EP0386175B1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0386175B1
EP0386175B1 EP89906727A EP89906727A EP0386175B1 EP 0386175 B1 EP0386175 B1 EP 0386175B1 EP 89906727 A EP89906727 A EP 89906727A EP 89906727 A EP89906727 A EP 89906727A EP 0386175 B1 EP0386175 B1 EP 0386175B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
valve
fuel
control
injection pump
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89906727A
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English (en)
French (fr)
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EP0386175A1 (de
Inventor
Josef Hain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0386175B1 publication Critical patent/EP0386175B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/16Adjustment of injection timing
    • F02D1/18Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D1/00Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
    • F02D1/16Adjustment of injection timing
    • F02D1/18Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
    • F02D1/183Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse hydraulic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M41/00Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
    • F02M41/08Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined
    • F02M41/10Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor
    • F02M41/12Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor
    • F02M41/123Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor the distributor and pumping elements being combined pump pistons acting as the distributor the pistons rotating to act as the distributor characterised by means for varying fuel delivery or injection timing
    • F02M41/128Varying injection timing by angular adjustment of the face-cam or the rollers support

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection pump according to the preamble of the main claim.
  • a fuel injection pump is known in which the control pressure which changes the start of the spray and is normally proportional to the speed can be changed by the pressure and temperature-dependent pressure valve.
  • the start of spraying is postponed so far in the cold start that there is sufficient time for the preparation of the fuel and a correspondingly better ignition or combustion takes place.
  • the fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the KSB function can be ensured by a back pressure in the drain line.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of the pressure holding valve of a fuel injection pump
  • Figure 2 shows the pressure curve with KSB function in comparison to the normal function
  • a distributor injection pump is shown with a feed pump 1, which runs synchronously with the speed of the internal combustion engine.
  • the feed pump 1 draws fuel from a fuel tank 49 via the feed pump suction line 48 and feeds it via a pressure line 2, a distributor 6 and a connecting line 5 into a suction space 14 of the fuel injection pump, from which there is no shown the actual fuel injection pump is supplied with fuel.
  • the suction chamber 14 is connected via a bore 15 in an adjusting piston 11 to a working chamber 12 delimited by the latter in a cylinder of an injection start adjustment device 9.
  • a connecting line 3 branches off from the distributor 6 and leads to a pressure chamber 18 of a pressure control valve 7.
  • the pressure control valve 7 controls the fuel pressure downstream of the feed pump 1, that is to say also the pressure in the suction chamber 14 as a control pressure as a function of the speed, the control pressure increasing proportionally with increasing speed.
  • the adjusting piston 11 is displaced according to the control pressure against a return spring 13 and engages with a bolt 10 in the cam drive of the fuel injection pump, not shown here, for adjusting the start of injection. The start of spraying during normal operation of the internal combustion engine or warm internal combustion engine is adjusted "early" with increasing speed.
  • the start of spraying at the start and at low engine speed must be set earlier than in the case of a warm engine in order to achieve a perfect start, that is to say a quick start-up of the engine with as little blue smoke emission as possible.
  • the interior pressure is raised.
  • the pressure control valve 7 has a piston 16 which is tightly displaceable in a closed cylinder 110 and which, as a movable wall, separates the pressure chamber 18 from a reset chamber 21 and is acted upon by a return spring 17 arranged in the reset chamber 21 against the control pressure to be set in the pressure chamber 18.
  • the piston 16 controls with a control edge a discharge cross-section of a discharge opening 19 of an outlet line 20 leading from the cylindrical wall of the cylinder 110 from the pressure chamber 18 to a relief chamber.
  • Pressure chamber 18 and reset chamber 21 are connected to each other via a constant throttle 22, which is preferably provided in the piston 16.
  • the reset space 21 can be relieved via a relief line 24.
  • An increase in pressure requires a reduction in the control cross section at the control opening 19 of the pressure control valve 7 for the amount of fuel flowing through the drain line 20.
  • the outlet line 20 leading away from the shutoff opening 19 opens into a pressure holding valve cylinder 111 of a pressure holding valve 50.
  • the fuel flowing out of the shutoff opening 19 flows through this outlet line 20 and is in contact with a closing element 51 which is arranged in the cylinder 111 of the pressure holding valve 50.
  • the closing member here a ball 51, is pressed by a closing spring 52 on a valve seat which is arranged in the opening of the drain line 20 in the cylinder 111.
  • the closing spring 52 which is accommodated in a spring chamber 55 arranged in the cylinder 111, bears on the side facing away from the closing member 51 against a support member in the form of a piston 53 which is preferably axially adjustable between two stops 87 and 88 in the cylinder 111.
  • the adjustable piston 53 is acted upon by fuel pressure on the side opposite the closing spring 52, which is connected via a connecting line 56, which is connected to the relief line 24 upstream of a pressure valve 23 arranged in the relief line 24. This fuel pressure is also present in the reset space 21.
