EP0627552A1 - fuel injection pump - Google Patents
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- EP0627552A1 EP0627552A1 EP94103494A EP94103494A EP0627552A1 EP 0627552 A1 EP0627552 A1 EP 0627552A1 EP 94103494 A EP94103494 A EP 94103494A EP 94103494 A EP94103494 A EP 94103494A EP 0627552 A1 EP0627552 A1 EP 0627552A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D1/00—Controlling fuel-injection pumps, e.g. of high pressure injection type
- F02D1/16—Adjustment of injection timing
- F02D1/18—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse
- F02D1/183—Adjustment of injection timing with non-mechanical means for transmitting control impulse; with amplification of control impulse hydraulic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M41/00—Fuel-injection apparatus with two or more injectors fed from a common pressure-source sequentially by means of a distributor
- F02M41/08—Fuel-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
- F02M41/10—Fuel-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
- F02M41/12—Fuel-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
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- F02M41/128—Varying injection timing by angular adjustment of the face-cam or the rollers support
Definitions
- the invention is based on a fuel injection pump according to the preamble of claim 1.
- a fuel injection pump is already known from DE-A-29 23 445.
- the problem with fuel injection pumps is as follows: If the delivery rate of the fuel injection pump is optimized at the nominal output point of the internal combustion engine at the highest load and at the highest speed so that the maximum permissible pressure occurs in the pump work space of the fuel injection pump, then this pressure is usually at a low speed of the fuel injection pump or the associated internal combustion engine in the lower full load point for the quality of the fuel input into the combustion chambers of the internal combustion engine by injection valves too low. If the delivery rate is increased in this area, the pressure in this lower full load point increases as desired, but the fuel injection pump is overloaded at the nominal output point. If the pressure is increased at the lower full load point, care must be taken to ensure that the pump is not overloaded at the nominal output point.
- the aforementioned known fuel injection pump provides a device with which the delivery rate, depending on the delivery under full load operation and at high speed, is now reduced in the lower load speed range in order to obtain noise-reducing, long injection times or small injection rates based on the injection quantity.
- the working space in front of the adjusting piston is continuously supplied with pressure medium from a pressure medium source brought to speed-dependent pressure for the speed-dependent setting of the adjusting piston and thus the start of high-pressure delivery of the pump piston and the removal device depending on the speed, in operative connection with the working space in front of the adjusting piston.
- the fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the pressure in the working space in the low speed load range reaches a desired high injection pressure without the fuel injection pump being overloaded by excessive pressures in the high speed load range.
- An advantageous embodiment of the invention consists in the embodiment of the fuel injection pump according to claim 4, in which the delivery rate of the pump piston is delayed in a simple manner from a certain load speed point over a certain angle of rotation range.
- This gives an injection pressure profile which is controlled by the pressure in the pump work space or by the pressure generated by it in the work space in front of the adjusting piston.
- the relief valve can also serve as a removal device in that it is opened at least temporarily from or after the start of the high-pressure delivery stroke of the pump piston.
- the activation of this valve can be controlled in an advantageous manner by a sensor which detects the pressure in the pump work space or by an injection duration control which has an indirect effect on the pressure in the pump work space.
- the pressure in the working space in front of the adjusting piston is controlled by an electrically controlled valve, which is controlled in a clocked manner according to claim 13, and in such a way that its opening time is essentially complementary to the opening times of the relief valve.
- FIG. 1 shows a first embodiment of the control device with a separate evasive piston
- FIG. 2 shows a diagram of the cam lift over the angle of rotation related to FIG. 1
- FIG. 3 shows a diagram of the injection curve over the angle of rotation
- FIG. 4 shows a second embodiment with two check valves
- FIG. 5 a third embodiment with a drain check valve and an additional 2/2-way solenoid valve
- FIG. 6 shows a diagram relating to FIG. 5 about the cam lift during the work of the control valve and the additional solenoid valve
- FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment with an additional second / 2-way solenoid valve
- Figure 8 is a diagram related to Figure 7 on the cam stroke and the element pressure during the work of the control valve and the additional solenoid valve.
- FIG. 1 shows a cylinder 1 in which an adjusting piston 2 is movable against the force of a spring 3.
- the adjusting piston 2 has a recess 4 into which a free end 5 of a bolt 6 engages.
- a working space 7 of the cylinder 1 opposite the spring 3 is connected via a line 8 to an additional cylinder 9, specifically to its working chamber 10.
- the additional cylinder 9 there is an escape piston 11 which delimits the working chamber 10 as a movable wall.
- a stop 14 is inserted in a chamber 13 receiving a prestressed spring 12, which limits the path of the evasive piston 11 to a certain stroke (AW).
