EP0290797A2 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents
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- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
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- F02M45/06—Pumps peculiar thereto
Definitions
- the invention is based on a fuel injection pump according to the preamble of the main claim.
- the valve closing member is designed as a cylindrical escape piston which is tightly guided in a cylinder bore which is open to the pump work space.
- the relief chamber is opened when the internal combustion engine is idling through an electrically pneumatically actuated valve to the second relief line, so that the evasive piston, determined by the prestressing of its return spring, can be adjusted by a path determined by a stop through the pressure prevailing in the pump work chamber when pumping the piston .
- Such devices serve to make the combustion process softer in fuel injection pumps with low speeds.
- the second relief line is either permanently open when idling, or continuously closed at partial or full load.
- injection nozzles from DE-OS 33 00 876 are known, which are a pre-injection allow.
- These pre-injection devices have the disadvantage that a pre-injection must be effected before the main injection, so such devices are relatively expensive and in such devices, throttles are installed which throttle more with increasing speeds. As a result, the achievable pilot injection changes greatly with the dynamic operating conditions.
- the fuel injection pump according to the invention has the advantage that a pre-injection is possible in the entire speed-load range and the distance between the pre-injection and the main injection can be set variably.
- only one control device is required when using a plurality of injection nozzles.
- the control device can work with a single pressure valve or a constant pressure valve and is constructed in such a way that the pump piston drive is prevented from jumping off the drive cam.
- FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in the following description.
- the figure shows a partial section through a fuel injection pump.
- the figure shows a part of a known distributor injection pump schematically in section.
- the figure discloses a pump piston 1, which slides in a cylinder 9 and is set in a reciprocating, pumping and rotating movement by a cam drive, not shown.
- the pump piston 1 delimits a pump work space 2.
- This pump work space 2 is filled via filling grooves 14 which come into contact with a suction line 5 during the suction stroke of the pump piston 1.
- the suction line 5 branches off from a suction space 6 which is filled with fuel which is subjected to speed-dependent pressure.
- the pump piston 1 of this fuel injection pump acts as a distributor during operation, fuel being conveyed from the pump working chamber 2 via an injection line 12 to the injection valve 41 via a longitudinal or distributor bore 48 in the pump piston 1.
- a relief line 4 leads away from the pump work space 2 and cooperates with a valve closing element 7 which controls the relief line 4.
- This valve closing member 7 is part of a pressure valve 50 and has a valve cone 35 on the underside, which cooperates with a valve seat 32 attached to the relief line 4.
- This valve closing member 7 slides back and forth with guide ribs 51 on its shaft in a cylinder 43 surrounding the pressure valve 50.
- this valve closing member 7 is provided with longitudinal grooves 52, which begin at the valve cone 35.
- the valve closing member 7 is acted upon by a return spring 8.
- the return spring 8 is placed in a relief chamber 10 under tension so that it presses the closing member 7 onto the valve seat 32.
- the return spring 8 is accommodated in the cylindrical space, in the relief space 10, from which a second relief line 22 with a valve seat 15 leads away.
- This valve seat 15 acts with a valve closing member 18 of an electrically controlled valve, here a solenoid valve 11 together.
- the valve closing member 18 is designed as an armature of the solenoid valve with a conical tip 44, which has a sealing surface 45, and comes to rest on the valve seat 15 of the second relief line 22.
- a return line 16 leads from the relief chamber 10 via the valve seat 15 and the second relief line 22 to the suction chamber 6.
- a spring 46 which interacts with a part 47 connected to the armature, ensures that the armature of the solenoid valve 11 lifts off the valve seat 15 in the de-energized, non-activated state.
- the solenoid valve 11 When the injection valve 41 is closed, the solenoid valve 11 is actuated at the same time, as a result of which the valve seat 45 on the armature 18 presses onto the valve seat 15 and closes the second relief line 22 Cam drive takes place, the above-mentioned pressurized parts are pressurized, and the valve closing member 7 is brought back into the closed position by the return spring 8.
- the fuel that continues to be delivered can now only flow to the injection valve 41 via the longitudinal bore 48 in the pump piston 1, the distributor groove 30, the delivery line 12. Therefore, the valve needle 54 of the injection valve 41 lifts off the valve seat 55 and the main injection occurs.
- the duration is determined by the time in which the solenoid valve 11 remains closed. If the solenoid valve 11 opens, the back of the valve closing member 7 is suddenly relieved and the valve closing member is opened immediately due to the high pressure in the pump work space, so that the pump work space is relieved and the injection is ended.
