EP0733160B1

EP0733160B1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine zweitakt-brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP0733160B1
Application number: EP95928417A
Authority: EP
Inventors: Helmut Rembold; Gottlob Haag; Heinz Britsch; Heinz Stutzenberger; Uwe Mueller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1999-12-08
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: EP0733160A1; DE59507387D1; CN1135250A; JPH09505381A; DE4432635A1; US5609137A; WO1996008644A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 1. Es ist schon eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine bekannt (DE 903 389 C), die eine Einspritzpumpe besitzt, welche ein Regelglied aufweist, das einerseits vom Druck im Ansaugrohr und anderseits zusätzlich noch vom Druck im Kurbelkastengehäuse beaufschlagt wird. Durch die zusätzliche Druckbeaufschlagung mit dem Druck im Kurbelkastengehäuse soll bei zunehmender Verengung des Auspuffkanals durch eine sich dann einstellende Druckerhöhung im Kurbelkastengehäuse keine Erhöhung der Brennstoffzufuhr bewirkt werden. Diese zusätzliche, nicht durch die Drosselklappenverstellung bewirkte Druckerhöhung wird zum Einregeln der Einspritzpumpe im Sinne einer allmählichen Verkleinerung der je Arbeitstakt in den Verbrennungsraum einzuspritzenden Kraftstoffmenge benutzt.

Ferner wird im Sonderdruck aus MTZ, Motortechnische Zeitschrift, Jahrgang 13, Heft 10, Oktober 1952, eine Brennstoffeinspritzpumpe offenbart, die Brennstoff zu einem direkt in einen Brennraum der Zweitakt-Brennkraftmaschine einspritzenden Brennstoffeinspritzventil fördert. Die Brennstoffeinspritzpumpe ist in sogenannter Reihenpumpenbauart ausgebildet, bei der jeder Zylinder der Zweitakt-Brennkraftmaschine über ein separates Pumpenelement mit Brennstoff versorgt wird. Das Pumpenelement setzt sich aus einem Pumpenkolben und einem Pumpenzylinder zusammen. Der Pumpenkolben ist in dem Pumpenzylinder längsverschiebbar geführt und über ein Antriebselement von einer Nockenwelle der Zweitakt-Brennkraftmaschine angetrieben. Zum Steuern der Leistung der Zweitakt-Brennkraftmaschine wird eine in einem Drosselklappenstutzen drehbar gelagerte Drosselklappe betätigt, wozu ein Gestänge an der Drosselklappe vorgesehen ist, das mit einem Gaspedal oder mit einem Gashebel verbunden ist. Beim Betrieb der Zweitakt-Brennkraftmaschine stellt sich im Drosselklappenstutzen ein bestimmter Unterdruck ein, der von der Drehstellung der Drosselklappe abhängt, so daß dieser zur Regelung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe herangezogen werden kann. Im angegebenen Stand der Technik wird der Unterdruck stromabwärts der Drosselklappe entnommen und über eine Impulsdruckleitung zu einer Verstelleinrichtung geführt. Die Verstelleinrichtung ist Teil der Brennstoffeinspritzpumpe und regelt abhängig von dem im Drosselklappenstutzen herrschenden Unterdruck die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe. Zum Ändern der Fördermenge wird der Pumpenkolben gedreht, der an seiner äußeren Mantelfläche eine Ausnehmung besitzt, die in Form einer schräg verlaufenden Steuerkante ausgebildet ist. Der Pumpenkolben steuert mittels der Steuerkante eine im Pumpenzylinder ausgenommene und in einen Pumpenarbeitsraum des Pumpenkolbens mündende Steuerbohrung ab, wobei die Drehlage der Steuerkante bezüglich der Steuerbohrung das Förderende des Pumpenkolbens bestimmt. Durch die Lage des Pumpenkolbens im Pumpenzylinder wird der Nutzhub und damit die Fördermenge verändert.