- AW prestressed spring
- On line 8 are one Pressure medium inflow line 15, which leads away from a pressure medium source 37 leading to pressure medium and a pressure medium drain line 16, which leads to a relief chamber.
- a pressure medium inflow line 15 there is an inflow check valve 17 with a throttle 19 and in the pressure medium outflow line 16 there is an electrically controlled valve, here a solenoid valve 18, which serves to regulate the pressure in the working space.
- the adjusting piston 2 is the piston of an injection start adjustment device known in fuel injection pumps.
- the pin 6 like the corresponding pin in a fuel injection pump known from DE-A-21 58 689, adjusts a roller ring (not shown in this application), which is rotatable but stationary except for the rotation by the pin 6 in the housing of the fuel injection pump is stored and on the rollers of which a cam disc runs with its cams.
- the cam disk is coupled on the one hand to a drive shaft of the fuel injection pump and on the other hand to a pump piston which, together with the cam disk, performs a rotating movement due to the rotation of the drive shaft and thereby serves as a distributor and at the same time reciprocates due to the cam disk running on the rollers Performing movement and performs suction and delivery strokes as a pump piston.
- the pump piston includes a pump working chamber which is filled with fuel during the suction stroke and delivers fuel under high pressure to an injection valve on the internal combustion engine in each case during the delivery stroke.
- the high-pressure delivery of fuel to the injection valves is essentially due to the start of the lifting movement of the cam disk together with the pump piston the course of which is determined by the rollers of the roller ring and the end of delivery, for determining the fuel injection quantity by opening a relief channel.
- the cam disc is held on the roller ring by a restoring force in the form of return springs. This restoring force is also supported by the reaction force of the pump piston during its delivery stroke.
- the roller ring experiences a force in its circumferential direction via the flank of the cams of the cam disk, which force counteracts the actuating force of the adjusting piston.
- this force exerted by the pump piston causes the working space 7 to increase in pressure compared to the pressure level previously controlled to adjust the adjusting piston.
- the degree of this pressure increase corresponds to the pressure generated in the pump work space.
- the pressure increase is only possible because the check valve 17, which closes towards the pressure medium source, includes the pressure medium volume supplied to the working space with the solenoid valve closed at the same time.
- the pressure in the working space 7 can be changed independently of the pressure in the suction space 37, the Throttle 19 on the check valve 17 acts as a decoupling throttle. This change is made during the suction stroke by appropriate control of the solenoid valve 18, so that at the beginning of the subsequent delivery stroke of the pump piston, the pressure in the working space is set, which adjusts the correct start of the high-pressure delivery stroke of the pump piston via the adjustment of the adjusting piston.
- the solenoid valve 18 remains closed.
- FIG. 2 shows the cam elevation curve over the angle of rotation ⁇ .
- the preload of the spring 12 is selected such that the evasive movement of the evasive piston begins in an upper range of the achievable pressure in the pump work space and thus prevents an excessively high pressure from occurring in the pump work space. Because of the throttling effects in the high-pressure line system, a lower delivery rate is achieved in a known manner at low speed with a lower final maximum pressure in the pump work space and a high one at high speed Delivery rate with a correspondingly higher final maximum pressure in the pump work space.
- the stop 14 comes into play. If the pretension of the pretensioned spring 12 is designed to be lower, the evasive piston 11 can begin to evade at a lower pressure in the pump workspace in accordance with a lower injection rate. In this case, a reduction in the injection rate can be achieved over a certain angle of rotation range of the cam stroke at a certain load speed range. In this area, the injection rate would then run with a smaller slope according to the representation of the injection course with evasive piston 11 (AWK) of the diagram of FIG. 3 over the angle of rotation ⁇ until the evasive piston comes to rest against the stop 14.
- ANK evasive piston 11
- FIG. 4 it is also possible to use a prestressed check valve 33, which opens at a preset pressure, in a configuration similar to that shown in FIG. 1 instead of an evasive piston.
- a check valve 33 the pressure in the working space 7 can be influenced by taking fuel from a certain threshold value of the pressure in the working space 7 or in the pump working space set by the opening pressure of the check valve 33. This results in a pressure curve as shown in FIG. 8 in the lower diagram with the dashed line.
- the amount of fuel withdrawn via the check valve during the delivery stroke of the pump piston must then be replenished via the check valve 17 and the throttle 19 during the suction stroke phase of the pump piston and the pressure in the working chamber 7 set by means of the solenoid valve 18, through which the adjusting piston 3 into the correct position for the following start of the conveying stroke.
- FIGS. 5 and 6 A solution which is improved in comparison to this is shown in FIGS. 5 and 6.
- a further 2/2 solenoid valve 34 has been inserted into the pressure medium supply line 15.