  • An outlet line 57 leads from the spring chamber 55 of the cylinder 111 of the pressure valve 50 and opens into the feed pump suction line 48.
  • the pressure valve 23 is arranged in the relief line 24, which leads away from the resetting space 21 of the pressure control valve 7.
  • the relief line 24 leads to a control chamber 25 of the pressure valve 23.
  • An actuating element 26 of a temperature-dependent element projects into the control chamber 25 27, for example an expansion element or a bimetal spring.
  • the actuating member 26 engages a movable valve closing member 28 arranged in the pressure valve 23 and loaded by a return spring 29 arranged in a spring chamber 30.
  • the valve closing member 28 is only moved by the actuating member 26 in the open position of the pressure valve 23 when the temperature-dependent working element 27 is activated, ie only at the minimum operating temperature of the internal combustion engine.
  • a control line 32 branches off from the relief line 24 upstream of the connection to the pressure valve 23, which leads to a KSB control valve 8 and opens there via an inlet opening 33 in the peripheral wall of a KSB cylinder 35 of the KSB control valve 8.
  • a connecting line 4 coming from the distributor 6 leads into a pressure chamber 39 bounded on the one hand by the end face of the KSB cylinder 35.
  • the pressure chamber 39 is on the other hand by an end face of an axially displaceable in the KSB cylinder 35 by an adjustable stop 37 supporting compression spring 36 loaded control piston 34 limited.
  • An annular groove 41 is arranged in the control piston 34, one boundary edge of which forms a control edge that controls the inlet opening 33.
  • the annular groove 41 is connected by radial bores 42 to a blind bore 43 axially arranged in the control piston 34, which extends from the other end face of the control piston 34 which is acted upon by the compression spring 36 and closes a spring chamber 40 in the KSB cylinder. From the spring chamber 40 there is a connecting line 45 to the spring chamber 30 of the pressure valve 23. From this connecting line 45 a drain line 47 branches off, which is connected to the feed pump suction line 48.
  • the object according to FIG. 1 results in function as a speed / pressure characteristic curve, as can be seen in FIG. 2.
  • the object of Figure 1 works as follows:
  • the fuel can now - if the piston 16 of the pressure control valve 7 cannot completely close the shutoff opening 19 from the structural conditions and specifications for the course of the control pressure change over the speed when the pressure is compensated by the closed pressure valve 23 and the throttle - via the shutoff opening 19 , the drain line 20 flows past the closing member 51 of the pressure control valve 50 into the spring chamber 55. From the spring chamber 55, the fuel flows via the discharge line 57 into the feed pump suction line 48. The pressure initially remains almost constant after the pressure holding valve 50 is opened, but then increases as the feed pump 1 increases further in accordance with the characteristic curve section 63. Here, the throttling of the partially open control section 19 in V. m.
  • the increased delivery rate of the feed pump 1 in such a way that a desired increase in the control pressure is achieved despite the outflow of a small amount of fuel in order to achieve the required advance adjustment of the start of injection when the internal combustion engine is cold and not yet warm.
  • the fuel pressure is controlled on the one hand by the control cross section at the control opening 19 and on the other hand by the opening pressure of the closing member 51, which opens against the force of the closing spring 52.
  • the closing force of the closing spring 52 which is supported on the piston 53, which is acted upon by the pressure prevailing in the relief line 24, can now also be influenced in such a way that the opening pressure of the pressure holding valve 50 increases as the pressure in the return space 21 of the pressure control valve 7 increases Pressure that is in the pressure chamber 18 of the pressure-maintaining valve 7 and the working chamber 12 of the spray adjustment device 9 while the pressure valve 23 is still closed is increased. If the piston 53 comes to its spring-side stop 87, the increase in opening pressure is ended. The point 62 corresponds to this opening pressure.
  • the pressure-maintaining valve has an opening pressure determined by the other stop 88 of the piston 53, which is unchangeable, but can also be adjustable.
  • the KSB control valve 8 with the annular groove 41 on the control piston 34 displaced by the control pressure begins to open the inlet opening 33 in accordance with an opening pressure which can be finely adjusted at the stop 37.
  • control pressure rises flatly due to the now flowing fuel quantity at the KSB control valve 8 according to characteristic curve 60
  • control pressure curve 60 approaches the control pressure curve 64 when the internal combustion engine is at operating temperature.
  • characteristic curve p / n can be seen from characteristic curve 65, which would occur without the pressure holding valve 50 according to the invention. At low speed, the pressure does not rise as steeply as the speed with the pressure-maintaining valve 50 according to the invention. At higher speeds, the characteristic curves 60 and 65, almost controlled by the KSB control valve 8, have the same course.