Zum Drehen des Pumpenkolbens ist ein hülsenförmiges Regelelement vorgesehen, das in seinem Inneren eine zwei Längsschlitze aufweisende Öffnung hat, an denen ein am Pumpenkolben ausgebildeter Mitnehmer, beispielsweise in Form einer Kolbenfahne, axial verschiebbar gleitet und nur bei einer Drehung des Regelelements an den Längsschlitzen zum Drehen des Pumpenkolbens angreift. Zum Betätigen des Regelelements besitzt dieses beispielsweise an seiner Außenfläche ein angeklemmtes Zahnsegment, an dem eine quer zu einer Längsachse des Pumpenkolbens im Gehäuse der Brennstoffeinspritzpumpe untergebrachte Regelstange mit einer Außenverzahnung eingreift, um bei einer Längsverschiebung der Regelstange eine Drehung des Regelelements und des Pumpenkolbens zu bewirken. Im angegebenen Stand der Technik ist die Regelstange mit ihrem einen Ende an einer Membran einer Verstelleinrichtung angebracht, die abhängig vom Unterdruck im Drosselklappenstutzen die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe bestimmt. Hierzu trennt die Membran der Verstelleinrichtung zwei Druckräume, einen Anschlußdruckraum und einen Stelldruckraum, druckdicht voneinander ab, so daß bei einer Druckdifferenz zwischen Anschlußdruckraum und Stelldruckraum die Membran in Richtung des Druckgefälles bewegt wird. Bei sich bewegender Membran wird die an der Membran angebrachte Regelstange verschoben, wobei gleichzeitig das Regelelement gedreht wird, um eine Verstellung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe zu bewirken. Im angegebenen Stand der Technik wird der Stelldruckraum mit Umgebungsdruck und der Anschlußdruckraum mit Unterdruck des Drosselklappenstutzens beaufschlagt, so daß abhängig von der an der Membran anliegenden Druckdifferenz eine Verschiebung der Regelstange und über das Regelelement eine Drehung des Pumpenkolbens erfolgt.

Bei der beschriebenen Leistungsregelung der Zweitakt-Brennkraftmaschine mittels des Unterdrucks im Drosselklappenstutzen, ist jedoch nur äußerst aufwendig eine Anpassung der Fördermenge an sich ändernde Betriebsgrößen der Zweitakt-Brennkraftmaschine möglich. Hierzu sind zusätzliche Vorrichtungen notwendig. Beispielsweise kann der Einfluß des sich bei steigender geodätischer Höhenlage abnehmenden Umgebungsdrucks und damit abnehmender Luftfüllung der Zylinder der Zweitakt-Brennkraftmaschine nur mittels einem zusätzlichen Höhendruckfühler erfaßt werden. Weiterhin kann der Temperatureinfluß der von der Zweitakt-Brennkraftmaschine angesaugten Luft nur mittels eines Temperaturfühlers erfaßt werden, der in Verbindung mit der Brennstoffeinspritzpumpe die Fördermenge der Lufttemperatur entsprechend anpaßt. Üblicherweise wird der Temperaturfühler außerhalb der Brennstoffeinspritzpumpe im Drosselklappenstutzen untergebracht. Der Temperaturfühler ist mittels eines Gestänges mit der Regelstange der Brennstoffeinspritzpumpe verbunden, um diese abhängig von der Temperatur der angesaugten Luft ausgleichend zu betätigen, so daß eine Anpassung der Fördermenge an unterschiedliche Ansauglufttemperaturen erfolgt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß in einfacher Art und Weise eine Anpassung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe an sich ändernde Betriebsgrößen der Zweitakt-Brennkraftmaschine erfolgt, wobei sich insbesondere die Anteile schädlicher Abgasbestandteile und der Verbrauch der Zweitakt-Brennkraftmaschine deutlich reduzieren.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzvorrichtung möglich. Vorteilhafterweise ermöglicht eine im Kaltstart der Zweitakt-Brennkraftmaschine zuschaltbare Starteinrichtung eine weitere Senkung der schädlichen Abgasbestandteile.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein schematisches Funktionsbild einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung, Figur 2 einen Schnitt durch eine Brennstoffeinspritzpumpe gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, Figur 3 einen Schnitt durch die Brennstoffeinspritzpumpe entlang einer Linie III-III in Figur 2, Figur 4 einen Schnitt durch die Brennstoffeinspritzpumpe gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Figur 1 ist ein schematisches Funktionsbild einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 gezeigt, bei der eine Brennstoffeinspritzpumpe 2 zur Brennstoffversorgung einer im Schnitt teilweise dargestellten Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 vorgesehen ist. Die Brennstoffeinspritzpumpe 2 fördert Brennstoff zu einem an einem Zylinder 5 der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 vorgesehenen Brennstoffeinspritzventil 3, das den Brennstoff direkt in einen Brennraum 12 der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 einspritzt. Die Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 saugt dabei über ein Ansaugrohr 9 die zur Verbrennung notwendige Verbrennungsluft in einen Innenraum 10 eines Kurbelgehäuses 11 der Zweitakt-Brennkraftmaschine, aus dem sie über nicht näher dargestellte Überströmkanäle, von einem im Zylinder 5 verschiebbar untergebrachten Kolben 6 gesteuert, in den Brennraum 12 eintritt. Die bei der Verbrennung entstehenden Abgase werden über einen Auslaßkanal 14 aus dem Brennraum 12 abgeführt. Die Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 ist beispielsweise zum Antrieb handgeführter Antriebsgeräte, wie Motorkettensägen, Trennschleifer, Freischneidegeräte sowie von Mopeds, Motorbooten und Rasenmäher oder dergleichen vorgesehen. Eine Brennstoffvorförderpumpe 15 liefert Brennstoff zur Brennstoffeinspritzpumpe 2 und setzt sich, wie in der Figur 1, innerhalb einer gestrichelt dargestellten Linie gezeigt ist, aus einem Niederdruckpumpenteil 17 und einem dem Niederdruckpumpenteil 17 vorgeschalteten Saugpuffer 18 zusammen. Die Brennstoffvorförderpumpe 15 wird vom im Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 pulsierenden Innendruck im Kurbelgehäuse 11 der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 angetrieben, wozu eine Druckleitung 26 vorgesehen ist, die von einem von einer Membran 24 begrenzten Arbeitsraum 25 des Niederdruckpumpenteils 17 zum Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 führt. Die Membran 24 steuert über einen Stößel 27 eine Pumpenmembran 28, die eine Pumpenkammer 29 begrenzt. Die Pumpenkammer 29 steht über ein Saugventil 30 mit einem Brennstoffzulauf 31 in Verbindung, der aus einem Brennstoffbehälter 32 den Brennstoff zuführt. Über ein Druckventil 33 und eine Niederdruckleitung 34 wird der Brennstoff in Richtung eingezeichneter Pfeile 39 zu einem Niederdruckanschluß 35 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 geführt, wobei von dem Niederdruckpumpenteil 17 überschüssig geförderter Brennstoff in Richtung eingezeichneter Pfeile 40 in einer vorgesehenen Brennstoffrücklaufleitung 37 über ein Rücklaufventil 36 von der Brennstoffeinspritzpumpe 2 zum Brennstoffbehälter 32 zurückströmt.