- the additional solenoid valve 34 enables a rapid refilling of the amount of liquid escaping via the check valve 33 over a large opening cross section.
- the two solenoid valves 18 and 34 switched so that the control of the inlet and the outlet are in the suction stroke phase of the pump piston.
- FIG. 6 shows the assignment of the solenoid valve opening phases of the solenoid valve 34 (MV 34) and the solenoid valve 18 (MV 18) in relation to the cam elevation curve via the angle of rotation ⁇ .
- the solenoid valves 34 and 18 are actuated in opposite directions in such a way that the solenoid valve 18 is open for a shorter time than the solenoid valve 34 for a pressure increase in the working space 7.
- the solenoid valves can also be controlled complementarily to one another with a variable pulse duty factor, with the variation of the pulse duty factor the opening time of one valve is changed at the expense of the other valve.
- FIGS. 7 and 8 An embodiment according to FIGS. 7 and 8 is provided for a highly precise pressure curve shaping and a limitation of the highest final pressure in the pump work space.
- the parts already contained in the previously described figures are assigned the same position number here.
- a pressure sensor 35 is provided for detecting the pressure in the pump work space or in the work space 7, which also represents this pressure Drawing in Figure 7 is connected to the line 8 and on the other hand is connected to a control device, not shown, via which the solenoid valves 18 as a function of operating parameters, as in the embodiment of Figure 5 and 34 can be controlled in order to control the desired pressure in the work space 7 for setting the start of delivery.
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Abstract
Es wird eine Steuereinrichtung für eine Änderung des Förderbeginns einer Kraftstoffeinspritzpumpe vorgeschlagen, bei der die Förderrate im unteren Vollastpunkt angehoben wird ohne daß die Pumpe im Nennleistungspunkt überlastet wird. Eine entsprechende Steuerung erfolgt durch den Einsatz eines Ausweichkolbens (11) oder eines vorgespannten Rückschlagventils (33). Eine demselben Zweck dienende Regelung ist mit Hilfe eines Elementdrucksensors (35) und zweier Magnetventile (18, 34) zu erstellen. Die Steuereinrichtung ist zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine bestimmt. <IMAGE> <IMAGE> <IMAGE>A control device for changing the start of delivery of a fuel injection pump is proposed, in which the delivery rate is increased at the lower full load point without the pump being overloaded at the nominal output point. A corresponding control is carried out by using an evasive piston (11) or a preloaded check valve (33). A regulation serving the same purpose is to be created with the aid of an element pressure sensor (35) and two solenoid valves (18, 34). The control device is intended for use in an internal combustion engine. <IMAGE> <IMAGE> <IMAGE>
Description
Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist bereits durch die DE-A-29 23 445 bekannt.The invention is based on a fuel injection pump according to the preamble of
Bei Kraftstoffeinspritzpumpen besteht folgendes Problem: Wird die Förderrate der Kraftstoffeinspritzpumpe auf dem Nennleistungspunkt der Brennkraftmaschine bei höchster Last und höchster Drehzahl optimiert, so daß dort der maximal zulässige Druck im Pumpenarbeitsraum der Kraftstoffeinspritzpumpe auftritt, dann ist dieser Druck in der Regel bei niedriger Drehzahl der Kraftstoffeinspritzpumpe bzw. der zugehörigen Brennkraftmaschine im unteren Vollastpunkt für die Qualität der Brennstoffeinbringung in die Brennräume der Brennkraftmaschine durch Einspritzventile zu niedrig. Hebt man die Förderrate in diesem Bereich an, dann steigt zwar wunschgemäß der Druck in diesem unteren Vollastpunkt an, aber im Nennleistungspunkt wird die Kraftstoffeinspritzpumpe überlastet. Es muß also bei einer Anhebung des Druckes im unteren Vollastpunkt dafür gesorgt sein, daß die Pumpe im Nennleistungspunkt nicht überlastet wird.The problem with fuel injection pumps is as follows: If the delivery rate of the fuel injection pump is optimized at the nominal output point of the internal combustion engine at the highest load and at the highest speed so that the maximum permissible pressure occurs in the pump work space of the fuel injection pump, then this pressure is usually at a low speed of the fuel injection pump or the associated internal combustion engine in the lower full load point for the quality of the fuel input into the combustion chambers of the internal combustion engine by injection valves too low. If the delivery rate is increased in this area, the pressure in this lower full load point increases as desired, but the fuel injection pump is overloaded at the nominal output point. If the pressure is increased at the lower full load point, care must be taken to ensure that the pump is not overloaded at the nominal output point.
