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Druckventilschieber für Brennstoffeinspritzpumpen Die Erfindung bezieht
sich auf Brennstoff -einspritzpumpen, insbesondere für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen,
wobei in der ,Druckleitung der Pumpe ein Ventilschieber angeordnet ist, der durch
die vom Pumpenstößel unter Druck gesetzte Brennstoffmenge verschoben wird und eine
die Verbindung zu dem Pumpendruckraum und der Druckleitung erst nach einem bestimmten
Hub herstellende Steuerkante aufweist. Solche Anordnungen sind bekannt. Sie bezwecken
eine schlagartige Eröffnung und einen ebensolchen Abschluß des Brennstoffausflusses
und vermeiden das lästige Nachtropfen der Düse.
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Es ist weiter bekannt, die Einspritzzeiten durch Verstellung des Pumpenstößels
zu beeinflussen. Bei Pumpenstößeln mit :einer geraden Stirnsteuerkante wird dadurch
jedoch nur das Ende der Einspritzung beeinflußt. Um nun eine vollkoanmen.e Anpassung
des Einspritzvorganges an die jeweiligen Betriebsverhältnisse zu erzielen bzw. um
die Einspritzvorgänge in den einzelnen Zylindern in genaue Übereinstimmung zu bringen,
ist es erwünscht, gleichzeitig auch eine Regelung für den Einspritzbeginn vorzusehen.
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Dies wird gemäß der Erfindung erreicht, indem die Steuerkante des
Druckventilschiebers in bezug auf ihre Gegenkante verstellbar und einstellbar ;gemacht
wird, wodurch der bis zum Überschneiden dieser Steuerkanten erforderliche Hub des
Schiebers verändert werden kann. Damit wird der Einspritzbeginn und gleichzeitig
auch die- Einspritzmenge unabhängig von der Einstellung des Pumpenstößels gesteuert.
Zweckmäßig erfolgt dies, indem der Ventilschieber mit Gewinde versehen wird, auf
welchem ein die Grundstellung
des Schiebers regelnder Anschlagkörper
zusammen mit einer Sicherungsmutter aufgeschraubt ist.
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Der Schieber selbst kann dabei so ausgebildet sein, daß er eine durch
eine Eindrehung geschaffene Schulter als Steuerkante aufweist, welche mit einer
.Gegenkante an der Schieberführung zusammenwirkt, wobei in die Eindrehung ein mit
dem Pumpendruckraum in Verbindung stehender Längskanal einmündet. Er kann aber ,auch
derart ausgebildet sein, daß er eine Anzahl vorzugsweise verschieden großer Querbohrungen
aufweist, welche mit einem in den Druckraum der Pumpe einmündenden Längskanal in
Verbindung stehen, wobei die einzelnen Durchlaßöffnungen in der Bewegungsrichtung
des Schiebers derart gestuft angeordnet sind, daß kein toter Raum zwischen den einzelnen
Durchlässen besteht, so daß sich der Gesamtdurchlaßquerschnitt bei einer Ventilbewegung
stetig vergröß:rt oder verkleinert.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung in vier verschiedenen Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i eine Brennstoffeinspritzpumpe im Längsschnitt,
Abb. 2 den oberen Teil-:einer Brennstoftcinspritzpumpe mit einem als Ventilsitz
ausg4bildeten Druckventilteller im Längsschnitt, Abb. 3 den oberen Teil einer Brennstoffeinspritzpumpe
mit mehreren gegenüber Aner Steuerungskante der Ventilführung stufenweise versetzten
Einzeldurchlässen im Längsschnitt, Abb. ;i einen Querschnitt durch den Ventilschieber
nach Abb. 3, Al>b. 5 das obere Ende des Pumpenkolbens mit einer schrägen Stirnkante
für die Regelung des Eilispritzbeginnes.