Die Brennstoffeinspritzpumpe 2 und das Brennstoffeinspritzventil 3 entsprechen in ihrem prinzipiellen Aufbau bekannter Dieseltechnologie. Da der Brennstoff nicht mehr über einen sonst üblichen Vergaser in das Ansaugrohr 9 in Form eines mit Öl vermischten Brennstoff-Luft-Gemisches in den Brennraum 12 eingeführt wird, sondern direkt in den Brennraum 12 eingespritzt wird und daher nicht mehr mit einer Zylinderinnenwand 41 der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 in Berührung kommt, ist eine Schmierölpumpe 42 erforderlich. Die Schmierölpumpe 42 fördert Öl zum Kurbelwellenlager, Pleuellager, Kolbenbolzenauge und insbesondere an die Zylinderinnenwand 41. Die Schmierölpumpe 42 wird beispielsweise von einer in der Figur 1 gestrichelt dargestellten Kurbelwelle 43 der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 angetrieben, welche über ein Pleuel 44 die Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens 6 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 43 wandelt. Die Schmierölpumpe 42 besitzt zum Pumpen des Öls eine Förderschnecke, die an ihrem Ende beispielsweise eine Kegelverzahnung hat. Die Kegelverzahnung greift in eine an der Kurbelwelle 43 vorgesehene Stirnverzahnung ein, um das Öl mittels der Förderschnecke aus einem Ölbehälter 45 und beispielsweise vorgesehene Ölfilter 46 über ein Druckventil 47 zu fördern. In den Ausführungsbeispielen ist die Brennstoffeinspritzpumpe 2 als sogenannte Steckeinspritzpumpe ausgebildet. Wie in der Figur 2 dargestellt ist, bilden ein Pumpenkolben 55 und ein Pumpenzylinder 56 ein einzelnes Pumpenelement, welches den Brennstoff zur beispielsweise einzylindrig ausgebildeten Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 fördert. Es ist auch möglich, die Brennstoffeinspritzpumpe in sogenannter Reihenpumpenbauart auszubilden, bei der für jeden Zylinder ein einzelnes Pumpenelement vorgesehen ist, welche in Reihe hintereinanderliegend angeordnet in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden. Wie in der Figur 1 dargestellt ist, wird die Brennstoffeinspritzpumpe 2 in bekannter Weise von einem an der Kurbelwelle 43 angebrachten Nocken 53 über ein Antriebselement 50 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 angetrieben. Wie in der Figur 2 dargestellt ist, setzt sich das Antriebselement 50 aus einem in einer Hülse 61 längsverschiebbaren Stößel 51 zusammen, der über einen Federteller 52 und über eine Kolbenfeder 54 an den Nocken 53 der Kurbelwelle 43 angedrückt wird, um durch die exzentrische Form des Nockens 53 den Stößel 51 auf- und abwärts zu bewegen. Durch die Formgebung des Nockens 53 ist es weiterhin möglich, die Dauer der Brennstoffeinspritzung, die Leistung und die Geschwindigkeit der Förderung der Brennstoffeinspritzpumpe 2 einzustellen.