Durch die obengenannte bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe wird eine Einrichtung gegeben, mit der die Förderrate in Abhängigkeit von der Förderung im Vollastbetrieb und bei hoher Drehzahl nun im unteren Last- Drehzahlbereich verringert wird, um geräuschmindernde lange Einspritzzeiten bzw. kleine Einspritzraten bezogen auf die Einspritzmenge zu bekommen. Dabei wird der Arbeitsraum vor dem Verstellkolben kontinuierlich mit auf drehzahlabhängigen Druck gebrachtem Druckmittel einer Druckmittelquelle versorgt zur drehzahlabhängigen Einstellung des Verstellkolbens und damit des Hochdruckförderbeginns des Pumpenkolbens und die Entnahmeeinrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl in Wirkverbindung mit dem Arbeitsraum vor dem Verstellkolben gebracht.The aforementioned known fuel injection pump provides a device with which the delivery rate, depending on the delivery under full load operation and at high speed, is now reduced in the lower load speed range in order to obtain noise-reducing, long injection times or small injection rates based on the injection quantity. In this case, the working space in front of the adjusting piston is continuously supplied with pressure medium from a pressure medium source brought to speed-dependent pressure for the speed-dependent setting of the adjusting piston and thus the start of high-pressure delivery of the pump piston and the removal device depending on the speed, in operative connection with the working space in front of the adjusting piston.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der Druck im Arbeitsraum im niedrigen Drehzahl- Lastbereich einen gewünschten hohen Einspritzdruck erreicht, ohne daß im hohen Drehzahl- Lastbereich der Kraftstoffeinspritzpumpe diese durch zu hohe Drücke überlastet wird.The fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Ausgestaltung der Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Anspruch 4, bei der in einfacher Weise ab einem bestimmten Lastdrehzahlpunkt die Förderrate des Pumpenkolbens über einen bestimmten Drehwinkelbereich verzögert wird. Damit erhält man eine Einspritzdrucksverlaufsformung, die gesteuert vom Druck im Pumpenarbeitsraum bzw. vom durch diesen erzeugten Druck im Arbeitsraum vor den Verstellkolben gesteuert wird. Dabei orientiert sich die Einspritzratensteuerung bzw. die Steuerung des Druckes im Pumpenarbeitsraum für einen ausgesuchten Betriebsbereich an den für die Einspritzung erforderlichen Pumpenarbeitsraumdruck. Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 7 ist dabei eine raumsparende Ausgestaltung erzielt worden, mit der sowohl der Druck im Pumpenarbeitsraum im Bereich seines Höchstdruckes beeinflußt werden kann als auch der gemäß dem obigen diskutierten Patentanspruch 4 erreichte Effekte erzielt werden kann.An advantageous embodiment of the invention consists in the embodiment of the fuel injection pump according to
In weiterhin vorteilhafter Weise kann dabei auch das Entlastungsventil als Entnahmevorrichtung dienen, indem es ab oder nach Beginn des Hochdruckförderhubes des Pumpenkolbens wenigstens zeitweise geöffnet wird. Die Ansteuerung dieses Ventils kann in vorteilhafter Weise durch einen den Druck im Pumpenarbeitsraum erfassenden Sensor gesteuert werden oder durch eine Einspritzdauerregelung, die sich mittelbar auf den Druck im Pumpenarbeitsraum auswirkt.In a further advantageous manner, the relief valve can also serve as a removal device in that it is opened at least temporarily from or after the start of the high-pressure delivery stroke of the pump piston. The activation of this valve can be controlled in an advantageous manner by a sensor which detects the pressure in the pump work space or by an injection duration control which has an indirect effect on the pressure in the pump work space.
