Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine
Hochdruck-Brennstoffeinspritzvorrichtung für einen Motor und insbesondere eine verbesserte
Hochdruck-Brennstoffeinspritzvorrichtung, die die Menge der
Brennstoffeinspritzung in den Motor entsprechend allen
Laufbedingungen des Motors steuert, mit einer Brennstoffeinspritzpumpe
und wenigstens eine Einspritzdüse des Sammelkammertyps, deren
Sammelkammer vorgesehen ist, um mit Brennstoff unter Hochdruck
von der Brennstoffeinspritzpumpe versorgt zu werden, und mit
einer Steuereinheit, die vorgesehen ist, um die
Brennstoffeinspritzpumpe und die Einspritzdüse zu steuern, die eine
Düsenöffnung, die von der Sammelkammer zu einem Motor führt, und ein
Einspritzventil aufweist, das zwischen einer geschlossenen
Stellung und einer offenen Stellung zur Steuerung der Abgabe des
Brennstoffs von der Sammelkammer durch die Düsenöffnung zu dem
Motor bewegbar ist, und einem Betätigungsteil, das dem
Einspritzventil zugeordnet ist, zur Betätigung des
Einspritzventils, so daß es zwischen der geschlossenen und offenen Stellung
bewegbar ist.
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Ein bekannter und verbreiteter Typ des
Brennstoffeinspritzsystems enthält eine solche Einspritzdüse, die "Sammeltyp" genannt
wird. Diese Art einer Einspritzdüse enthält eine Sammelkammer,
die eine Düsenöffnung hat, die vorgesehen ist, die Sammelkammer
mit der Verbrennungskammer des Motors zu verbinden. Ein
Einspritzventil steuert das Öffnen und Schließen der Düsenöffnung
und wird von einer Betätigungseinrichtung betätigt, die
innerhalb einer Steuerkammer gehalten ist. Brennstoff wird unter
Druck sowohl der Sammelkammer als auch der Steuerkammer Zuge
führt, und wenn beide Kammern denselben Druck haben, wird das
Einspritzventil in seiner geschlossenen Stellung gehalten. Um
das Einspritzen von Brennstoff zu ermöglichen, ist ein
Entlastungsventil, das den Druck in der Steuerkammer steuert, offen,
um es zu ermöglichen, daß der Druck in der Steuerkammer
entlastet wird. Wenn dies geschieht, bewirkt der Brenstoffdruck in
der Sammelkammer das Öffnen des Einspritzventils, und Brennstoff
wird in den Motor eingespritzt.
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Dieser Systemtyp ist äußerst wirkungsvoll und weit verbreitet.
Allerdings wird das Entlastungsventil normalerweise mittels
eines Elektromagneten betätigt, und der Zeitpunkt des Öffnens
des Entlastungsventils und die Dauer seiner Öffnung stehen in
Beziehung zum Winkel der Kurbelwelle oder der Motorabtriebswelle
des Motors. Normalerweise wird das Ventil über eine feststehende
Dauer der Winkeldrehung der Kurbelwelle offen gehalten. Dies hat
zur Folge, daß beim Lauf des Motors mit hoher Motordrehzahl die
tatsächliche Öffnungszeit des Entlastungsventils und damit die
Abgabezeit der Düse kürzer sind als beim Betrieb mit niedrigen
Drehzahlen. Wenn damit die Brennstoffzufuhr so festgelegt ist,
daß sie für eine hohe Geschwindigkeit angemessen ist, neigt der
Motor dazu, bei niedrigen Drehzahlen zu fett zu laufen. Wenn
andererseits der Motor mit dem gewünschten
Brennstoff/Luftgemisch bei niedrigen Motordrehzahlen arbeitet, neigt er dazu, bei
hohen Motordrehzahlen mager zu laufen.
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Aus der GB-A-2 185 530 ist ein Brennstoffeinspritzsystem für
einen Verbrennungsmotor bekannt, bei dem mehrere Einspritzdüsen
mit einem zugehörigen Zylinder des Motors verbunden sind, der
mit unter Druck stehendem Brennstoff von einer gemeinsamen
Brennstoffpumpe versorgt wird, wie dies bekannt ist. Die GB-A-2
185 530 offenbart eine Einspritzdüse des Sammeltyps, wobei das
Problem der Veränderung des Abgabedrucks der Brennstoffpumpe
gelöst ist, indem einzelne Druckkammern mit einem gemeinsamen
Behälter verbunden sind, die auftretende Veränderungen des
Abgabedrucks der Pumpe absorbieren.