Der Stößel 51 treibt den Pumpenkolben 55 an, um Brennstoff über eine Förderleitung 60 zum Brennstoffeinspritzventil 3 zu fördern. Hierzu ist der Pumpenkolben 55 entlang einer mittig durch den Pumpenkolben 55 verlaufenden Längsachse 67 längsverschiebbar im Pumpenzylinder 56 untergebracht und begrenzt mit einer im Pumpenzylinder 56 gelegenen Endstirnfläche 57 einen Pumpenarbeitsraum 58 im Pumpenzylinder 56. Der Pumpenkolben 55 ist mit äußerster Genauigkeit in den Pumpenzylinder 56 eingepaßt, so daß der Pumpenkolben 55 selbst bei hohen Drücken und niedrigen Drehzahlen der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 dichthält und keine weitere Dichtung nötig ist. Der Pumpenkolben 55 ist an seinem unteren Ende über ein Kopfstück 62 am Stößel 51 frei drehbar gehalten, wobei die Kolbenfeder 54 über den am Pumpenzylinder 56 gehaltenen Federteller 52 an einem Kopfteller 59 im Bereich seines Kopfstücks 62 angreift, so daß beim Arbeitshub des Pumpenkolbens 55 die Kolbenfeder 54 gespannt wird. Die Kolbenfeder 54 führt nach dem Arbeitshub den Pumpenkolben 55 wieder in seine Ausgangslage zurück, wobei die Kolbenfeder 54 den Stößel 51 dauernd gegen den Nocken 53 drückt, so daß dieser nicht vom Nocken 53 abhebt oder Sprünge macht.

In den Pumpenarbeitsraum 58 mündet eine Steuerbohrung 65 und eine Ablaufbohrung 66, die entlang einer quer zur Längsachse 67 orientierten Steuerachse 75 zueinander fluchtend aus dem Pumpenzylinder 56 ausgenommen sind. Der Pumpenzylinder 56 und der innenliegende Pumpenkolben 55 sind in einem Gehäuse 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 untergebracht. Von dem in Figur 1 dargestellten Niederdruckpumpenteil 17 strömt geförderter Brennstoff über den Niederdruckanschluß 35 zum in Figur 2 dargestellten Pumpenkolben 55 in einen zwischen dem Gehäuse 70 und dem Pumpenzylinder 56 gelegenen Ringraum 69 und von diesem zur Steuerbohrung 65. Die Ablaufbohrung 66 ist beispielsweise ebenfalls mit dem Ringraum 69 und mit der Steuerbohrung 65 verbunden, um den bei der Förderung des Pumpenkolbens 55 abgesteuerten Brennstoff zum Beispiel über einen mit der Ablaufbohrung 66 verbundenen, nicht näher dargestellten Ablaufanschluß am Gehäuse 70 in die Brennstoffrücklaufleitung 37 abzugeben, in welcher der Brennstoff zum Brennstoffbehälter 32 zurückströmt. Der Pumpenkolben 55 hat zum Absteuern des Brennstoffs eine Bohrung 71, die zentrisch im Pumpenkolben 55 ausgenommen ist und eine aus einer Mantelfläche 72 des Pumpenkolbens 55 ausgenommene Steuerkante 73. Die Steuerkante 73 ist in der Figur 2 teilweise sichtbar dargestellt und beispielsweise als sogenannte oben liegende Steuerkante 73 ausgebildet. Die Bohrung 71 erstreckt sich von der Endstirnfläche 57 in Richtung des Stößels 51, beispielsweise parallel zur Längsachse 67 bis zur Steuerkante 73, die schräg zur Längsachse 67 verläuft.

