EP0155404B1

EP0155404B1 - Verstelleinrichtung für Kraftstoffeinspritzpumpen

Info

Publication number: EP0155404B1
Application number: EP84116270A
Authority: EP
Inventors: Josef Hain; Karl-Friedrich Rüsseler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-03-20
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1988-09-14
Also published as: EP0155404A1; JPS60212633A; US4619238A; DE3410146A1; DE3474053D1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer durch die GB-A-2-056 716 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist in der Entlastungsleitung als Wegeventil ein Drucksteuerventil vorgesehen, das mittels einer Membran als Ventilschließglied und einer temperaturabhängig gestalteten Stellkraft auf die Membran einen bestimmten Druckverlauf des Drucks im Steuerdruckraum im Laufe der Erwärmung der Brennkraftmaschine steuert. Eine solche Ausführung ist sehr aufwendig, und es kann auch der Druck im Steuerdruckraum nur in einfacher Abhängigkeit von der Veränderung der temperaturabhängigen Belastung der Membran erfolgen. Wobei diese Belastung entsprechend der Charakteristik einer beheizten Bimetallfeder erfolgt. Der Temperaturgang einer solchen Feder ist zudem von verschiedenen zusätzlichen Umwelteinflüssen abhängig. Es ist weiterhin durch die EP-A-00 75 856 eine Kraftstoffeinspritzpumpe ähnlicher Art bekannt, bei der das Wegeventil aus einem sehr aufwendigen Drucksteuerventil besteht, das ein in Abhängigkeit von Stromstärken mehr oder weniger belastetes Ventilglied aufweist. Auch diese Ausgestaltung ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden. Weiterhin ist es durch diese Schrift bekannt, in der Verbindung zwischen Drucksteuerraum und Entlastungsraum ein schaltbares Wegeventil vorzusehen, durch dessen Öffnen oder Schließen die Wirkung eines Druckhalteventils, das auf einen bestimmten Öffnungsdruck eingestellt ist, ab- oder zugeschaltet wird. Mit einer solchen Einrichtung können nur einfache Gestaltungen der Spritzbeginnverstellcharakteristik über der Drehzahl erzeugt werden. Bei Bereitstellung eines Druckhalteventils oder gar mehrerer Druckhalteventile mit unterschiedlichem Öffnungsdruck in Verbindung mit mehreren Wegeventilen, die elektrisch angesteuert werden müssen, ergibt sich auch hier ein immer noch hoher Aufwand für die Steuerung des Spritzbeginns über der Drehzahl, insbesondere für den Kaltstart und den Warmlauf der Brennkraftmaschine.