  • FIG. 3 shows an alternative arrangement of the rest of the same structure.
  • a pressure-maintaining valve 50a has a valve piston 66 that functions as a closing member, which is loaded with a closing spring 67 that can be adjusted in the pretension, and delimits a pressure space 89 on the end face in the valve housing 70a, into which the drain line 20 opens and from which a connecting line is controlled by the end face of the valve piston 90 leads to the feed pump suction line 48.
  • the closing spring 67 bears on the side opposite the valve piston 66 against a support member 69 which is axially movable in the valve cylinder 70a of the pressure holding valve 50.
  • the support member 69 is adjustable by an electrically controllable device 68.
  • the electrical device 68 is controlled by control signals which are formed by a speed-sensing measuring device or by a pressure sensor.
  • the opening pressure of the pressure-maintaining valve 50a is controlled in accordance with the rotational speed or the pressure, upon reaching which a cut-off opening 71 provided in the valve cylinder 70a, which establishes a connection between the discharge line 20 and the connecting line 90, is opened or closed.
  • the pressure control valve can also be used to modify the control pressure in accordance with operating parameters of the internal combustion engine even when the internal combustion engine is warm.
  • FIG. 4 shows a pressure holding valve 50b with a valve cylinder 70b, from one end face 72 of which a connecting line 73 leads to the connecting line 3b, which comes from the feed pump 1.
  • a valve piston 74 slides axially displaceably in the valve cylinder 70b and acts as a closing member, which delimits a pressure chamber 89a with the end face 72 in the valve cylinder 70b and has an annular groove 75 in the lateral surface, one boundary edge of which (121) serves as the control edge.
  • this closing spring 76 presses on a piston 77, which is also axially displaceable in the valve cylinder 70b and forms a pressure chamber 61 to the second end face 79 of the valve cylinder 70b. From this second end face 79, a connecting line 78 leads to the relief line 24b, upstream of the pressure valve 23.
  • two control openings are arranged, one of which the control opening 81 is constantly connected to the annular groove and at the same time is connected to the feed pump suction line 48 .
  • the discharge line 20 of the pressure control valve 7 enters the other control opening 80, which is arranged approximately in the middle of the valve cylinder 70b.
  • This diverter opening 80 is arranged so that the annular groove 75 has no overlap with the diverter opening 80 at the start of the feed pump 1, consequently no fuel can yet flow away and no pressure is released.
  • the feed pump 1 generates a pressure which builds up via the connecting line 3b, in the connecting line 73 and in the pressure chamber 18b of the pressure control valve 7 and which, analogously to the above exemplary embodiments, leads to a steep rise in control pressure and early adjustment of the start of injection when the pressure holding valve 50b is closed.
  • valve piston 74 Via the connecting line 73, the valve piston 74 is acted upon by the control pressure to be set and would move axially, and the drain line 20 would open up via the annular groove 75 if the control pressure in the reset space 21b, which would be via the Relief line 24b and the connecting line 78 also reach the pressure chamber 61.
  • This control pressure is consequently also applied to the piston 77, which is larger in diameter than the valve piston 74, and presses on the valve piston 74 via the piston 77 and the closing spring 76 which can be set in the prestress.
  • the opening pressure of the pressure control valve 50b is influenced, depending on the steep pressure rise of the control pressure to be controlled.
  • the opening pressure can also be limited here by a stop 87a which limits the path of the piston 77 in the direction of the closing spring 76.
  • FIG. 5 shows a valve piston 86 operating as a closing member, which corresponds to the valve piston 74 of FIG. 4.
  • the pressure-controllable piston 77 from FIG. 4 is replaced by an electrically controllable device 68a, which corresponds to that of the device 68 from FIG.
  • the pressure is consequently measured by means of a pressure sensor, which gives a control signal for the electrically controllable device.

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Abstract

Es wird eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, bei der zur Erhöhung der Steigung der Druck-/Drehzahlkennlinie ein steuerbares Druckhalteventil (50) in die Ablaufleitung (20), die von dem Drucksteuerventil (7) zu der von dem Federraum (21) kommenden Abschlußleitung (24) führt, untergebracht ist. Die verschiedenen Ausführungsformen des Druckhalteventils (50) bewirken verschiedene Druck-/Drehzahlkennlinien, die bei geringer Drehzahl einen relativ hohen Druck erzeugen und damit eine Kaltstartbeschleunigung bewirken.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus DE-OS 31 48 214 (EP-A-250785) ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, bei der der den Spritzbeginn ändernde, normalerweise drehzahlproportionale Steuerdruck durch das druck- und temperaturabhängig arbeitende Druckventil änderbar ist. Durch dieses Druckventil wird beim Kaltstart der Spritzbeginn so weit nach früh verschoben, daß dadurch für die Aufbereitung des Kraftstoffs genügend Zeit bleibt und eine entsprechend bessere Zündung bzw. Verbrennung erfolgt.