Der Aufbau und die Arbeitsweise einer mit einem Pumpenkolben 55 mit Steuerkante 73 und Steuerbohrung 65 arbeitenden Brennstoffeinspritzpumpe 2 ist dem Fachmann aus der Dieseltechnologie bekannt und wird daher im folgenden nur kurz beschrieben. Der über die Steuerbohrung 65 in den Pumpenarbeitsraum 58 einströmende Brennstoff wird vom Pumpenkolben 55 bei seiner nach oben gerichteten Bewegung verdichtet, wobei ein den Pumpenarbeitsraum 58 begrenzendes Druckventil 85 zunächst geschlossen bleibt. Dabei beaufschlagt eine Druckfeder 87 des Druckventils 85 einen beispielsweise in Form einer Kugel ausgebildeten Ventilschließkörper 86, so daß eine Verbindung 76 vom Pumpenarbeitsraum 58 zu einer in einem Förderteil 77 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 vorgesehenen Förderbohrung 63 geschlossen wird. Nach dem Förderbeginn des Pumpenkolbens 55 öffnet der Ventilschließkörper 86 bei einem von der Druckfeder 87 vorgebbaren Druck, damit Brennstoff vom Pumpenarbeitsraum 58 zur Verbindung 76 und am Druckventil 85 vorbei in die Förderbohrung 63 gelangt. Anschließend strömt der Brennstoff von der Förderbohrung 63 in die an die Förderbohrung 63 angeschlossene Förderleitung 60 zum Brennstoffeinspritzventil 3.
Die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 läßt sich durch die Drehstellung der Steuerkante 73 des Pumpenkolbens 55 zur Ablaufbohrung 66 einstellen, wobei die Steuerkante 73 bekanntermaßen den Zeitpunkt des Förderendes des in den Pumpenarbeitsraum 58 über die Steuerbohrung 65 eingeströmten Brennstoffs absteuert, so daß der Förderhub des Pumpenkolbens 55 und damit die Fördermenge durch Verdrehen des Pumpenkolbens 55, beziehungsweise der Steuerkante 73, einstellbar ist. Im Ausführungsbeispiel fördert die Brennstoffeinspritzpumpe 2 Brennstoff mit einem Druck von etwa 35 bar in die Förderleitung 60 zum Brennstoffeinspritzventil 3.

Zum Drehen des Pumpenkolbens 55 dient ein drehbares Regelelement 80, das beispielsweise in Form einer den Pumpenkolben 55 teilweise umfassenden Regelhülse ausgebildet ist. Das Regelelement 80 wird von der Kolbenfeder 54 und dem Federteller 52 an den Pumpenzylinder 56 angedrückt. Die Verbindung des Regelelements 80 mit dem Pumpenkolben 55 ist dabei derart gestaltet, daß eine axiale Verschiebbarkeit des Pumpenkolbens 55 stets möglich ist, wohingegen bei einer Drehung des Regelelements 80 auch eine Drehung des Pumpenkolbens 55 erfolgt. Hierzu sind beispielsweise zwei Längsschlitze aus einer Innenwandung des Regelelements 80 ausgearbeitet, in denen ein Kolbenmitnehmer 74, eine sogenannte Kolbenfahne, axial gleitend geführt ist, die bei einer Drehung an den Längsschlitzen des Regelelements 80 angreift, um eine entsprechende Drehung des Pumpenkolbens 55 zu bewirken.

Wie in der Figur 3, einer Schnittdarstellung entlang einer Linie III-III in Figur 2, dargestellt ist, besitzt das Regelelement 80 an seiner Außenfläche 81 eine Eingriffsnut 83, die sich in die Zeichenebene der Figur 3 hinein erstreckt und beispielsweise wenigstens teilweise in Richtung der Längsachse 67 verläuft. In die Eingriffsnut 83 greift ein Eingriffskörper 84 ein, der mit einer Regelstange 82 verbunden ist. Die Regelstange 82 erstreckt sich im Innern des Gehäuses 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2, versetzt zum Regelelement 80, entlang einer quer zur Längsachse 67 verlaufenden Querachse 68. Der Eingriffskörper 84 ist beispielsweise in Form eines Kugelkopfes oder eines Stiftes ausgebildet und steht von einer Außenfläche 88 der Regelstange 82 ab. Der Eingriffskörper 84 greift in die Eingriffsnut 83 des Regelelements 80 ein, um bei einer Verschiebung der Regelstange 82 eine Drehung des Regelelements 80 und des Pumpenkolbens 55 zu bewirken.

Die Regelstange 82 ist im Innern des Gehäuses 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 mittels zwei Lagern 91, 92, beispielsweise Gleitlagern, gelagert. Wie in der Figur 3 dargestellt ist, ist die Regelstange 82 mit ihrem linken Ende 93 an einer Membran 94 einer Verstelleinrichtung 90 befestigt. Die Membran 94 trennt zwei Druckräume druckdicht voneinander. Im folgenden wird der in Figur 3 links der Membran 94 dargestellte Druckraum als Anschlußdruckraum 96 und der in der Figur 3 rechts der Membran 94 dargestellte Druckraum als Stelldruckraum 97 bezeichnet. Der Anschlußdruckraum 96 ist über einen Impulsdruckanschluß 99 mit einer Impulsdruckleitung 100 verbunden. Der Stelldruckraum 97 ist beispielsweise über eine im Stelldruckraum 97 vorgesehene Öffnung 101 und über einen an der Öffnung 101 vorgesehenen Filter 102 im Gehäuse 70 mit einem in der Figur 3 nicht dargestellten Anschluß beispielsweise mit der Atmosphäre verbunden. Wie im Ausführungsbeispiel in Figur 1 dargestellt ist, kann die Öffnung 101 aber auch über einen nicht näher dargestellten Anschluß mit einer Startdruckleitung 104 verbunden werden, die zu einer Starteinrichtung 105 führt, deren Aufgabe und Funktion an späterer Stelle des Ausführungsbeispiels näher erläutert wird.