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Wie die Abb. i zeigt, wird in einem Gehäuse i der Einspritzpumpe ein
Stößel 2 in bekannter Weise ,geführt und durch eine Feder 3 gegen einen Steuernocken
4 bedrückt. Das obere Ende 2' des Pumpenkolbens 2 weist eine schräge Steuerkante
5 auf mit einer Längsnut 6 oberhalb einer Ringnut 7. Durch eine Verzahnung 8 kann
der Pumpenkolben verdreht und durch eine Arretierung g in seiner jeweiligen Radialstellung
festgehalt--:n werden. In den Pumpendruekraum io mündet eine Brennstoffzuleitung
i i ein und zweigt eine Ableitung 12 ab. Die Ableitungsstutzen 13 mehrerer nebeneinanderlieg:ender
Einzelpumpen 2 sind an ein gemeinschaftliches Ablaufrohr i.I angeschlossen. Nach
der Erfindung ist über dem Pumpendruckraum io ein kleiner kolbenartiger Ventilschieber
15 angeordnet mit einem abgesetzten Gewindezapf:n 16, welcher in einen Kreuznippel
17 eingeschraubt ist. Die jeweilige Einschraubtlefe des Gewindehalses 16
in den Kreuznippel 17 ist durch eine Gegenmutter 18 . gesichert, und der Kreuznippel
17 ist durch eine Feder i g belastet, welche den Kreuznippel 17 auf ein-, Schulter
2o der Ventilführung drückt. Weiterhin weist der Ventilschieber nahe seinen oberen
Ende eine Ringnut 22 auf, -welche mit der Schulter 23 einer Eindrehung 2-. in der
Ventilführung2i zusammenwirkt und in welche über eine Querbohrung 25 eine Längsbohrung
26 des Ventilschiebers 15 einmündet. Oberhalb des Gewindehalses 16 ist in den Pumpenkopf
27 eine Anschlagsicherung 28 eingeschraubt, deren Mittelbohrung 2g den Zuiiuß nach
der Druckleitung für das Einspritzventil bildet. Die Wirkungsweise der geschilderten
Anordnung ist folgende: Beim Abwärts,gang des Pumpenkolbens 2 saugt dieser Brennstoff
aus der Leitung i i in den Raum i o. Bewegt sich daraufhin der Kolben 2 nach oben,
so verdrängt der Kolben die im Raum ro stehende Flüssigkeitsmenge in die Leitung
12 und in die Ableitung 1 4. hinein, bis die obere Stirnfläche 2' des Pumpenkolbens
die Mündung der Leitung 12 abschließt, wobei gleichzeitig auch die Mündung der Zuleitung
i i überdeckt wird, insofern dies nicht bereits vorher geschehen ist. Nach vollzogener
L berdeckung der Leitungen i i und 12 beginnt der weiter nach oben gehende Kolben
2 die im Räum io eingeschlossene Brennstoffmenge zusammenzudrücken, bis der Flüssigkeitsdruck
in der Bohrung 26 de# Schiebers 15 die Kraft der Feder i9 überwindet und den Ventilschieber
15 samt dein Kreuznippel und seiner Gegenmutter anhebt. Der Schieber 15 bewegt sich
so lange nach oben, bis die obere Kante der Ringnut 22 höher liegt als die Ringschulter
23. In diesem Augenblick kann sich die im Raum i o, in der Längsbohrung 26 und in
der Ringnut 22 stehende Flüssigkeitsmenge entspannen. Es tritt der Brennstoff zunächst
in die Eindrehung 24. über, gelangt von da in den Raum der Feder i g und liebt durch
die Bohrung 29 in die nach dem Einspritzventil führende Druckleitung ab. Dieser
Vorgang wird in dein Augenblick unterbrochen, in welchem die Steuerkante 5 am Pumpenkolben
2 die Mündung der Ableitung 12 freigibt und dadurch eine Verbindung dieser Ableitung
über die Längsrinne 6 im Pumpenkolben mit dem Pumpenraum io hergestellt wird. Da
in der Leitung 12 gegenüber den obenerwähnten Räumen ein nur geringer Druck herrscht,
strömt der eingeschlossen gewesene restliche Brennstoff in die Leitung 12 ab. Infolge
dieses Druckabfalles vermag sich auch die Feder i g zu entspannen und bringt den
Schieber 15 wieder in seine ursprüngliche Lage zurück, wie die Abb. i zeigt.