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Die GB-A-2 117 846 offenbart eine weitere
Brennstoffeinspritzpumpe des Kolbentyps, wie sie in ähnlicher Weise in dem
vorliegenden System gemäß den Figuren 1 und 2 der vorliegenden
Anmeldung verwendet wird. In diesem Fall beeinflußt die
Brennstoffeinspritzpumpe unmittelbar den Einspritzzeitpunkt, indem
der Zeitpunkt der Zufuhr von unter Druck stehenden Brennstoff
zum Einspritzen in eine zugehörige Düse vorverstellt oder
zurückverstellt wird.
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Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes
Brennstoffeinspritzsystem mit einer Brennstoffeinspritzdüse des
Sammeltyps anzugeben, bei dem die Menge des abgegebenen
Brennstoffs unter allen Laufbedingungen bei der gewünschten Menge
gehalten werden kann.
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Um diese Aufgabe zu lösen, verbessert die vorliegende Erfindung
eine Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 dahingehend, daß die Brennstoffeinspritzpumpe vom
hin- und hergehenden Typs ist und eine
Einspritz-Zeitgebereinrichtung enthält, die gesteuert ist, um die Abgabe von
Brennstoff unter Hochdruck zu der Einspritzdüse in Abhängigkeit von
den Motorlaufbedingungen durch Änderung der Phase des Hin- und
Hergangs des Pumpenkolbens relativ zum Kurbelwinkel oder einem
Winkel der Abtriebswelle des Motors vorzuverstellen oder
nachzuverstellen, wobei der tatsächliche Einspritzzeitpunkt durch
Betätigung der Einspritzdüse durch die Steuereinheit gesteuert
wird, derart, daß die Brennstoffeinspritzung bei einem
vorgegebenen Kurbelwinkel ausgeführt wird, wobei die Dauer der
Brennstoffeinspritzung unabhängig von den sich ändernden
Laufbedingungen des Motors konstant gehalten wird.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung in näheren
Einzelheiten anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
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Fig. 1 eine Ansicht eines Verbrennungsmotors mit einem
Brennstoffeinspritzsystem gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung, wobei die Hochdruckeinspritzpumpe im
Querschnitt gezeigt ist und einige der übrigen Bauteile
schematisch abgebildet sind,
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Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der
Fig. 1, die außerdem einige der Steuerbauteile in
einer schematischen Weise zeigt,
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Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer der
Brennstoffeinspritzdüsen und zugehörigen Bauteile des
Systems in schematischer Darstellung,
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Fig. 4 eine graphische Darstellung des Ausgangsdrucks der
Hochdruckpumpe in Relation zu dem
Abtriebswellenwinkel,
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Fig. 5 eine graphische Darstellung, teilweise ähnlich der
Fig. 4, die anzeigt, wie die Brennstoffmenge, die bei
niedrigen Motordrehzahlen eingespritzt wird,
hervorgerufen wird, und
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Fig. 6 eine grahische Darstellung, teilweise ähnlich den
Figuren 4 und 5, die zeigt, wie die Brennstoffmenge
gesteuert wird, die bei hohen Motordrehzahlen
eingespritzt wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung
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Es wird zunächst im einzelnen auf Figur 1 Bezug genommen, die
eine Verbrennungskraftmaschine mit einem
Brennstoffeinspritzsystem, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung konstruiert
ist, teilweise auf schematische Weise zeigt und allgemein mit
dem Bezugszeichen 11 angibt. Die Maschine bzw. der Motor 11 ist
in der dargestellten Ausführungsform von dem
Zweizylinder-Reihentyp. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung auf eine
breite Vielzahl von Motorarten anwendbar ist. Der Motor 11
enthält zwei Zylinder 12, die wechselseitig in Zylinderbohrungen
(nicht dargestellt) gelagert sind und mit Hilfe von
Verbindungsstangen 13 mit einer Kurbelwelle 14 verbunden sind, um die
Kurbelwelle 14 auf bekannte Weise anzutreiben.