In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung wird der Druck im Arbeitsraum vor dem Verstellkolben gemäß Patentanspruch 12 durch ein elektrisch gesteuertes Ventil gesteuert, das gemäß Patentanspruch 13 getaktet angesteuert wird und zwar so, daß seine Öffnungszeit im wesentlichen komplementär zu den Öffnungszeiten des Entlastungsventils liegt. Damit ist mit Sicherheit gewährleistet, daß auch nach einer vorherigen Entnahme von Kraftstoff aus dem Arbeitsraum während des vorhergehenden Hochdruckförderhubes des Pumpenkolbens der Arbeitsraum für die Einstellung des gewünschten Hochdruckförderhubbeginns für den nächsten Hochdruckförderhub des Pumpenkolbens schnell mit Kraftstoff gefüllt werden kann.In a further advantageous embodiment, the pressure in the working space in front of the adjusting piston is controlled by an electrically controlled valve, which is controlled in a clocked manner according to
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der weiteren Unteransprüche sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous refinements of the invention result from the characterizing features of the further subclaims and from the description and the drawing.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine erste Ausführung der Steuereinrichtung mit separatem Ausweichkolben, Figur 2 ein auf die Figur 1 bezogenes Diagramm des Nockenhubs über den Drehwinkel, Figur 3 ein Diagramm des Einspritzverlaufs über den Drehwinkel, Figur 4 eine zweite Ausführung mit zwei Rückschlagventilen, Figur 5 eine dritte Ausführung mit einem Abfluß-Rückschlagventil und einem zusätzlichen 2/2-Wege-Magnetventil, Figur 6 ein auf die Figur 5 bezogenes Diagramm über den Nockenhub bei der Arbeit des Steuerventils und des zusätzlichen Magnetventils, Figur 7 ein viertes Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen 2/2-Wege-Magnetventil und Figur 8 ein auf die Figur 7 bezogenes Diagramm über den Nockenhub und dem Elementdruck bei der Arbeit des Steuerventils und des zusätzlichen Magnetventils.Several embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a first embodiment of the control device with a separate evasive piston, FIG. 2 shows a diagram of the cam lift over the angle of rotation related to FIG. 1, FIG. 3 shows a diagram of the injection curve over the angle of rotation, FIG. 4 shows a second embodiment with two check valves, FIG. 5 a third embodiment with a drain check valve and an additional 2/2-way solenoid valve, FIG. 6 shows a diagram relating to FIG. 5 about the cam lift during the work of the control valve and the additional solenoid valve, FIG. 7 shows a fourth exemplary embodiment with an additional second / 2-way solenoid valve and Figure 8 is a diagram related to Figure 7 on the cam stroke and the element pressure during the work of the control valve and the additional solenoid valve.
Die Figur 1 zeigt einen Zylinder 1, in dem ein Verstellkolben 2 gegen die Kraft einer Feder 3 beweglich ist. Der Verstellkolben 2 hat eine Ausnehmung 4, in die ein freies Ende 5 eines Bolzen 6 eingreift. Eine der Feder 3 gegenüberliegender Arbeitsraum 7 des Zylinders 1 ist über eine Leitung 8 an einen Zusatzzylinder 9 angeschlossen und zwar an dessen Arbeitskammer 10. Im Zusatzzylinder 9 ist ein Ausweichkolben 11 angeordnet, der die Arbeitskammer 10 als bewegliche Wand begrenzt. Auf der Rückseite des Ausweichkolbens 11 ist in einer eine vorgespannte Feder 12 aufnehmenden Kammer 13 ein Anschlag 14 eingesetzt, der den Weg des Ausweichkolbens 11 auf einen bestimmten Hub (AW) begrenzt. An die Leitung 8 sind eine Druckmittelzuflußleitung 15, die von einer Druckmittel auf erhöhtem Druck führenden Druckmittelquelle 37 abführt und eine Druckmittelabflußleitung 16, die zu einem Entlastungsraum führt, angeschlossen. In der Druckmittelzuflußleitung 15 liegt ein Zufluß-Rückschlagventil 17 mit einer Drossel 19 und in der Druckmittelabflußleitung 16 ist ein elektrisch gesteuertes Ventil, hier ein Magnetventil 18, angeordnet, das zur Regelung des Druckes im Arbeitsraum dient.1 shows a