Zur Anbindung der Regelstange 82 an die Membran 94 ist beidseitig der Membran 94 ein Anschlußstück 106 angebracht, das mit einem im Stelldruckraum 97 gelegenen Endstück der Regelstange 82 verbunden ist. An einer dem Regelelement 80 zugewandten Seite des Anschlußstücks 106 ist ein Bimetallscheibenpaar 107 vorgesehen, das einen Endbereich der Regelstange 82 umfaßt und von einem Federteller 108 mittels einer Druckfeder 109 an das Anschlußstück 106 angedrückt wird. Das Bimetallscheibenpaar 107 setzt sich aus beispielsweise zwei miteinander verbundenen Metallscheiben zusammen, die einen unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Bei einer Erwärmung der Metallscheiben verbiegen sich diese, so daß die Druckfeder 109 zusammengeschoben, beziehungsweise stärker belastet wird. Die Druckfeder 109 stützt sich über den Federteller 108 und das Bimetallscheibenpaar 107 mit dem Anschlußstück 106 an einer Seite der Membran 94 und an der gegenüberliegenden Seite über einen Stützring 110 an einem Absatz 103 ab. Der Absatz 103 ist im Bereich des in Figur 3 links dargestellten Lagers 91 im Stelldruckraum 97 ausgebildet. Die Membran 94 wird von der Druckfeder 109 derart beaufschlagt, das diese bei etwa gleich großen Drücken im Anschlußdruckraum 96 und im Stelldruckraum 97 mit dem im Anschlußdruckraum 96 liegenden Anschlußstück 106 an einer in den Anschlußdruckraum 96 hineinragenden Leerlaufeinstellschraube 111 anliegt.

Bei einer Druckbeaufschlagung des Anschlußdruckraums 96 mit höherem Druck als dem im Stelldruckraum 97 herrschenden Umgebungsdruck, wird die Membran 94 entgegen der Kraft der Druckfeder 109, in der Figur 3 nach rechts bewegt, so daß das im Anschlußraum 96 liegende Anschlußstück 106 von einem in den Anschlußdruckraum 96 hineinragenden Ende der Leerlaufeinstellschraube 111 abhebt. Bei sich bewegender Membran 94 wird die mit der Membran 94 verbundene Regelstange 82 nach rechts verschoben, wobei der Eingriffskörper 84 das Regelelement 80 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und den in Figur 2 dargestellten Pumpenkolben 55 dreht, um dadurch die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 zu erhöhen. Bei nachlassender Druckdifferenz verschiebt die Druckfeder 109 die Membran 94, so daß die Regelstange 82 wieder in ihre Ausgangsstellung gelangt, beziehungsweise das Anschlußstück 106 an der Leerlaufeinstellschraube 111 anliegt. Durch Hinein- oder Herausschrauben der Leerlaufeinstellschraube 111 kann daher eine Einstellung der Mindestfördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2, beziehungsweise eine Einstellung der Leerlaufdrehzahl der Zweitakt-Brennkraftmaschine erfolgen.