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Gemäß der Erfindung ist der Motor 11 mit einem
Hochdruck-Brennstoffeinspritzsystem versehen, das eine Einspritzdüse 15 für
jeden Zylinder enthält. In Figur 1 ist nur eine derartige
Einspritzdüse dargestellt, und die Konstruktion der Einspritzdüse
ist in näheren Einzelheiten in Figur 3 abgebildet. Brennstoff
wird von einer Hochdruckpumpe, die allgemein mit dem
Bezugszeichen 16 bezeichnet ist, der Einspritzdüse 15 zugeführt. Wie
man in dem schematischen Teil der Figur 3 sehen kann, zieht die
Einspritzpumpe 16 Brennstoff von einem Brennstoffbehälter 17 an,
zur Zufuhr durch eine geeignete Leitung zu den Einspritzdüsen 15
zur Zufuhr zu dem Motor.
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Mit näherem Bezug auf Figur 3 enthält die Einspritzdüse 15 eine
äußere Gehäuseanordnung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 18
bezeichnet ist und dazu vorgesehen ist, an dem Zylinderkopf
eines Brennkraftmotors angebracht zu werden, wie erwähnt wurde,
wobei eine Düsenöffnung 19 mit der Verbrennungskammer zur Zufuhr
von Brennstoff auf eine noch zu beschreibende Weise in
Verbindung
steht. Anstelle einer direkten Zylindereinspritzung kann
die Erfindung in Verbindung mit Leitungseinspritzsystemen
verwendet werden, jedoch ist die Erfindung besonders nützlich bei
direkter Einspritzung, wie dies beispielsweise bei
Hochgeschwindigkeitsdieselmotoren angewandt ist.
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Das äußere Gehäuse 18 besteht aus einem unteren Stück 21,
welches ein mit einem Gewinde versehenes unteres Ende 22 hat, das
dazu vorgesehen ist, in eine geeignete Öffnung in dem
Zylinderkopf des zugehörigen Motors 11 auf bekannte Weise
eingeschraubt zu werden. Die Düsenöffnung 19 ist von einer Spitze 23
begrenzt, die einen Gewindeabschnitt 24 hat, der in eine
Gewindebohrung 25 an dem unteren Ende des Gehäusestücks 21
aufgenommen ist. Eine Einstellscheibe 26 ist zwischen dem Düsenstück 23
und dem Gehäuse 21 zur Längeneinstellung angeordnet.
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Ein Einspritzventil, das allgemein durch das Bezugszeichen 27
bezeichnet ist, ist verschieblich in einer Bohrung 28 des
Düsenstücks 23 gehalten und hat einen verringerten
Durchmesserabschnitt 29 und eine Strömungssteuerspitze 31, die in der
geschlossenen Position die Einspritzdüsenöffnung 19 verschließt.
Das Ventil 27 hat einen Abschnitt 32 mit unterbrochenen
Erweiterungen zum verschieblichen Halten des Einspritzventils 27 in der
Bohrung 28,wie dies bekannt ist.
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Eine Sammelkammer 33 ist oberhalb der Bohrung 28 durch das
Gehäusestücks 21 gebildet. Die Sammelkammer 33 ist an ihrem
oberen Ende mittels einer Verschlußplatte 34 verschlossen, die
gegen eine Schulter in dem Gehäusestück 21 von einem zweiten
Gehäusestück 35 gehalten ist. Das Gehäusestück 35 hat einen
Gewindeabschnitt 36, der in eine Gewindebohrung 37 des
Gehäusestücks 21 aufgenommen ist, um so die Verschlußplatte 34 in
Position zu halten und die Kammer 33 in einem abgedichteten
Zustand zu halten, mit der nachfolgend aufgeführten Ausnahme.
Außerhalb der
Gewindeöffnung 37 ist das Gehäusestück 21 mit einem sechseckigen
Abschnitt 38 versehen, um das Einsetzen in die Gewindebohrung
des Zylinderkopfs zu erleichtern.
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Das Gehäusestück 35 ist mit einer Einlaßleitung 39 versehen, die
einen äußeren Gewindeabschnitt 41 hat, um ein Zubehörteil
aufzunehmen, um eine Zuführleitung 42 anzuschließen, die sich von
der Druckpumpe 16 zu dem Einlaßrohr 39 erstreckt.