- valve closing member 7 Another alternative embodiment is shown in dashed lines in the figure.
- a through hole 56 is made, into which a pressure spring-loaded ball valve 57 is introduced on one side, through which the relief chamber 10 can flow.
- no feed line 5 from the suction chamber 6 to the pump work chamber 2 is required.
- a line with a ball valve leading around the valve closing member 7 could also be installed.
- the fuel could get into the pump work chamber 2 from the suction chamber 6 via the return line 16, the second relief line 22, the through-bore 56, the ball valve 57, the first relief bore 4.
- the fuel injection pump according to the invention can also be operated without pre-injection if the solenoid valve 11 remains closed from the beginning.
- the pump piston 2 is moved upward, so that the fuel entering the pump work chamber 2 via a feed line 5 and a filling groove 14 begins to compress and the pressure in the pump work chamber 2 increases.
- the increase in pressure opens the injection valve 41.
- the valve closing member 7 is closed and the solenoid valve 11 is closed.
- the rotation of the cam continues, the pump piston 1 moves upward, compresses more and injects until the solenoid valve 11 opens.
- the pressure in the pump work chamber 2 is reduced via the return line 16 and the injection valve 41 closes. A new cycle can begin.
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Abstract
Description
- Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruches aus. Bei einer durch die US-PS 44 49 504 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe ist das Ventilschließglied als zylindrischer Ausweichkolben ausgebildet, der in einer zum Pumpenarbeitsraum offenen Zylinderbohrung dicht geführt ist. Der Entlastungsraum wird bei Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine durch ein elektrisch pneumatisch betätigtes Ventil zur zweiten Entlastungsleitung hin geöffnet, so daß der Ausweichkolben, bestimmt durch die Vorspannung seiner Rückstellfeder, um einen durch einen Anschlag bestimmten Weg durch den im Pumpenarbeitsraum bei der Pumpenkolbenförderung herrschenden Druck verstellt werden kann. Damit wird bei Leerlaufbetrieb die Förderrate des Pumpenkolbens reduziert, nie jedoch die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen. Solche Einrichtungen dienen dazu, bei Kraftstoffeinspritzpumpen mit niederen Drehzahlen den Verbrennungsablauf weicher zu gestalten. Dabei ist die zweite Entlastungsleitung entweder ständig geöffnet, bei Leerlaufbetrieb, oder ständig geschlossen bei Teillast oder Vollastbetrieb.
- Außer der oben geschilderten bekannten Einrichtung sind noch Einspritzdüsen aus DE-OS 33 00 876 bekannt, die eine Voreinspritzung erlauben. Diese Voreinspritz-Einrichtungen haben den Nachteil, daß eine zeitlich vor der Haupteinspritzung abgesetzte Voreinspritzung bewirkt werden muß, daher sind solche Einrichtungen relativ aufwendig und bei solchen Einrichtungen werden Drosseln eingebaut, die bei steigenden Drehzahlen stärker drosseln. Demzufolge ändert sich die erzielbare Voreinspritzung stark mit den dynamischen Betriebsverhältnissen.
- Nachteilig ist außerdem, daß Kraftstoffpumpen der Art des Standes der Technik nicht in allen Lastbereichen eine Entlastung bringen.
- Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe hat den Vorteil, daß eine Voreinspritzung im gesamten Drehzahl-Lastbereich möglich ist und der Abstand Voreinspritzung zu Haupteinspritzung variabel eingestellt werden kann. Es ist bei Kraftstoffeinspritzpumpen der erfindungsgemäßen Art nur eine Steuereinrichtung beim Einsatz mehrerer Einspritzdüsen erforderlich. Die Steuereinrichtung kann mit Einzeldruckventil oder Gleichdruckventil arbeiten und ist so aufgebaut, daß außerdem ein Abspringen des Pumpenkolbenantriebes von dem Antriebsnocken verhindert wird.
- Durch die in den übrigen Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe gegeben. Sie werden anhand eines Ausführungsbeispieles mit seinen Vorteilen in der nachfolgenden Beschreibung erläutet.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt die Figur einen Teilschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzpumpe.