Ein
Blick auf die Abb. i zeigt, daß das Ende der Einspritzzeit durch den Zeitpunkt festgelegt
ist, in welchem die Steuerkante 5 die Mündung der Ableitung 12 freigibt. Darüber
hinaus kann ,aber auch eine Einstellung der Einspritzzeit durch mehr oder weniger
tiefes Eintauchen des Schiebers 15 in den Pumpenraum geregelt werden. Die Freigabe
des im Pumpenraum eingesperrten Brennstoffes erfolgt um so später, je größer der
Weg ist, den die obere Kante der Ringschulter 22 im Schieber 15 bis zur Ringschulter
23 in der Ventilführung zurückzulegen hat.
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Wenn man den Ventilteller 17 nicht als Kreuznippel ausbildet, sondern
als einen .abschließ-enden Ventilsitz 17a, wie die Abb. 2 zeigt, so wird dadurch
.ein weiterer Abschluß der Druckleitung erreicht.
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An Stelle einer Ringnut 22 kann der Schieber 15 auch eine Anzahl einzelne
Querbohrungen 3o, 31 und 32 aufweisen, wie die- Abb. 3 und q. zeigen. Diese Querbohrungen
30, 31 und 32 sind gegenüber der Steuerkante 23 derart stufenweise angeordnet, daß
sie ohne Unterbrechung nacheinander -öffnen. Die Radialrichtung der :einzelnen Bohrungen
zueinander ist beliebig. Zweckmäßig hat die höchste Bohrung 3o den kleinsten Durchmesser,
während die darunterliegenden Bohrungen einen immer größeren Durchmesser haben.
Bei ganz kleiner Fördermenge genügt das kleinste Loch 30, um genügend Brennstoff
in den Raum 24 übertreten zu lassen. Der Ventilschieber 15 wird sich also nur bis
zur Öffnung dieses Loches anheben. Dies gibt eine kleine Entlastung der Druckleitung
beim Schließen des Ventils. Bei größerer Fördermenge muß der Ventilschieber 15 einen
größeren Hub machen, um das nächste Loch 31 oder die nächsten Löcher 3 i und 32.
freizugeben. Beim Schließen des Schiebers wird dann in der Druckleitung -eine größere
Entlastung erreicht. Die Entlastung der Druckleitung ist somit bei Teillast (kleinerer
Fördermenge je Hub) kleiner als bei Vollast. Durch die Anordnung der Löcher 3o bis
32 ohne toten Raum zwischen - den einzelnen Löchern ist erreicht, daß die Erweiterung
bzw. Verminderung des Durchlaßquerschnittes stetig erfolgt. Diese Erweiterung bzw.
Verminderung des Durchfl:ußquerschnittes kann linear oder quadratisch zeit dem Huh
wachsen.
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Hat die Pumpe eine gerade Steuerkante 2' für den Förderbeginn am Kolben
2, wie z. B. die Abb. i zeigt, und erfolgt die Regelung der Fördermenge durch Drosselung
des Brennstoffzulaufes an der Leitung i i, z. B. durch einen aus der Zeichnung nicht
ersichtlichen . Regelschieber, sä ist die Verstellmöglichkeit des Förderbeginnes
durch das Ventil 15 von besonderen z Vorteil, weil die Drosselquerschnitte
solcher Regelschieber sehr schwer genau hergestellt werden können und auf gleiche
Form und Leistung zu bringen sind. Weist der Pumpenkolben dagegen eine schräge Steuerkante
2" für die Regelung des Förderbeginnes auf, wie z. B. die Abb. 5 zeigt. so ist bei
Teillast mit einem späteren Einspritzbeginn zu rechnen als bei Vollast. Wird dabei
der Ventilschieber gemäß Abb. 3 ausgeführt, so heben sich die Wirkungen des Ventils
nach der Erfindung und eines solchen Kolbens ;gegenseitig auf, weil das Ventil seinerseits,
bei Teillast einen früheren Einspritzbeginn als bei Vollast erzeugt. Es kann infolgedessen
der Einspritzzeitpunkt auf einen konstanten Wert gebracht werden, ohne daß dabei
gleichzeitig .eine Verstellung des Förderbeginnes oder Förderendes am Kolben mit
in Kauf genommen werden muß.