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Die Einlaßleitung 39, die allgemein eine gebohrte Öffnung ist,
wird von einem im Winkel angeordneten Kanal geschnitten und
einem weiteren gebohrten Kanal, der sich axial entlang des
Gehäusestücks 35 erstreckt (nicht in den Figuren dargestellt)
und zwar an einer Seite des Gehäuses, wobei der Kanal an seinem
unteren Ende mit einer zugehörigen Umfangsnut 40 in Verbindung
steht, die in der oberen Fläche der Verschlußplatte 34
ausgebildet ist. Die Nut 40 wird von einer radial verlaufenden Bohrung
(nicht dargestellt) geschnitten, die ihrerseits einen
abgemessenen Kanal (nicht dargestellt) zur Zufuhr von Brennstoff unter
Druck zu der Sammelkammer 33 hat.
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Eine Steuerkammer 43 ist in der Verschlußplatte 34 mittels einer
Bohrung 44 ausgebildet, die durch das untere Ende der
Verschlußplatte 34 öffnet. Das Einspritzventil 27 hat einen
allgemein zylindrischen Betätigungsabschnitt 45, der verschieblich
innerhalb der Bohrung 44 gehalten ist und das untere Ende der
Steuerkammer 43 verschließt. Eine beschränkte Auslaßöffnung 46
ist an dem Ende des Betätigungsabschnitts 45 befestigt und steht
mit einem axialen Kanal 47 des Abschnitts 45 und einer radialen
Öffnung (nicht dargestellt) mit dem Einlaßkanal für die
Sammelkammer 33 in Verbindung. Die Steuerkammer 43 steht mit der
Auslaßöffnung 46 in Verbindung, um Druckfluid aufzunehmen und
normalerweise das Einspritzventil 27 in seine untere oder
geschlossene Position zu drücken.
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Eine Schraubenkompressionsfeder 49 umgibt das Einspritzventil 27
und liegt an der Verschlußplatte 34 an ihrem oberen Ende an. Das
untere Ende der Feder 49 steht in Eingriff mit einem
napfförmigen Aufnahmeteil 51, das axial in Position gegen eine Schulter
gehalten ist, die durch eine Verbreiterung 52 auf dem
Einspritzventil 27 geformt ist, um ferner dazu beizutragen, daß das
Einspritzventil 27 in der geschlossenen Position gehalten wird,
welche die Zeichnung zeigt.
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Ein Entlastungsventil, das allgemein mit dem Bezugszeichen 52
bezeichnet ist, ist an dem oberen Ende der Verschlußplatte 34
gehalten und steuert die Öffnung eines Entlastungsventilsitzes
54, der in dem oberen Ende der Verschlußplatte 34 ausgebildet
ist, und steht mit der Steuerkammer 43 in Verbindung. Das
Entlastungsventil 53 enthält einen Kopfabschnitt 55, der in eine
zugehörige Aussparung aufgenommen ist, die in einer
vergrößerten, plattenähnlichen Ankerplatte ausgebildet ist. Der
Entlastungsventilabschnitt 55 ist in seine geschlossene Position mit
dem Ventilsitz 54 auf noch beschreibende Weise gezwängt.
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Wenn das Entlastungsventil 53 geöffnet ist, kann der Brennstoff
in der Steuerkammer 43 zu dem Tank 17 durch ein
Rückführungszubehörteil 57 zurückkehren, welches sich radial durch das Ende
des Gehäuses 18 erstreckt. Der Rückführungskanal 57 steht mit
einer Rückführungsleitung in Verbindung, die zu dem Tank 17
führt. Brennstoff kann von dem Entlastungsventilsitz 54 zu dem
Rückführungskanal 57 durch einen geeigneten inneren Kanal
fließen, der diesen Rückführungsstrom zuläßt, der ein relativ
kleines Volumen hat.
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Das Entlastungsventil 53 wird geöffnet und geschlossen, um die
Abgabe des Brennstoffs aus der Düsenöffnung 19 mittels einer
elektromagnetischen Anordnung zu steuern, die allgemein mit dem
Bezugszeichen 58 bezeichnet ist. Diese elektromagnetische
Anordnung 58 enthält ein allgemein zylindrisches Joch 59, das an
einem unteren Endabschnitt 61 eine Gewindeöffnung hat und auf
einen Gewindeabschnitt der Verschlußplatte 34 aufgenommen ist,
um so die elektromagnetische Anordnung 58 in ihrer Position zu
befestigen.