  • Nachteilig ist, daß bei ungünstiger Konstellation am Drucksteuerventil bereits beim Stillstand der Einspritzpumpe ein kleiner Spalt der Absteueröffnung freigegeben sein kann und beim belauf der Kraftstoffeinspritzpumpe der Förderpumpenliefergrad dann nicht ausreicht, den erforderlichen Druck bei niederen Drehzahlen im Rückstellraum bei geschlossenem Druckventil für die Kaltstartfrühverstellung des Spritzbeginns beim Kaltstart der Brennkraftmaschine aufzubauen (KSB-Funktion).
  • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch einen Gegendruck in der Ablaufleitung die KSB-Funktion sichergestellt werden kann.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen, der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich. Der Gegendruck, der durch das Druckhalteventil in der Ablaufleitung erzeugt wird, kann durch verschiedene Ventilausführungen vorgenommen werden, so daß auch eine Drucksteigerungskorrektur bei Normalfunktion - ohne KSB - möglich ist.
  • Zeichnung
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen Figur 1 eine schematische Darstellung des Druckhalteventils einer Kraftstoffeinspritzpumpe; Figur 2 den Druckverlauf bei KSB-Funktion im Vergleich zur Normalfunktion und Figuren 3, 4, 5 verschiedene Druckhalteventilausführungen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In Figur 1 ist eine Verteilereinspritzpumpe mit einer Förderpumpe 1, die drehzahlsynchron zur Brennkraftmaschine läuft, dargestellt. Die Förderpumpe 1 saugt aus einem Kraftstoffbehälter 49 Kraftstoff über die Förderpumpensaugleitung 48 an und fördert ihn über eine Druckleitung 2, einen Verteiler 6 und eine Verbindungsleitung 5 in einen Saugraum 14 der Kraftstoffeinspritzpumpe, aus welchem in nicht dargestellter Weise die eigentliche Kraftstoffeinspritzpumpe mit Kraftstoff versorgt wird. Der Saugraum 14 ist über eine Bohrung 15 in einem Verstellkolben 11 mit einem von diesem in einem Zylinder einer Spritzbeginnverstelleinrichtung 9 begrenzten Arbeitsraum 12 verbunden. Vom Verteiler 6 zweigt auch eine Verbindungsleitung 3 ab, die zu einem Druckraum 18 eines Drucksteuerventils 7 führt. Durch das Drucksteuerventil 7 wird der stromabwärts der Förderpumpe 1 herrschende Kraftstoffdruck, also auch der Druck im Saugraum 14 als Steuerdruck drehzahlabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Drehzahl der Steuerdruck proportional steigt. Der Verstellkolben 11 wird entsprechend dem Steuerdruck gegen eine Rückstellfeder 13 verschoben und greift dabei mit einem Bolzen 10 in den hier nicht weiter gezeigten Nockenantrieb der Kraftstoffeinspritzpumpe zur Spritzbeginnverstellung ein. Dabei wird der Spritzbeginn bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine bzw. betriebswarmer Brennkraftmaschine mit zunehmender Drehzahl nach "früh" verstellt. Aufgrund der geringen Zündwilligkeit des Kraftstoffs bei kaltem Motor muß, um einen einwandfreien Start, d. h. ein schnelles Hochlaufen des Motors bei möglichst geringer Blaurauchemission zu erreichen, der Spritzbeginn beim Start und bei niederer Drehzahl früher eingestellt werden als bei warmem Motor. Um auch bei niederen Drehzahlen, also schon im Startbereich, eine Frühverstellung zu erzielen, wird der Innenraumdruck angehoben.
  • Das Drucksteuerventil 7 weist einen in einem geschlosssenen Zylinder 110 dicht verschiebbaren Kolben 16 auf, der als bewegliche Wand den Druckraum 18 von einem Rückstellraum 21 trennt und von einer im Rückstellraum 21 angeordneten Rückstellfeder 17 gegen den im Druckraum 18 herrschenden, einzustellenden Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Kolben 16 steuert dabei mit einer Steuerkante einen Absteuerquerschnitt einer Absteueröffnung 19 einer von der zylindrischen Wand des Zylinders 110 vom Druckraum 18 zu einem Entlastungsraum abführenden Ablaufleitung 20. Druckraum 18 und Rückstellraum 21 sind über eine konstante Drossel 22 miteinander verbunden, die vorzugsweise im Kolben 16 vorgesehen ist. Der Rückstellraum 21 ist über eine Entlastungsleitung 24 entlastbar.