Vorteile der Erfindung

Mit der Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem mit einfachen technischen Mitteln im wesentlichen gelöst und vor allem die erforderliche Stabilität der Spritzbeginnverstellung erreicht. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die die Spritzbeginnverstellung bewirkende Druckerhöhung des Kraftstoffs durch das mit der Drossel des Steuerkolbens hintereinandergeschaltete Stromventil zu erzeugen und das von Betriebsparametern gesteuerte Ventil nicht mehr als Druckhalteventil, sondern nur noch als Wegeventil zu verwenden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild, der die Spritzbeginnverstellung bewirkenden Elemente einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen; und Figur 2 ein Drehzahl-Wegdiagramm mit der Spritzbeginn-Kennlinie bei Normalfunktion der Brennkraftmaschine und bei einer Frühverstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In dem nicht dargestellten Nockentrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe 11 greift über einen Stift 12 ein Verstellkolben 13 für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein. Der Kolben 13 ist durch eine Druckflüssigkeit in einem Arbeitsraum 14 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 15 verschiebbar; eine Verschiebung in Richtung der Rückstellfeder 15 bewirkt eine dem Kolbenweg proportionale Frühverstellung des Spritzbeginnzeitpunktes der Brennkraftmaschine. Eine Förderpumpe 16 saugt Kraftstoff über eine Leitung 8 aus einem Behälter 17 in einen Innenraum 10 der Einspritzpumpe. Der Innenraum 10 und der Arbeitsraum 14 sind durch eine mit einer Drossel 18 ausgestattete Leitung 19 verbunden.
Ein Drucksteuerventil 20 hat einen in einem Zylinder 23 verschiebbaren Steuerkolben 24, dessen eine Stirnfläche 22 eine Abflußöffnung 21 des Zylinders 23 steuert und mit dem Zylinder 23 einen Druckraum 27 bildet, der durch eine Druckleitung 26 Verbindung hat mit dem Innenraum 10 der Einspritzpumpe 11. Die Abflußöffnung 21 ist über eine Entlastungsleitung 33 mit einem vom Behälter 17 oder der Saugseite der Förderpumpe 16 gebildeten Entlastungsraum verbunden.
Die Rückseite 28 des Steuerkolbens 24 bildet mit dem Zylinder 23 einen Steuerdruckraum 29, und zwischen der Rückseite 28 und dem Boden des Zylinders 23 ist eine Steuerfeder 32 eingespannt, so daß nach dem Prinzip eines federbelasteten Schieberventils der Druck im Innenraum 10 in Abhängigkeit von der geförderten Kraftstoffmenge selbsttätig veränderbar ist.
Der Steuerkolben 24 hat eine Steuerringnut 34, die über mehrere, in eine Mittenbohrung 30 führende, radiale Stichkanäle 35 dauernde Verbindung hat mit dem Steuerdruckraum 29. Die Mittenbohrung 30 und den Druckraum 27 verbinden eine Drosselbohrung 31. Im Zylinder 23 ist eine zweite über eine Entlastungsleitung 37 mit dem Entlastungsraum verbundene Abflußsöffnung 36 angeordnet; deren Steuerquerschnitt ist derart bemessen, daß im Zusammenwirken mit der Steuerringnut 34 ein definierter Absteuerquerschnitt gebildet wird.
Ein 2/2-Wegeventil 38 ist z. B. als Zugmagnetventil ausgebildet mit einer Erregerspule 39 und einem als Ventilschließglied 40 ausgebildeten Anker, den eine Schließfeder 41 bei stromloser Erregerspule 39 an einen ortsfesten Ventilsitz 42 drückt; dieser ist durch eine Entlastungsleitung 43 mit dem Steuerdruckraum 29 des Drucksteuerventils 20 verbunden. Vom Innenraum 44 führt eine Entlastungsleitung 43' in vorbeschriebener Weise zum Entlastungsraum.
Eine Steuereinrichtung 45 steuert in Abhängigkeit von Betriebsparametern, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Drehzahlspritzbeginn, über Leitungen 46 die Erregerspule 39 derart, daß diese im Spannungszustand das Ventilschließglied 40 in seiner dargestellten Öffnungsstellung hält und der Steuerdruckraum 29 entlastet ist.
Parallel zum Wegeventil 38 ist eine Bypassleitung 47 zwischen den beiden Entlastungsleitungen 43 und 43' angeordnet. Die Bypassleitung 47 weist als Stromventil ein verstellbares Drosselventil 48 oder verstellbares Blendenventil auf. Der Druck des im Innenraum 10 der Einspritzpumpe 11 eingeschlossenen Kraftstoffs wird anhand des Wege-Drehzahl(Druck)-Diagramms wie folgt gesteuert:
Bei geöffnetem Wegeventil 38 (dargestellt) beaufschlagt der drehzahlabhängige Druck des Kraftstoffs im Innenraum 10 den Verstellkolben 13 gemäß der Kennlinie 50 in Figur 2. Erfolgt durch einen Betriebsparameter - beispielsweise Temperatur oder Drehzahl der Brennkraftmaschine, Atmosphärendruck - über die Steuereinrichtung 45 eine Entregung der Erregerspule 39 des Wegeventils 38, so schließt der Anker 40 den Ventilsitz 42, so daß die Entlastung des Steuerdruckraumes 29 nur noch über das Drosselventil 48 der Bypassleitung 47 erfolgt. Hierdurch erhöht sich der Druck im Innenraum 10 und es erfolgt eine Frühverstellung des Einspritzzeitpunktes gemäß der Teilkennlinie 51. Bei Punkt 52, den der jeweilige Durchflußquerschnitt des verstellbaren Drosselventils 48 bestimmt, beginnt die der Kennlinie der Brennkraftmaschine angeglichene Teillinie 53; deren Steigung bestimmt der durch den Steuerkolben 24 aufgesteuerte Durchflußquerschnitt der zweiten Abflußöffnung 36 des Drucksteuerventils 20. Die ab Punkt 54 beginnende Teilkennlinie 55 verläuft annähernd parallel zur Kennlinie 50.
Erfolgt durch die Steuereinrichtung 45 ein Öffnen des Wegeventils 38 beispielsweise bei der Drehzahl n₁, so bewegt sich der Verstellkolben 13 ab Punkt 56 gemäß der Teilkennlinie 58 bis Punkt 57 auf der Kennlinie 50, auf der die weitere Verstellung erfolgt.

Claims

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer zur Einspritzpumpe synchron angetriebenen Kraftstofförderpumpe (16), deren Druckseite mit einem Arbeitsraum (14) vor einem der Spritzbeginnverstellung dienenden, von einer Rückstellkraft (15) beaufschlagten Verstellkolben (13) verbunden ist und ferner über eine von einem Steuerkolben (24) eines Drucksteuerventils (20) gesteuerten Abflußöffnung (21) mit einem Entlastungsraum (8, 17) zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Steuerdrucks verbunden ist und der Druck auf die Vorderseite des Steuerkolbens (24) wirkt, wobei der Steuerkolben (24) auf der Rückseite (28) von einer Druckfeder (32) beaufschlagt ist, und ein auf der Rückseite des Steuerkolbens befindlicher Steuerdruckraum (29) über eine Drosselleitung (31) mit der Druckseite der Förderpumpe (16) und über eine Entlastungsleitung (43) mit dem Entlastungsraum verbunden ist, und mit einem in der Entlastungsleitung (43) angeordneten und in Abhängigkeit von Betriebsparametern steuerbaren Wegeventil (38) und mit einer zweiten Abflußöffnung (36), die mit dem Entlastungsraum (8, 17) verbunden ist und durch eine Steuerkante (34) im Mantel des Steuerkolbens (24) mit dem Steuerdruckraum (29) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Wegeventil (38) parallele Bypassleitung (47) außerhalb vom Verstellbereich des Steuerkolbens vom Steuerdruckraum (29) des Drucksteuerventils (20) abzweigt und diesen mit dem Entlastungsraum (8,17) verbindet und eine einstellbare Drossel enthält.