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Die elektromagnetische Anordnung 58 enthält eine Solenoidspule
oder Wicklung 62, die an dem unteren Ende des Gehäuses oder
Jochs 59 angeordnet ist und einen Magnetanker 63 umfaßt. Der
Magnetanker 63 enthält eine Bohrung, die eine Verlängerung 64
des Entlastungsventilabschnitts 55 verschieblich hält. Eine
runde Blattfeder 65 erstreckt sich quer über das Ende der
Bohrung und ist mittels einer einstellbaren Schraube vorgespannt,
um so eine festgelegte Schließdruckkraft auf das
Entlastungsventil 53 auszuüben und dieses in der geschlossenen Position zu
halten, wie oben erwähnt ist.
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Ein Stromkreis ist vorgesehen, um die Spule 62 der
elektromagnetischen Anordnung 58 zu erregen und das Entlastungsventil 53 zu
öffnen und zu schließen. Dieser Stromkreis enthält zwei
Anschlußstifte 66 (nur einer ist dargestellt), die sich durch das
obere Ende des Gehäusestücks 35 erstrecken und mit einem
Zeitgeberkreis zusammenwirken, der noch beschrieben wird. Der in Figur
3 dargestellte Zustand ist derjenige, der auftritt, wenn die
Wicklung 62 aberregt ist. Wenn die Wicklung 62 aberregt ist,
wird das Entlastungsventil 53 von der Feder 65 in seiner
geschlossenen Position gehalten, so daß die Sammelkammer 33 und
die Steuerkammer 43 unter Druck stehen.
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Zu einem geeigneten Zeitpunkt für die Brennstoffeinspritzung
wird zu Beginn die Wicklung 62 erregt, was mit jeder geeigneten
Strategie gesteuert werden kann. Wenn dies geschieht, wird der
Entlastungsventilmagnetkern nach oben durch den Magnetfluß in
dem Magneten 63 angezogen, wodurch der Ventilabschnitt 64 nach
oben gezwängt und das Entlastungsventil 53 gegen die Wirkung der
Feder 65 geöffnet wird. Der Druck in der Steuerkammer 43 wird
dann schnell entlastet, und der höhere Druck des Brennstoffs,
der in der Sammelkammer 33 wirkt, drückt das Einspritzventil 27
nach oben und läßt den Austritt des Brennstoffs aus der
Düsenöffnung 19 zu. Wenn der Brennstoffdruck in der Sammelkammer 33
erschöpft ist, bewegt die Feder 49 das Einspritzventil 27 in
seine geschlossene Position, woraufhin der Brennstoffdruck in
der Sammelkammer 33 aufgebaut werden kann. Dieser Vorgang wird
eingeleitet durch Unterbrechung der Erregung der Wicklung 62, um
das Entlastungsventil 53 zu schließen und zuzulassen, daß Druck
in der Steuerkammer 43 erneut aufgebaut wird.
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Es ist offensichtlich, daß die Brennstoffmenge, die jedesmal
eingespritzt wird, wenn das Einspritzventil 27 geöffnet ist, von
dem Druck abhängt, der in der Sammelkammer 33 herrscht, und der
Zeitspanne, über die das Einspritzventil 27 geöffnet ist. Figur
4 ist eine graphische Darstellung, die anzeigt, wie der der
Sammelkammer 33 zugeführte Druck im Verhältnis zu dem
Kurbelwellenwinkel variiert. In dieser Figur ist der Kurbelwellenwinkel
auf der Abszisse gezeigt, während der Brennstoffauslaßdruck P
auf der Ordinate aufgetragen ist. Es sind zwei Druckkurven
dargestellt, wobei die Kurve 67 allgemein den Ausgangsdruck der
Hochdruckseite der Pumpe 16 bei niedrigen Geschwindigkeiten und
die Kurve 68 allgemein den Ausgangsdruck bei hohen Geschwindig
keiten anzeigt. Es ist zu sehen, daß der Druck etwas variiert,
jedoch ist diese geringfügige Druckvariation nicht ausreichend,
das exakte Brennstoff-Luftverhältnis vorzusehen, und zwar aus
dem nachfolgend beschriebenen Grund.
