) mit einer Rückstellkraft beaufschlagende Feder (9) enthält, mit einer synchron zur Kraftstoffeinspritzpumpe angetriebenen Förderpumpe (23), deren Förderdruck als Steuerdruck durch ein Drucksteuerventil (31) gesteuert ist, das eine vom Steuerdruck beaufschlagte, gegen eine Rückstellfeder (41) verstellbare Wand (33) aufweist, die einen Druckraum (37) von einem, die Rückstellfeder (41) aufnehmenden Rück­ stellraum (39) trennt, welcher ständig über eine Drosselbohrung (49) mit dem Druckraum (37) verbunden ist, wobei mit der Stellbewegung der verstellbaren Wand (33) im Drucksteuerventil (31) eine Abfluß­ leitung (47) vom Druckraum (37) zu einem Entlastungsraum (21) gesteuert wird und der Rückstellraum (39) über ein Druckhalteventil (53) entlastbar ist, dessen als Stufenkolben (59) ausgebildetes Ventilglied auf seiner im Durchmesser kleineren Stirn­ seite vom Förderdruck der Förderpumpe (23) beaufschlagt ist und das entgegen der Kraft einer Ventilfeder (73) ab einem bestimmten Druck der Förderpumpe (23) über seine Öffnungsbewegung eine Entlastungs­ leitung (51, 55) des Rückstellraums (39) des Drucksteuerventils (31) aufsteuert und das auf einer zwischen dem im Durchmesser größeren und dem im Durchmesser kleineren Teil des Stufenkolbens (59) ge­ bildeten Kolbenringschulter (74) ab einem bestimmten Hub des Stufen­ kolbens (59) vom Förderdruck der Förderpumpe (23) beaufschlagt ist und durch diesen in einer die Entlastungsleitung (51, 55) offen haltenden Stellung gegen die Kraft der Ventilfeder (73) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem die Ventilfeder (73) aufnehmenden Federraum (67) des Druckhalteventils (53) ausgehende Entlastungsleitung (55) über eine von der größeren, federseitigen Stirnseite des Stufenkolbens (59) ausgehende axiale Sackbohrung (76) und eine diese schneidende Radialbohrung (77) im im Durchmesser größeren Teil des Stufenkolbens (59) je nach Stellung des Stufenkolbens (59) entweder mit einer Drosselbohrung (81) oder mit einer im Durchmesser gegenüber der Drosselbohrung (81) vergrößerten Ein­ trittsöffnung (83) im Gehause (56) des Druckhalteventils (53) ver­ bindbar ist, die ihrerseits über eine Verbindungsleitung (51) ständig mit dem Rückstellraum (39) des Drucksteuerventils (31) verbunden sind und daß eine den Förderdruck der Förderpumpe (23) auf die kleinere Stirnseite des Stufenkolbens (59) übertragende Druck­ leitung (65) über eine von der kleineren Stirnseite des Stufen­ kolbens (59) ausgehende weitere axiale Sackbohrung (85) und eine diese schneidende Radialbohrung (87) in einer bestimmten Stufenkolbenverstellage mit einem Ringraum im Druckhalteventil (53) verbunden ist, der von einer durch einen Absatz der den Stufenkolben (59) führenden Gehäusebohrung (57) gebildeten Gehäuseringschulter (75) und der durch einen Absatz am Stufenkolben (59) gebildeten Kolbenringschulter (74) begrenzt wird.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einem federseitigen Ende (91) der Aus­ trittsöffnung der Radialbohrung (77) zum federseitigen Ende der Austrittsöffnung der mit der Druckleitung (65) verbundenen Radial­ bohrung (87) im Stufenkolbenteil mit kleinerem Durchmesser so aus­ gelegt ist, daß die mit der Druckleitung (65) verbundene Radial­ bohrung (87) während der Öffnungshubbewegung des Stufenkolbens (59) die Gehäuseringschulter (75) erst dann überfährt, wenn das feder­ seitige Ende (91) der Austrittsöffnung der Radialbohrung (77) eine dem Federraum (67) abgewandte Kante der Eintrittsöffnung (83) bereits überfahren hat.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Austrittsöffnung der mit der Entlastungsleitung (55) verbundenen Radialbohrung (77) im im Durchmesser größeren Stufenkolbenteil in eine Kolbenringnut (79) in der Mantelfläche des Stufenkolbens (59) mündet.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (59) in seiner Ausgangslage, bei drucklosem System, durch die Ventilfeder (73) mit seiner Kolbenringschulter (74) in Anlage an der Gehäuseringschulter (75) gehalten wird, wobei die Kolbenringnut (79) in dieser Ausgangslage nur die Drosselbohrung (81) in der Gehäusewand (56) des Druckhalteventils (53) überdeckt.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (59) zweiteilig ausgeführt ist, wobei jeweils der im Durchmesser größere Teil und kleinere Teil des Stufenkolbens durch einen einzelnen Kolben gebildet werden, die durch die Ventil­ feder (73) in axialer Anlage gehalten werden.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung (57) des Druckhalteventils (53) an ihrem im Durchmesser größeren Ende (69) mittels einer Verschlußschraube (71) nach außen verschlossen ist, an deren in die Gehäusebohrung (57) ragender Stirnseite die Ventilfeder (73) anliegt, wobei sich über die Einschraubtiefe der Verschlußschraube (71) in die Gehäusebohrung (57) die Vorspannkraft der Ventilfeder (73) einstellen läßt.