Das zweite Lager 92 ist an einem in der Figur 3 rechts dargestellten Ende 95 der Regelstange 82 im Gehäuse 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 untergebracht und wird von einer schraubbaren Lagerhülse 112 gehalten. Hierzu hat die Lagerhülse 112 an ihrer Außenfläche ein Außengewinde, um gehäusefest in ein Innengewinde des Gehäuses 70 eingeschraubt zu werden, das sich von einer Stirnfläche 114 des Gehäuses 70 in Richtung des Regelelements 80 über das Lager 92 hinaus erstreckt. Im eingeschraubten Zustand der Lagerhülse 112 liegt dabei ein Abschlußstück 116 der Lagerhülse 112 an der Stirnfläche 114 am Gehäuse 70 an, wobei zwischen dem in Figur 3 rechts dargestellten Ende 95 der Regelstange 82 und einer der Regelstange 82 zugewandten Innenwand 117 der Lagerhülse 112 ein axialer Freiraum 118 ausgespart bleibt. Der axiale Freiraum 118 ist erforderlich, um eine Bewegung der Regelstange 82 entlang der Querachse 68 zu ermöglichen. In den Freiraum 118 ragt eine in ein Gewinde des Abschlußstücks 116 der Lagerhülse 112 eingeschraubte Einstellschraube 119, die von einer Kontermutter 120 am Abschlußstück 116 der Lagerhülse 112 verdrehsicher gehalten wird. Die Einstellschraube 119 ist vorgesehen, um eine maximale Verschiebung der Regelstange 82 in Richtung der Querachse 68 zu begrenzen, die bei einer maximalen Druckbeaufschlagung im Anschlußdruckraum 96 auftritt. Bei der maximalen Druckbeaufschlagung im Anschlußdruckraum 96 wird die Regelstange 82 in Figur 3 und 4 nach rechts verschoben, bis die Regelstange 82 mit einer Stirnfläche 98 mit ihrem rechten Ende 95 an der Einstellschraube 119 anstößt, so daß durch Hinein- oder Herausschrauben der Einstellschraube 119 der maximal verschiebbare Weg der Regelstange 82, die maximale Verdrehung des Regelelements 80 und damit eine maximale Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2, einstellbar ist.

Bei einer Erwärmung des Bimetallscheibenpaares 107 erfolgt eine Verkürzung der Einspannlänge der Druckfeder 109, wodurch sich eine erhöhte Federkraft der Druckfeder 109 ergibt, so daß ein größerer Druckunterschied zwischen Überdruck im Anschlußdruckraum 96 und Umgebungsdruck im Stelldruckraum 97 notwendig ist, um die Regelstange 82 zu verschieben. Das Bimetallscheibenpaar 107 bewirkt bei steigender Temperatur im Anschlußdruckraum 96, beispielsweise aufgrund einer Temperaturerhöhung im Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 (Figur 1) oder bei steigender Temperatur im Stelldruckraum 97, beispielsweise aufgrund steigender Umgebungstemperatur, eine verringerte Verschiebung der Regelstange 82 bei gleichbleibendem Druckunterschied im Anschlußdruckraum 96 und Stelldruckraum 97, so daß entsprechend weniger Brennstoff von der Brennstoffeinspritzpumpe 2 zum Brennstoffeinspritzventil 3 gefördert wird.

Der in Figur 3 und 4 dargestellte Stelldruckraum 97 ist im Ausführungsbeispiel mittels eines nicht näher dargestellten Anschlusses am Gehäuse 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 mit der in Figur 1 dargestellten Starteinrichtung 105 verbunden. Die Starteinrichtung 105 ist über eine Anschlußdruckleitung 115 an das Ansaugrohr 9 stromabwärts einer Drosselklappe 20 angeschlossen. Die Drosselklappe 20 dient bekanntermaßen zur Leistungsregelung der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 und ist um eine Welle verschwenkbar im Ansaugrohr 9 gelagert. Die Drosselklappe 20 kann beispielsweise mittels eines nicht näher dargestellten Gestänges, beispielsweise mit einem Gaspedal oder mit einem Gashebel, betätigt werden. Die Starteinrichtung 105 wird nur in der Kaltstartphase der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 beispielsweise manuell zugeschaltet, um den sich beim Betrieb der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 im Ansaugrohr 9 einstellenden Unterdruck über die Anschlußdruckleitung 115 zur Starteinrichtung 105 und von dieser über die Startdruckleitung 104 dem Stelldruckraum 97 der Verstelleinrichtung 90 zuzuführen. Durch den anstelle des Umgebungsdrucks im Stelldruckraum 97 herrschenden Unterdruck ergibt sich folglich eine höhere Druckdifferenz zwischen dem Überdruck im Anschlußdruckraum 96 und dem Unterdruck im Stelldruckraum 97, wodurch die Regelstange 82 stärker ausgelenkt wird, so daß bei betätigter Starteinrichtung 105 die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 erhöht wird. Nach der beim Betrieb einsetzenden Erwärmung der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 kann die Starteinrichtung 105 wieder abgeschaltet werden. Beim Abschalten der Starteinrichtung 105 wird die Startdruckleitung 104 zur Umgebung geschaltet, so daß sich wieder Umgebungsdruck im Stelldruckraum 97 einstellt, der die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 nach der Kaltstartphase verringert.