- Die Figur zeigt einen Teil einer an sich bekannten Verteilereinspritzpumpe schematisch im Schnitt. Die Figur offenbart einen Pumpenkolben 1, der in einem Zylinder 9 gleitet und von einem nicht dargestellten Nockenantrieb in eine hin- und hergehende, pumpende und in eine rotierende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenkolben 1 begrenzt einen Pumpenarbeitsraum 2. Gefüllt wird dieser Pumpenarbeitsraum 2 über Füllnuten 14, die beim Saughub des Pumpenkolbens 1 im Wechsel mit einer Saugleitung 5 in Verbindung kommen. Die Saugleitung 5 zweigt von einem Saugraum 6 ab, der mit drehzahlabhängigem Druck beaufschlagten Kraftstoff gefüllt ist. In bekannter Weise wirkt der Pumpenkolben 1 dieser Kraftstoffeinspritzpumpe, während des Betriebes als Verteiler, wobei über eine Längs- oder Verteilerbohrung 48 im Pumpenkolben 1 Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 2 über eine Einspritzleitung 12 zum Einspritzventil 41 gefördert wird. Vom Pumpenarbeitsraum 2 führt eine Entlastungsleitung 4 weg, die mit einem die Entlastungsleitung 4 steuernden Ventilschließglied 7 zusammenarbeitet. Dieses Ventilschließglied 7 ist Teil eines Druckventils 50 und weist an der Unterseite einen Ventilkegel 35 auf, der mit einem an der Entlastungsleitung 4 angebrachten Ventilsitz 32 zusammenwirkt. Dieses Ventilschließglied 7 gleitet mit Führungsrippen 51 an seinen Schaft in einem das Druckventil 50 umgebenden Zylinder 43 hin- und her. Am Umfang ist dieses Ventilschließglied 7 mit Längsnuten 52 versehen, die am Ventilkegel 35 beginnen. Auf der dem Ventilkegel 35 gegenüberliegenden Seite wird das Ventilschließglied 7 mit einer Rückstellfeder 8 beaufschlagt. Die Rückstellfeder 8 ist in einem Entlastungsraum 10 so unter Spannung eingebracht, daß sie das Schließglied 7 auf den Ventilsitz 32 preßt. Die Rückstellfeder 8 ist in dem zylindrischen Raum, im Entlastungsraum 10 untergebracht, von dem aus eine zweite Entlastungsleitung 22 mit einem Ventilsitz 15 weg führt. Dieser Ventilsitz 15 wirkt mit einem Ventilschließglied 18 eines elektrisch gesteuerten Ventils, hier ein Magnetventil 11 zusammen. Das Ventilschließglied 18 ist als Anker des Magnetventils ausgebildet mit einer kegelförmigen Spitze 44, die eine Dichtfläche 45 hat, und zur Anlage auf den Ventilsitz 15 der zweiten Entlastungsleitung 22 kommt. Vom Entlastungsraum 10 führt über den Ventilsitz 15 und die zweite Entlastungsleitung 22 eine Rücklaufleitung 16 zum Saugraum 6 zurück. Daß der Anker des Magnetventils 11 im stromlosen, nicht angesteuerten Zustand vom Ventilsitz 15 abhebt, dafür sorgt eine Feder 46, die mit einem mit dem Anker verbundenen Teil 47 zusammenwirkt.
- Im Betrieb arbeiten die oben beschriebenen Organe folgendermaßen:
- Wird der Pumpenkolben 1 durch den Nockenantrieb nach unten bewegt, so wird dadurch Kraftstoff über die Zuleitung 5 und die Füllnuten 14 in den Pumpenarbeitsraum gefördert. Beim anschließenden Förderhub des Pumpenkolbens baut sich im Pumpenarbeitsraum 2, in der Längsbohrung 48 des Pumpenkolbens 1, der ersten Entlastungsleitung 4, der Verteilernut 30, der Förderleitung 12 und an der mit einer Druckfeder 53 belasteten Ventilnadel 54 des Einspritzventils 41 ein Druck auf, bis ein Druck erreicht ist, der die Ventilnadel 54 gegen die Kraft der Feder 53 vom Ventilsitz 55 abhebt, so daß eine Einspritzung erfolgt. Erst bei weiterem Druckanstieg im Pumpenarbeitsraum 2 wird die Kraft der Rückstellfeder 8 des Ventilschließgliedes 7 überwunden, nun kann der Kraftstoff über die Längsnuten 52 des Ventilschließgliedes 7 dem Entlastungsraum 10, der zweiten Entlastungsleitung 22, die im nicht angesteuerten Zustand geöffnet ist, und die Rücklaufleitung 16 zu dem Saugraum 6 fließen. Mit dem Öffnungsvorgang wird das Ventilschließglied 7 plötzlich