  • Eine Druckerhöhung erfordert eine Verkleinerung des Absteuerquerschnitts an der Absteueröffnung 19 des Drucksteuerventils 7 für die durch die Ablaufleitung 20 abfließende Kraftstoffmenge. Die von der Absteueröffnung 19 wegführende Ablaufleitung 20 mündet in einem Druckhalteventil-Zylinder 111 eines Druckhalteventils 50. Durch diese Ablaufleitung 20 fließt der aus der Absteueröffnung 19 ausfließende Kraftstoff und liegt an einem Schließglied 51 an, das im Zylinder 111 des Druckhalteventils 50 angeordnet ist. Das Schließglied, hier eine Kugel 51 wird durch eine Schließfeder 52 an einem Ventilsitz, der in der Einmündung der Ablaufleitung 20 in den Zylinder 111 angeordnet ist, gepreßt. Die Schließfeder 52, die in einem im Zylinder 111 angeordneten Federraum 55 untergebracht ist, liegt auf der dem Schließglied 51 abgewandten Seite an einem Stützglied in Form eines im Zylinder 111 vorzugsweise zwischen zwei Anschlägen 87 und 88 axial verstellbaren Kolben 53 an. Der verstellbare Kolben 53 ist auf der der Schließfeder 52 gegenüberliegenden Seite mit Kraftstoffdruck beaufschlagt, der über eine Verbindungsleitung 56, die mit der Entlastungsleitung 24 stromaufwärts eines in der Entlastungsleitung 24 angeordneten Druckventils 23 verbunden ist. Dieser Kraftstoffdruck steht auch im Rückstellraum 21 an. Aus dem Federraum 55 des Zylinders 111 des Druckventils 50 führt eine Ablaufleitung 57, die in die Förderpumpensaugleitung 48 mündet.
  • Zur temperaturabhängigen Beeinflussung des Kraftstoffdrucks beim Starten der Brennkraftmaschine ist in der Entlastungsleitung 24, die vom Rückstellraum 21 des Drucksteuerventils 7 wegführt, das Druckventil 23 angeordnet. Die Entlastungsleitung 24 führt zu einem Absteuerraum 25 des Druckventils 23. In den Absteuerraum 25 ragt ein Betätigungsglied 26 eines temperaturabhängig arbeitenden Elements 27, beispielsweise eines Dehnstoffelements oder einer Bimetallfeder. Das Betätigungsglied 26 greift an einem im Druckventil 23 angeordneten beweglichen, von einer in einem Federraum 30 angeordneten Rückstellfeder 29 belasteten Ventilschließglied 28 an. Das Ventilschließglied 28 wird nur bei angesteuertem temperaturabhängig arbeitenden Element 27, d. h. nur bei Mindestbetriebstemperatur der Brennkraftmaschine durch das Betätigungsglied 26 in Öffnungsstellung des Druckventils 23 bewegt. Von der Entlastungsleitung 24 zweigt stromaufwärts der Verbindung mit dem Druckventil 23 eine Steuerleitung 32 ab, die zu einem KSB-Regelventil 8 führt und dort über eine Eintrittsöffnung 33 in der Umfangswand eines KSB-Zylinders 35 des KSB-Regelventils 8 mündet. In einen von der Stirnseite des KSB-Zylinders 35 einerseits begrenzten Druckraum 39 den KSB-Zylinder führt eine vom Verteiler 6 kommende Verbindungsleitung 4. Der Druckraum 39 wird andererseits von einer Stirnseite eines im KSB-Zylinder 35 axial verschiebbaren von einer sich an einem einstellbaren Anschlag 37 abstützenden Druckfeder 36 belasteten Steuerkolben 34 begrenzt. Im Steuerkolben 34 ist eine Ringnut 41 angeordnet, deren eine Begrenzungskante eine die Eintrittsöffnung 33 steuernde Steuerkante bildet. Die Ringnut 41 ist durch Radialbohrungen 42 mit einer im Steuerkolben 34 axial angeordneten Sackbohrung 43 verbunden, die von der anderen von der Druckfeder 36 beaufschlagten, einen Federraum 40 im KSB-Zylinder abschließenden Stirnseite des Steuerkolbens 34 ausgeht. Vom Federraum 40 besteht eine Verbindungsleitung 45 zu dem Federraum 30 des Druckventils 23. Von dieser Verbindungsleitung 45 zweigt eine Abflußleitung 47 ab, die mit der Förderpumpensaugleitung 48 verbunden ist.