Bei dem Verstellkolben 2 handelt es sich hier um den bei Kraftstoffeinspritzpumpen bekannten Kolben einer Spritzbeginnverstelleinrichtung. Entsprechend der Verschiebung des Verstellkolbens verstellt der Bolzen 6 wie der entsprechende Bolzen bei einer durch die DE-A-21 58 689 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe einen in dieser Anmeldung nicht gezeigten Rollenring, der drehbar aber bis auf die Verdrehung durch den Bolzen 6 ortsfest im Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe gelagert ist und auf dessen Rollen eine Nockenscheibe mit ihren Nocken abläuft. Die Nockenscheibe ist dabei einmal mit einer Antriebswelle der Kraftstoffeinspritzpumpe gekoppelt und zum anderen mit einem Pumpenkolben, der aufgrund der Verdrehung der Antriebswelle zusammen mit der Nockenscheibe eine rotierende Bewegung durchführt und dabei als Verteiler dient und zugleich aufgrund der auf den Rollen ablaufenden Nockenscheibe eine hin- und hergehende Bewegung durchführt und als Pumpenkolben Saug- und Förderhübe durchführt. Der Pumpenkolben schließt wie allgemein bekannt, aber hier nicht weiter gezeigt, einen Pumpenarbeitsraum ein, der beim Saughub mit Kraftstoff gefüllt wird und beim Förderhub Kraftstoff unter Hochdruck zu jeweils einem Einspritzventil an der Brennkraftmaschine fördert. Die Hochdruckförderung von Kraftstoff zu den Einspritzventilen wird im wesentlichen durch den Beginn der Hubbewegung der Nockenscheibe zusammen mit dem Pumpenkolben bei deren Ablauf über die Rollen des Rollenringes bestimmt und das Förderende, zur Bestimmung der Kraftstoffeinspritzmenge durch Öffnen eines Entlastungskanals. Die Nockenscheibe wird durch eine rückstellende Kraft in Form von Rückstellfedern auf den Rollenring gehalten. Diese rückstellende Kraft wird auch durch die Reaktionskraft des Pumpenkolbens bei seinem Förderhub unterstützt. Dabei erfährt der Rollenring über die Flanke der Nocken der Nockenscheibe eine Kraft in seiner Umfangsrichtung, welcher Kraft die Stellkraft des Verstellkolbens entgegenwirkt. Durch diese vom Pumpenkolben her ausgewirkte Kraft erfährt jedoch der Arbeitsraum 7 eine Druckerhöhung gegenüber der zuvor zur Einstellung des Verstellkolbens eingesteuerten Druckhöhe. Der Grad dieser Druckerhöhung korrespondiert zum im Pumpenarbeitsraum erzeugten Druck. Die Druckerhöhung ist andererseits nur deshalb möglich, weil das Rückschlagventil 17, das zur Druckmittelquelle hin schließt das dem Arbeitsraum zugeführte Druckmittelvolumen bei gleichzeitig geschlossenem Magnetventil einschließt.The adjusting
Die Arbeitsweise der bisher beschriebenen Einrichtung mit der Ausgestaltung gemäß Figur 1 ist folgende: Während der Saughübe des Pumpenkolbens, bei der keine zusätzliche Kraft auf den Verstellkolben wirkt, die in Unterstützung der Feder 3 den Verstellkolben verschieben würde und Druckmittel - im vorliegenden Falle in der Regel Kraftstoff, der dem Saugraum 37 der Kraftstoffeinspritzpumpe entnommen wird - aus dem Arbeitsraum 7 verdrängen würde, wird Kraftstoff über das Rückschlagventil 17 und die Drossel aus der Druckmittelquelle, dem Saugraum 37, über die Druckmittelzuflußleitung 15 dem Arbeitsraum zugeführt. Dabei kann der Druck im Arbeitsraum 7 die Druckhöhe des Druckes in der Druckmittelquelle annehmen, solange des Magnetventil 18 geschlossen ist. Durch Betätigung dieses Ventils 18 kann unabhängig von dem Druck in des Saugraumes 37 der Druck im Arbeitsraum 7 verändert werden, wobei die Drossel 19 am Rückschlagventil 17 als Abkoppeldrossel wirkt. Diese Veränderung wird jeweils während des Saughubes durch entsprechende Ansteuerung des Magnetventils 18 vorgenommen, so daß mit Beginn des anschließenden Förderhubes des Pumpenkolbens jeweils der Druck im Arbeitsraum eingestellt ist, der über die Verstellung des Verstellkolbens den richtigen Beginn des Hochdruckförderhubes des Pumpenkolbens einstellt. Mit dem Hochdruckförderbeginn bleibt das Magnetventil 18 geschlossen. Bei der nun stattfindenden Erhöhung des Druckes im Arbeitsraum 7 kann der Ausweichkolben 11 ab einer bestimmten Druckhöhe, die durch die Vorspannung der Feder 12 bestimmt ist ausweichen und dabei ein Teilvolumen aus dem Pumpenarbeitsraum entnehmen entsprechend dem Ausweichweg AW. Damit wird der Druckanstieg im Arbeitsraum 7 gemindert und bei der weiterhin auf den Verstellkolben 2 wirkenden Kraft verschiebt sich dieser in Richtung Arbeitsraum 7 und verstellt dabei den Rollenring. Dies führt dazu, daß die Hubbewegung der Nockenscheibe bzw. des Pumpenkolbens danach verzögert erfolgt. Entspechend geringer ist auch der Druckanstieg im Pumpenarbeitsraum im weiteren Verlauf des Pumpenkolbenförderhubs. In der Figur 2 ist die Nockenerhebungskurve über den Drehwinkel α aufgezeigt. In der Figur 8 ist der Druckverlauf im Pumpenarbeitsraum, der