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Üblicherweise ist die Brennstoffabgabe der Düse 15 so gesteuert,
daß das Einspritzen bei einem ersten Kurbelwinkel θ&sub1; beginnt und
sich bis einem zweiten Kurbelwinkel θ&sub2; über eine gesamte
Kurbelwinkeldauer von θ fortsetzt. Diese Abgabe wird normalerweise
etwas vor der maximalen Pumpenabgabe bewirkt. Obwohl der
Kurbelwinkel, während dem die Brennstoffeinspritzung beibehalten wird,
bei allen Geschwindigkeiten konstant ist, sinkt die tatsächliche
Zeitspanne, über die das Einspritzventil 27 geöffnet ist, wenn
die Motordrehzahl steigt. Obwohl der Auslaßdruck der
Hochdruckseite der Pumpe 16 bei hohen Geschwindigkeiten etwas höher sein
kann, ist es im Ergebnis unmöglich, die genauen Brennstoff/Luft-
Verhältnisse unter allen Laufbedingungen mit herkömmlichen
Systemen aufrecht zu erhalten. Gemäß der Erfindung ist daher
eine Anordnung vorgesehen, die Phase der Kurven 67 und 68 in
Abhängigkeit von den Laufbedingungen, wie in den Figuren 5 und
6 gezeigt, zu verschieben, um das gewünschte
Brennstoff/Luftverhältnis unter allen Bedingungen zu erhalten. Die Art, in der
dies geschieht, wird nachfolgend mit besonderem Bezug auf die
Figuren 1 und 2 beschrieben, wobei die Konstruktion und
Arbeitsweise der Brennstoffeinspritzpumpe 16 beschrieben wird.
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Die Einspritzpumpe 16 enthält ein äußeres Gehäuse, welches aus
einem Hauptgehäuseteil 71 und einer Verschlußplatte 72 besteht.
Eine Antriebswelle 73 ist drehbar in dem Hauptgehäuseteil 71
gelagert und wird von der Kurbelwelle 14 über eine
Zeitgebergetriebeanordnung 74 angetrieben, so daß die Antriebswelle 73 mit
der Hälfte der Kurbelwellengeschwindigkeit angetrieben wird,
vorausgesetzt, daß der zugehörige Motor 11 von dem 4-Zyklen-Typ
ist. Wenn der Motor von dem 2-Zyklen-Typ ist, wird die
Antriebswelle 73 mit Kurbelwellengeschwindigkeit angetrieben.
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Die Einspritzpumpe 16 enthält eine Niederdruckseite 75, die
Brennstoff von dem Brennstofftank 17 über eine Einlaßöffnung 76
aufnimmt, und setzt ihn zur Zufuhr zu der Hochdruckseite 77
unter Druck. Die Niederdruckseite 75 ist von dem Trochoid-Typ
und enthält einen Rotor 78, der innerhalb einer Kammer gelagert
ist, die von dem Gehäuseteil 71 und einer Verschlußplatte 79
gebildet ist. Geeignete Auslaßöffnungen (nicht dargestellt)
verbinden den Ausgang der Niederdruckpumpe 75 mit einem Hohlraum
78, der in dem Gehäuse 71 gebildet und von der Verschlußplatte
72 verschlossen ist.
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Die Hochdruckpumpe 77 enthält einen Kolben 81 für jeden Zylinder
des Motors, wobei der Kolben verschieblich innerhalb einer Hülse
82 gehalten ist, die von der Verschlußplatte 72 getragen ist,
und der eine Hochdruckkammer 83 begrenzt. Fluid tritt in die
Kammer 83 aus der Kammer 78 über eine Rückschlagventilanordnung
ein, die allgemein mit dem Bezugszeichen 84 bezeichnet ist und
einen Ventilsitz 85 enthält, der in eine Gewindeöffnung an der
Basis einer Gegenbohrung eingeschraubt ist, die von einem
Verschlußstopfen 86 verschlossen ist. Diese Gegenbohrung steht mit
der Kammer 78 durch einen Kanal 87 in Verbindung. Ein
Kugelrückschlagventil 88 ist normalerweise von einer
Schraubenkompressionsfeder 89 gegen den Sitz 85 gehalten. Wenn der Kolben 81
einen Expansionshub ausführt, hebt das Rückschlagventill 88 von
seinem Sitz ab, und Brennstoff kann in die Pumpenkammer 83
eintreten.