  • Der Gegenstand nach Figur 1 ergibt in Funktion eine Drehzahl/Druckkennlinie, wie sie aus Figur 2 hervorgeht. Der Gegenstand nach Figur 1 funktioniert folgendermaßen:
  • Wird die Brennkraftmaschine unterhalb der Betriebstemperatur gestartet, so ist das Betätigungsglied 26 vom Ventilschließglied 28 abgehoben und das Druckventil 23 geschlossen. Der Verstellkolben 11 befindet sich bis zum Erreichen der Startdrehzahl in "Spätlage". Infolge des geschlossenen Drucksteuerventils 7 bei zugleich geschlossenem Druckhalteventils 50 kann kein Kraftstoff abfließen, so daß sich im Saugraum 14 und Arbeitsraum 12 schnell ein Steuerdruck aufbaut, der eine Verschiebung des Verstellkolbens 11 in "Frühlage" bewirkt. Durch das geschlossene Druckhalteventil 50 wird also schon bei geringer Drehzahl ein steiler Anstieg des Drucks im Saugraum 14 erreicht, wie er aus Figur 2 bis Punkt 62 erkennbar ist. In Punkt 62 öffnet das erfindungsgemäße Druckhalteventil 50 bei Erreichen eines eingestellten Öffnungsdrucks. Der Kraftstoff kann nun - wenn der Kolben 16 des Drucksteuerventils 7 bei dem durch das geschlossene Druckventil 23 und die Drossel 22 bewirkten Druckausgleich die Absteueröffnung 19 aus konstruktiven Bedingungen und Vorgaben für den Verlauf der Steuerdruckänderung über der Drehzahl nicht vollständig schließen kann - über die Absteueröffnung 19, die Ablaufleitung 20 am Schließglied 51 des Druckhalteventils 50 vorbei in den Federraum 55 abfließen. Vom Federraum 55 fließt der Kraftstoff über die Ablaufleitung 57 in die Förderpumpensaugleitung 48. Der Druck bleibt nach dem Öffnen des Druckhalteventils 50 zunächst nahezu konstant und steigt dann aber bei weiterer Drehzahlzunahme der Förderpumpe 1 entsprechend dem Kennlinienabschnitt 63 an. Hier wirkt sich die Drosselung des zum Teil geöffneten Absteuerschnitts 19 in V. m. der gestiegenen Förderrate der Förderpumpe 1 so aus, daß trotz Abfluß von geringer Kraftstoffmenge eine gewünschte Steigerung des Steuerdrucks erzielt wird, um die erforderliche Frühverstellung des Spritzbeginns bei kalter, noch nicht betriebswarmer Brennkraftmaschine zu erzielen. In diesem Kennlinienabschnitt 63 wird der Kraftstoffdruck einerseits durch den Absteuerquerschnitt an der Absteueröffnung 19 gesteuert und andererseits durch den Öffnungsdruck des Schließglieds 51, das gegen die Kraft der Schließfeder 52 öffnet.
  • Die Schließkraft der Schließfeder 52, die sich an dem Kolben 53 abstützt, der mit dem in der Entlastungsleitung 24 herrschenden Druck beaufschlagt ist kann nun zusätzlich beeinflußt werden, derart, daß der Öffnungsdruck des Druckhalteventils 50 mit zunehmendem Druck im Rückstellraum 21 des Drucksteuerventils 7, welcher Druck zugleich der im Druckraum 18 des Druckhalteventils 7 und Arbeitsraum 12 der Spritzverstelleinrichtung 9 bei noch geschlossenem Druckventil 23 ist, erhöht wird. Kommt der Kolben 53 an seinen federseitigen Anschlag 87, so wird die Öffnungsdruckerhöhung beendet. Der Punkt 62 entspricht diesem Öffnungsdruck. Wird der Kolben 53 als Stützglied der Schließfeder 52 jedoch nicht vom Druck im Rückstellraum 21 bzw. in der Entlastungsleitung 24 stromaufwärts des Druckventils 23 belastet, so weist das Druckhalteventil einen durch den anderen Anschlag 88 des Kolbens 53 bestimmten Öffnungsdruck auf, der unveränderlich ist, aber auch einstellbar sein kann. An Punkt 63 beginnt das KSB-Regelventil 8 mit der Ringnut 41 am durch den Steuerdruck verschobenen Steuerkolben 34 die Eintrittsöffnung 33 zu öffnen entsprechend einem am Anschlag 37 fein einstellbaren Öffnungsdruck.
  • Es kommt in der Folge zu einem flachen bestieg des Steuerdrucks wegen jetzt abfließender Kraftstoffmenge am KSB-Regelventil 8 gemäß Kennlinie 60. Im oberen Drehzahlbereich dient das KSB-Ventil 8 als druckabhängige Einrichtung, über die es durch die Absteuerkanten der Ringnut 41 und der Zylinderöffnung 33 zu einer zunehmenden Entlastung kommt, durch die sich der Steuerdruckverlauf 60 dem Steuerdruckverlauf 64 bei betriebswarmer Brennkraftmaschine annähert.