Elementdruck, dargestellt, wie er sich ohne die erfindungsgemäße Maßnahme mit dem Ausweichkolben 11 einstellen würde und wie er sich, als gestrichelte Linie dargestellt, sich mit der Wirkung des Ausweichkolbens 11 darstellt. Hierbei ist in einer ersten Ausführungsform die Vorspannung der Feder 12 so gewählt, daß in einem oberen Bereich des erreichbaren Druckes im Pumpenarbeitsraum die Ausweichbewegung des Ausweichkolbens einsetzt und somit verhindert, daß ein zu hoher Druck im Pumpenarbeitsraum entsteht. Wegen der Drosselwirkungen in dem hochdruckseitigen Leitungssystem wird in bekannter Weise bei niedriger Drehzahl eine niedrigere Förderrate mit einem niedrigeren End- Höchstdruck im Pumpenarbeitsraum erzielt und bei hoher Drehzahl eine hohe Förderrate mit einem entsprechend höheren End- Höchstdruck im Pumpenarbeitsraum. Dieser bei hoher Drehzahl entstehende hohe End- Höchstdruck wird nun durch die erfindungsgemäße Einrichtung mit Hilfe des Ausweichkolbens 12 reduziert. Diese Wirkung ist insbesondere auch bei Vollast besonders ausgeprägt, da auch der erreichbare End- Höchstdruck abhängt von dem Hochdruckverdrängungsvolumen des Pumpenkolbens. Bei Vollast ist der erreichte End- Höchstdruck größer als bei Teillast.The operation of the device described so far with the configuration according to FIG. 1 is as follows: During the suction strokes of the pump piston, in which no additional force acts on the adjusting piston, which would move the adjusting piston in support of the
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels der Erfindung nach Figur 1 kommt der Anschlag 14 zur Geltung. Wird die Vorspannung der vorgespannten Feder 12 geringer ausgelegt, so kann der Ausweichkolben 11 bereits bei einem niedrigeren Druck im Pumpenarbeitsraum entsprechend einer niedrigeren Einspritzrate beginnen auszuweichen. In diesem Falle kann man bei einem bestimmten Last- Drehzahlbereich eine Reduzierung der Einspritzrate über einen bestimmten Drehwinkelbereich des Nockenhubs erzielen. In diesem Bereich würde dann die Einspritzrate gemäß der Einspritzverlaufsdarstellung mit Ausweichkolben 11 (AWK) des Diagramms von Figur 3 über den Drehwinkel α mit geringerer Steigung verlaufen bis der Ausweichkolben an dem Anschlag 14 zur Anlage kommt. Ab diesem Punkt wird aus dem Arbeitsraum 7 keine Druckmittelmenge mehr entnommen, so daß nun der Druckanstieg entsprechend dem vorgegebenen Verhältnis mit der ursprünglichen, unbeeinflußten Einspritzrate fortgeführt wird. Mit der Federvorspannung und dem Ausweichweg AW kann somit eine bestimmte Einspritzverlaufsformung vorgenommen werden. Das führt zu einer vom Druck im Pumpenarbeitsraum gesteuerten vor allen Dingen auch für die Geräuschminderung im Niedriglastbereich wirksamen Reduzierung der Einspritzrate.In an alternative embodiment of the embodiment of the invention according to Figure 1, the
Am Ende des jeweiligen Hochdruckförderhubes des Pumpenkolbens sinkt der Druck im Arbeitsraum 7 und es kann der Ausweichkolben 11 wieder die zuvor entnommene Flüssigkeitsmenge in den Arbeitsraum zurückfördern, so daß er für den nächsten Hochdruckförderhub wieder in Bereitschaft gebracht ist. In dieser Phase erfolgt dann auch wiederum eine ggf. notwendige Korrektur des Arbeitsraumdruckes mit Hilfe des Magnetventils 18.At the end of the respective high-pressure delivery stroke of the pump piston, it drops the pressure in the
Wie die Figur 4 erkennen läßt, ist es auch möglich, bei einer der Darstellung nach Figur 1 ähnlichen Ausgestaltung statt eines Ausweichkolbens ein vorgespanntes Rückschlagventil 33 zu verwenden, das bei einem voreingestellten Druck öffnet. Auch mit einem solchen Rückschlagventil 33 ist der Druck in dem Arbeitsraum 7 durch Kraftstoffentnahme ab einem bestimmten, durch den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 33 eingestellten Schwellwert des Druckes im Arbeitsraum 7 bzw. im Pumpenarbeitsraum beeinflußbar. Damit ergibt sich ein Druckverlauf, wie er in Figur 8 im unteren Diagramm mit der gestrichelten Linie dargestellt ist. Die während des Förderhubs des Pumpenkolbens über das Rückschlagventil entnommene Kraftstoffmenge muß während der Saughubphase des Pumpenkolbens dann wieder über das Rückschlagventil 17 und die Drossel 19 aufgefüllt werden und mit Hilfe des Magnetventils 18 der Druck im Arbeitsraum 7 eingestellt werden, durch den der Verstellkolben 3 in die für den folgenden Förderhubbeginn richtige Stellung gebracht wird.As can be seen in FIG. 4, it is also possible to use a