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Wenn der Brennstoff in der Kammer 83 durch den Druckhub des
Kolben 81 unter Druck gesetzt wird, fließt der Brennstoff in die
Leitung 42 durch ein Auslaßventil, das allgemein durch das
Bezugszeichen 91 bezeichnet ist. Das Auslaßventil 91 enthält
einen Sitz 92, der mit der Pumpenkammer 83 in Verbindung steht
und durch einen Einsatz 93 gebildet ist, der in der Verschluß
platte 72 mittels eines Haltestopfens 94 gehalten ist. Ein
Rückschlagventilelement 95 ist normalerweise mittels einer
Schraubendruckfeder 96 gegen den Sitz 92 gehalten. Wenn die
Kammer 83 jedoch unter Druck gesetzt ist, bewegt sich das
Rückschlagventil 95 weg von dem Sitz 92 und läßt die
Brennstoffabgabe zu. Die Rückschlagventilfeder 96 ist an ihrer Stelle von
einem Stopfen 97 gehalten, mit dem die Leitung 42 auf bekannte
Weise verbunden ist. Die wechselseitige Bewegung des Kolbens 81
wird mittels einer Nockenscheibe 102 bewerkstelligt, die eine
geneigte Nockenfläche 103 hat und zur Drehung mit der
Eingangswelle 73 mittels einer Nut- und Federverbindung befestigt ist,
die aus Vorsprüngen 104 an der Nockenscheibe 102 bestehen, die
in Nuten 105 in einem Ende der Antriebswelle 72 aufgenommen
sind. Die Nockenscheibe 102 hat außerdem einen zylindrischen
Stiftabschnitt 106, der in eine zentrale Bohrung der
Antriebswelle 73 zu Ausrichtungszwecken aufgenommen ist.
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Eine Schraubenfederanordnung 107 ist an einer Seite des Kolbens
81 angeordnet und drückt den Kolben 81 in Anlage an die
Nockenscheibe 102 und die Nockenfläche 103 in Anlage an die
Rollenfolger 108, die auf Querwellen 109 gelagert sind, die ihrerseits
von einem Zeitgeberzylinder 111 getragen sind. Die Neigung der
Nockenfläche 103 und ihr Zusammenwirken mit den Rollen 108 ist
derart, daß ein einziger Hub des Kolbens 81 für jede Drehung der
Antriebswelle 73 vorgesehen ist. Jedoch kann die Phase dieser
Beziehung in der Weise eingestellt werden, die nun beschrieben
wird.
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Der Zeitgeberzylinder 111 hat ein äußeres Schneckenradgetriebe
112, welches lediglich ein Segmentzahnrad sein kann, das mit
einer Schnecke 113 kämmt, die an der Welle eines Antriebsmotors
114 befestigt ist. Der Antriebsmotor 114 wird mittels einer
Steuereinrichtung 115 betätigt, die ein Steuersignal abgibt, das
einem Motorlaufzustand wie Motordrehzahl entspricht, welche von
einer Erfassungseinrichtung 116 erfaßt wird. Außerdem nimmt die
Steuereinrichtung 115 ein Signal von einem Positionsanzeiger 117
wie einem Potentiometer auf, um ein Signal vorzusehen, das die
Position der Schnecke 115 und demgemäß des Zeitgeberzylinders
111 anzuzeigen.
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Fig. 5 zeigt die Position, in die der Zeitgeberzylinder 111 bei
niedrigen Motordrehzahlbedingungen gedreht ist. Wenn dies
auftritt, wird die Kurve 67 nach rechts verlagert, so daß der Punkt
θ&sub1; an der Niedrigdruckseite des Hubs des Kolbens 81 auftritt, um
zu bewirken, daß ein relativ niedriger Abgabedruck ausgeübt
wird Im Ergebnis wird die Menge des während des Öffnens des
Einspritzventils 27 eingespritzten Brennstoffs verringert.
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Wenn jedoch die Motordrehzahl steigt, wird die Position des
Zeitgeberzylinders 111 so eingestellt, daß die Hochdruckkurve 68
nach links wandert und bewirkt wird, daß der Einspritzdruck bei
dem Maximum P ist. Die tatsächliche Drehposition des
Zeitgeberzylinders 111 ist in die Steuereinrichtung 115 einprogrammiert
und kann so sein, wie dies für die optimale Motorleistung bei
einer vorgegebenen Motordrehzahl gewünscht ist.
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Aus der vorgehenden Beschreibung ergibt sich, daß eine äußerst
leistungsfähige Hochdruck-Brennstoffeinspritzvorrichtung für
einen Motor bereitgestellt ist, die angemessene und genaue
Mengen der Brennstoffabgabe bei allen Laufbedingungen
gewährleistet, obwohl die Öffnungszeit des Einspritzventils 27 in
Relation zu dem Kurbelwinkel konstant gehalten ist.