  • Aus Kennlinie 65 ist ein p/n-Verhalten erkennbar, das sich ohne das erfindungsgemäße Druckhalteventil 50 einstellen würde. Bei niederer Drehzahl steigt der Druck über der Drehzahl nicht so steil wie mit dem erfindungsgemäßen Druckhalteventil 50 an. Bei höheren Drehzahlen haben die Kennlinien 60 und 65 nahezu, gesteuert durch das KSB-Regelventil 8, den gleichen Verlauf.
  • Das gleiche Druck-/Drehzahlverhalten ergibt sich auch durch eine Anordnung nach Figur 3. In Figur 3 ist eine alternative Anordnung des im übrigen gleichen Aufbaus dargestellt. Ein Druckhalteventil 50a weist einen als Schließglied arbeitenden Ventilkolben 66 auf, der mit einer in der Vorspannung einstellbaren Schließfeder 67 belastet ist und stirnseitig im Ventilgehäuse 70a einen Druckraum 89 begrenzt, in den die Ablaufleitung 20 mündet und von dem durch die Stirnseite des Ventilkolbens gesteuert eine Verbindungsleitung 90 zur Förderpumpenansaugleitung 48 abführt. Die Schließfeder 67 liegt auf der dem Ventilkolben 66 gegenüberliegenden Seite an einer im Ventilzylinder 70a des Druckhalteventils 50 axial beweglichen Stützglied 69 an. Das Stützglied 69 ist durch eine elektrisch ansteuerbare Vorrichtung 68 verstellbar. Die elektrische Vorrichtung 68 wird angesteuert durch Steuersignale, die durch eine drehzahlerfassende Meßeinrichtung oder durch einen Drucksensor gebildet werden. Entsprechend der Drehzahl bzw. dem Druck wird der Öffnungsdruck des Druckhalteventils 50a gesteuert, bei dessen Erreichen eine im Ventilzylinder 70a vorgesehene Absteueröffnung 71, die eine Verbindung zwischen Ablaufleitung 20 und Verbindungsleitung 90 herstellt, auf- oder zugesteuert wird. Neben der Beeinflussung des Steuerdruckverlaufes, der in der Spritzbeginnverstelleinrichtung wirksam wird, entsprechend Kurve 62, 63, 60 von Figur 2 kann mit diesem Druckhalteventil 50a auch bei betriebswarmer Brennkraftmaschine der Steuerdruck entsprechend Betriebsparameter der Brennkraftmaschine modifiziert werden.
  • Die Anordnung nach Figur 4 zeigt ein Druckhalteventil 50b mit einem Ventilzylinder 70b, von dessen einer Stirnseite 72 eine Verbindungsleitung 73 zur Verbindungsleitung 3b, die von der Förderpumpe 1 kommt, führt. Im Ventilzylinder 70b gleitet axial verschiebbar, ein als Schließglied arbeitender Ventilkolben 74, der mit der Stirnseite 72 im Ventilyzlinder 70b einen Druckraum 89a begrenzt und in der Mantelfläche eine Ringnut 75 aufweist, deren eine Begrenzungskante (121) als Steuerkante dient. An der der Stirnseite 72 gegenüberliegenden Seite des Ventilkolbens 74 liegt eine in ihrer Vorspanung änderbare Schließfeder 76 an. Das andere Ende dieser Schließfeder 76 drückt an einen Kolben 77, der gleichfalls axial im Ventilzylinder 70b verschiebbar ist und zur zweiten Stirnseite 79 des Ventilzylinders 70b einen Druckraum 61 bildet. Von dieser zweiten Stirnseite 79 führt eine Verbindungsleitung 78 zu der Entlastungsleitung 24b, stromaufwärts des Druckventils 23. Am Umfang des Ventilzylinders 70b sind zwei Absteueröffnungen angeordnet, von denen eine die Absteueröffnung 81 ständig mit der Ringnut in Verbindung steht und zugleich mit der Förderpumpensaugleitung 48 verbunden ist. In die andere etwa Mitte des Ventilzylinders 70b angeordnete Absteueröffnung 80 tritt die Ablaufleitung 20 des Drucksteuerventils 7 ein. Diese Absteueröffnung 80 ist so angeordnet, daß die Ringnut 75 beim Start der Förderpumpe 1 keine Überdeckung mit der Absteueröffnung 80 hat, folglich noch kein Kraftstoff abfließen kann und kein Druck abgebaut wird. Durch die Förderpumpe 1 wird ein Druck erzeugt, der sich über die Verbindungsleitung 3b, in der Verbindungsleitung 73 und im Druckraum 18b des Drucksteuerventils 7 aufbaut und der analog zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen bei geschlossenem Druckhalteventil 50b zu einem steilen Steuerdruckanstieg und Frühverstellung des Spritzbeginns führt. Über die Verbindungsleitung 73 wird der Ventilkolben 74 mit dem einzustellenden Steuerdruck beaufschlagt und würde sich axial verschieben, und die Ablaufleitung 20 über die Ringnut 75 aufsteuern, wenn nicht bei geschlossenem Druckventil 23 über die Drossel 22b der Steuerdruck in dem Rückstellraum 21b wäre, der über die Entlastungsleitung 24b und die Verbindungsleitung 78 auch in den Druckraum 61 gelangt. Dieser Steuerdruck liegt folglich auch am Kolben 77, der im Durchmesser größer als der Ventilkolben 74 ist, an und drückt über den Kolben 77 und die in der Vorspannung einstellbare Schließfeder 76 auf den Ventilkolben 74.