Eine demgegenüber verbesserte Lösung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Abweichend von der Bauart nach der Figur 4 ist hier zusätzlich zum Magnetventil 18 und statt des Rückschlagventils 17 mit Drossel ein weiteres 2/2-Magnetventil 34 in die Druckmittelzuflußleitung 15 eingesetzt worden. Das zusätzliche Magnetventil 34 ermöglicht über einen großen Öffnungsquerschnitt ein schnelles Nachfüllen der über das Rückschlagventil 33 entwichenen Flüssigkeitsmenge. Vorzugsweise sind die beiden Magnetventile 18 und 34 so geschaltet, daß die Steuerung des Zulaufs und des Abflusses in der Saughubphase des Pumpenkolbens liegen.A solution which is improved in comparison to this is shown in FIGS. 5 and 6. In a departure from the design according to FIG. 4, in addition to the
Figur 6 zeigt die Zuordnung der Magnetventilöffnungsphasen des Magnetventils 34 (MV 34) und des Magnetventils 18 (MV 18) im Verhältnis zur Nockenerhebungskurve über den Drehwinkel α. Dabei werden die Magnetventile 34 und 18 gegensinnig derart angesteuert, daß für eine Druckerhöhung im Arbeitsraum 7 das Magnetventil 18 eine kürzere Zeit geöffnet ist als das Magnetventil 34. Die Magnetventile können auch komplementär zueinander gesteuert werden mit einem variablen Tastverhältnis, wobei mit der Variation des Tastverhältnisses die Öffnungszeit des einen Ventils zu Lasten des anderen Ventils verändert wird.FIG. 6 shows the assignment of the solenoid valve opening phases of the solenoid valve 34 (MV 34) and the solenoid valve 18 (MV 18) in relation to the cam elevation curve via the angle of rotation α. The
Für eine hochgenaue Druckverlaufsformung und eine Begrenzung des höchsten Enddruckes im Pumpenarbeitsraum ist ein Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 7 und 8 vorgesehen. Die bereits in den vorher beschriebenen Figuren enthaltenen Teile werden hier mit derselben Positionszahl belegt.An embodiment according to FIGS. 7 and 8 is provided for a highly precise pressure curve shaping and a limitation of the highest final pressure in the pump work space. The parts already contained in the previously described figures are assigned the same position number here.
Ein Zylinder 1, in dem der über den Bolzen 6 mit dem nicht gezeigten Rollenring gekoppelte Verstellkolben 2 angeordnet ist, ist über eine Leitung 8 an die Druckmittelzuflußleitung 15 und die Druckmittelabflußleitung 16 angeschlossen. In der Druckmittelzuflußleitung 15 liegt wiederum das 2/2-Magnetventil 34 und in der Druckmittelabflußleitung 16 das 2/2-Magnetventil 18. Zur Erfassung des Druckes im Pumpenarbeitsraum oder im diesen Druck ebenfalls repräsentierenden Arbeitsraum 7 ist ein Drucksensor 35 vorgesehen, der symbolisch in der Zeichnung in Figur 7 mit der Leitung 8 verbunden ist und andererseits mit einer nicht gezeigten Regeleinrichtung in Verbindung steht, über die in Abhängigkeit von Betriebsparametern, wie auch beim Ausführungsbeispiel nach Figur 5 die Magnetventile 18 und 34 gesteuert werden, um den gewünschten Druck im Arbeitsraum 7 zur Förderbeginneinstellung zu steuern. Auf diese Weise ist hier eine Regelung für den Druckverlauf im Pumpenarbeitsraum geschaffen, wobei die Öffnungsphase des Magnetventils 18 zum Zwecke der Kraftstoffentnahme während des Hochdruckförderhubs des Pumpenkolbens wie die Diagramme nach Figur 8 oben erkennen lassen, in die konstruktiv vorgegebene Hochdruckförderphase des Pumpenkolbens verschoben ist, und zwar so weit, bis der Elementdruck im Pumpenarbeitsraum bzw. im Arbeitsraum 7 auf die vorgegebene Grenzlinie P1 gemäß dem unteren Diagramm von Figur 8 abgesenkt ist. Das Rückschlagventil 33 vom Ausführungsbeispiel nach Figur 5 entfällt in diesem Fall.A
Schließlich ist es auch denkbar, als indirekte Regelung des höchst erreichbaren Druckes im Pumpenarbeitsraum eine Regelung der Spritzdauer über die Kraftstoffentnahme aus dem Arbeitsraum 7 vorzusehen. Das ist besonders kostengünstig, wenn an dem Einspritzventil für die Regelung des Förderbeginns über die Magnetventile 34 und 18 sowieso ein zum Beispiel den Nadelhub des Einspritzventils messender Sensor vorhanden ist, der dann auch die Einspritzdauer mißt.Finally, it is also conceivable to provide regulation of the spray duration via the fuel withdrawal from the
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