auf einer größeren Fläche vom Druck des Pumpenarbeitsraumes belastet und schnell in ganz geöffnete Stellung gebracht. Mit diesem Zurückfließen des Kraftstoffes in den Saugraum 6 wird der Druck im Pumpenarbeitsraum 2 wieder abgebaut, so daß der Druck unter das Niveau fällt, das anfangs vorhanden war, um die Ventilnadel 54 vom Ventilsitz 55 wegzudrücken und das zu der Voreinspritzung führte. Während des Schließens des Einspritzventils 41 der wird zeitgleich das Magnetventil 11 angesteuert, dadurch drückt der am Anker 18 vorhandene Ventilsitz 45 sich auf den Ventilsitz 15 und verschließt die zweite Entlastungsleitung 22. Durch den nunmehr wiederum ansteigenden Druck im Pumpenarbeitsraum 2, der durch weitere Drehung des Nockensantriebs erfolgt, werden die obig bereits erwähnten druckbeaufschlagten Teile mit Druck beaufschlagt, und das Ventilschließglied 7 wieder durch die Rückstellfeder 8 in Schließstellung gebracht. Der nun weiterhin geförderte Kraftstoff kann nun nur noch über die Längsbohrung 48 im Pumpenkolben 1, der Verteilernut 30, der Förderleitung 12 zum Einspritzventil 41 abfließen. Daher hebt sich die Ventilnadel 54 des Einspritzventils 41 vom Ventilsitz 55 ab und es kommt zu der Haupteinspritzung. Die Dauer wird bestimmt durch die Zeit in der das Magnetventil 11 geschlossen bleibt. Öffnet das Magnetventil 11, so wird die Rückseite des Ventilschließgliedes 7 schlagartig entlastet und das Ventilschließglied aufgrund des hohen Drucks im Pumpenarbeitsraum unmittelbar geöffnet, so daß der Pumpenarbeitsraum entlastet wird und die Einspritzung beendet wird.
- Eine weitere alternative Ausführung ist in der Figur gestrichelt eingezeichnet. Im Ventilschließglied 7 ist eine Durchgangsbohrung 56 eingebracht, in die ein einseitig, vom Entlastungsraum 10 durchströmbar, druckfederbelastetes Kugelventil 57 eingebracht ist. Bei dieser Ausführungsform ist keine Zuleitung 5 vom Saugraum 6 zum Pumpenarbeitsraum 2 erforderlich. Statt das Kugelventil 57 in das Ventilschließglied 7 einzubringen, könnte auch eine um das Ventilschließglied 7 führende Leitung mit einem Kugelventil eingebaut werden.
- Durch die zuvor erläuterten Einrichtungen könnte der Kraftstoff vom Saugraum 6 über die Rücklaufleitung 16, die zweite Entlastungsleitung 22, die Durchgangsbohrung 56, das Kugelventil 57, die erste Entlastungsbohrung 4 in den Pumpenarbeitsraum 2 gelangen.
- Eine weitere mögliche Alternative besteht darin, daß mittels eines zweistufigen Magnetventils die Abstimmung mit dem Ventilschließglied 7 in der Weise erfolgen kann, daß nach dem Öffnen des Ventilschließgliedes 7 die erste Stufe des Magnetventils geöffnet wird und der Druck nicht vollständig abbaut wird, sondern der Druck kurze Zeit in bestimmter Höhe gehalten wird, um dann mit der zweiten Stufe zur Beendigung der Haupteinspritzung den Druck vollständig abzubauen.
- Im übrigen kann die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe auch ohne Voreinspritzung betrieben werden, wenn das Magnetventil 11 von Anfang an geschlossen bleibt. Bei beginnender Nockendrehung wird der Pumpenkolben 2 nach oben bewegt, so daß sich der sich über eine Zuleitung 5 und eine Füllnut 14 in den Pumpenarbeitsraum 2 gelangende Kraftstoff zu verdichten beginnt und sich der Druck im Pumpenarbeitsraum 2 erhöht. Die Erhöhung des Drucks öffnet das Einspritzventil 41. Das Ventilschließglied 7 ist geschlossen und das Magnetventil 11 ist geschlossen. Die Drehung des Nockens geht weiter, der Pumpenkolben 1 bewegt sich weiter nach oben, verdichtet mehr und spritzt so lange ein bis das Magnetventil 11 öffnet. Über die Rücklaufleitung 16 wird der Druck im Pumpenarbeitsraum 2 abgebaut, das Einspritzventil 41 schließt. Ein neuer Zyklus kann beginnen.
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