  • Auf diese Weise wird der Öffnungsdruck des Druckhalteventils 50b beeinflußt, und zwar in Abhängigkeit vom steilen Druckanstieg des zu steuernden Steuerdrucks. Der Öffnungsdruck kann auch hier von einem den Weg des Kolbens 77 in Richtung Schließfeder 76 begrenzenden Anschlag 87a begrenzt werden.
  • Figur 5 zeigt einen als Schließglied arbeitenden Ventilkolben 86, der dem Ventilkolben 74 der Figur 4 entspricht. In der Anordnung nach Figur 5 ist der druckabhängig steuerbare Kolben 77 von Figur 4 durch eine elektrisch steuerbare Vorrichtung 68a ersetzt, die der der Vorrichtung 68 aus Figur 3 entspricht. Bei dieser Anordnung nach Figur 5 wird folglich der Druck mittels eines Drucksensors gemessen, der ein Steuersignal für die elektrisch ansteuerbare Vorrichtung ergibt.

Claims (10)

  1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Verteilereinspritzpumpen mit einer synchron zur Kraftstoffeinspritzpumpe angetriebenen Förderpumpe, die einen Steuerdruck erzeugt, der einem Druckraum (18) eines Drucksteuerventils (7) und einem Druckraum (12) eines Spritzverstellers (11) zügeführt wird, wobei im Drucksteuerventil (7) zwischen Druckraum (18) und einem Rückstellraum (21), welche beide über eine konstante Drossel (22) miteinander verbunden sind, eine durch den Druck im Druckraum (18) gegen eine Rückstellfeder (17) bewegbare und einen Absteuerquerschnitt einer Absteueröffnung (19) einer vom Druckraum (18) des Drucksteuerventils (7) abführenden Ablaufleitung (20) steuernde bewegliche Wand (16) vorgesehen ist und vom Rückstellraum (21) eine ein in Abhängigkeit von Betriebsparametern aufsteuerbares Druckventil (23) enthaltende Entlastungsleitung (24) abführt, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ablaufleitung (20) ein Druckhalteventil (50) eingebaut ist, dessen Haltedruck steuerbar ist.
  2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckhalteventil (50) ein den Durchfluß der Ablaufleitung (20) steuerndes Schließglied (51) aufweist, das von einer Schließfeder (52) mit steuerbarer Spannung beaufschlagt wird.
  3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schließfeder (52) an einem in einem Zylinder des Druckhalteventils (50) angeordneten axial beweglichen Stützglied (53) abstützt, das (53) von dem im Rückstellraum (21) herrschenden Druck beaufschlagt und gegen die Schließfeder verschiebbar ist.
  4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schließfeder (67) an einem in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine elektrisch verstellbaren Stützglied (69) abstützt.
  5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Stützglieds (69) durch Anschläge begrenzt ist.
  6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (69) in Abhängigkeit von der Temperatur verstellbar ist.
  7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (51) das Druckhalteventils (50) ein vom im Druckraum (18) des Drucksteuerventil (7) herrschenden Förderdruck gegen die Schließfeder (52) in einem Ventilzylinder (70b) des Drucksteuerventils (7) verschiebbarer Kolbenschieber (74) ist, der mit einer Steuerkante den Durchfluß der Ablaufleitung (20) steuert (Figur 4).
  8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (74) in seiner Mantelfläche eine Ringnut (75) aufweist, deren eine Begrenzungskante (121) die Steuerkante ist, mit der die Einmündung in oder der Austritt aus dem Ventilzylinder (70b), der den Ventilzylinder (70b) durchlaufenden Ablaufleitung (20) gesteuert wird (Figur 4).
  9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Druckventils (23) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, durch die bei betriebswarmer Brennkraftmaschine oder zusätzlich bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl der Rückstellraum (21) unabhängig vom Erreichen des Schließdrucks des Druckventils entlastbar ist.
  10. Kraftstoffeinspritzumpe nach Anspruch 9 wobei das Druckventil (23) ein mit einem Ventilsitz gepaartes von einer Feder belastetes Schließglied (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein temperaturabhängig betätigbares Stellorgan (27) hat, durch das das Schließglied (28) von seinem Ventilsitz bei Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine abgehoben wird.
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