Wie in der Figur 1 dargestellt ist, führt die Impulsdruckleitung 100 zu einer Steueröffnung 125. Die Steueröffnung 125 ist aus der Zylinderinnenwand 41 des Zylinders 5 ausgenommen. Korrespondierend zur Steueröffnung 125 ist aus einer Kolbenumfangswandung 126 des Kolbens 6 eine Kolbenöffnung 127 ausgenommen, die eine Verbindung zum Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 hat. Bei einer bestimmten Stellung des Kolbens 6 im Zylinder 5 münden die Steueröffnung 125 und die Kolbenöffnung 127 ineinander, so daß der Innendruck im Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 über die Impulsdruckleitung 100 dem Anschlußdruckraum 96 der Verstelleinrichtung 90 zugeführt wird. Da der Kolben 6 bei der Aufwärtsbewegung in Richtung seines oberen Totpunktes (OT) einen Unterdruck im Innenraum 10 des Kurbelgehäuses 11 erzeugt, der nicht dem Anschlußdruckraum 96 zugeführt werden soll, ist ein Ventil 128 erforderlich, welches den Unterdruckanteil des pulsierenden Innendrucks im Kurbelgehäuse 11 abschneidet. Das Ventil 128 ist beispielsweise in der Impulsdruckleitung 100 angeordnet und nimmt bei Überdruck in der Impulsdruckleitung 100 bei der nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 6 in Richtung seines unteren Totpunktes (UT) eine Offenstellung ein und ist ansonsten geschlossen. Durch geeignete Wahl der Lage der Steueröffnung 125 im Zylinder 5 kann ein bestimmter Bereich des Innendruckes im Kurbelgehäuse 11, beispielsweise 15° bis 60° vor dem Erreichen des unteren Totpunktes (UT) des Kolbens 6 ausgewählt und über die Steueröffnung 125 und die Impulsleitung 100 dem Anschlußdruckraum 96 zugeführt werden. Der dem Anschlußdruckraum 96 zugeführte Überdruck des Kurbelgehäuses 11 übersteigt den Umgebungsdruck im Stelldruckraum 97, so daß die Membran 94 der Verstelleinrichtung 90 in Richtung des Druckgefälles bewegt wird. Die bewegte Membran 94 verschiebt die Regelstange 82, in Figur 3 und 4 nach rechts, wobei das Regelelement 80 gedreht wird. Mittels einer parallel zum Ventil 128 geschalteten Drossel 129, die beispielsweise den Druck in der Impulsdruckleitung 100 regelt und einer zweiten, vor dem Ventil 128 geschalteten Drossel 130 kann eine Feindosierung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 durchgeführt werden. Da nur der Druckunterschied zwischen dem Überdruck im Kurbelgehäuse 11 und dem Umgebungsdruck zur Steuerung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 herangezogen wird, kann der Einfluß sich ändernden Umgebungsdrucks, beispielsweise aufgrund einer geodätischen Höhenänderung, durch eine entsprechende Änderung der Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 kompensiert werden. Die Auswahl der Lage der Steueröffnung 125 im Zylinder 5, beziehungsweise der Lage der korrespondierend angeordneten Kolbenöffnung 127 hat derart zu erfolgen, daß ein weite Betriebsbereiche der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 kennzeichnender Innendruck im Kurbelgehäuse 11 gefunden wird, bei dem durch die stets optimal angepaßte Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe 2 ein einwandfreies Betriebsverhalten der Zweitakt-Brennkraftmaschine 4 mit optimaler Verbrennung und geringen Abgasemissionen möglich ist. Dabei hat sich herausgestellt, daß dies mit einer Steueröffnung 125 möglich ist, die etwa im Umfangsbereich des Ansaugrohres 9 aus der Zylinderinnenwand 41 ausgenommen wird. Gegebenenfalls ist es auch vorteilhaft, mehrere Steueröffnungen an verschiedenen Stellen der Zylinderinnenwand 41 vorzusehen, die beispielsweise entlang einer gemeinsamen Linie angeordnet sind, um von einer gemeinsamen Kolbenöffnung oder auch mehreren Kolbenöffnungen angesteuert zu werden. Es ist auch denkbar, mehrere Steueröffnungen in der Zylinderinnenwand 41 vorzusehen, welche teilweise zeitgleich oder auch nacheinander von korrespondierend vorgesehenen Kolbenöffnungen angesteuert werden können.

Die Figur 4 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 mit Brennstoffeinspritzpumpe 2, wobei alle gleichen oder gleichwirkenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen der Figuren 1 bis 3 gekennzeichnet sind. Abweichend gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 3, ist die Druckfeder 109 in Figur 4 im Bereich des rechten Endes 95 der Regelstange 82 untergebracht. Ohne die Lagerhülse 112 des ersten Ausführungsbeispiels zu verwenden, ist das rechte Lager 92 in einer im Gehäuse 70 vorgesehen Lagerausnehmung 137 untergebracht. Mit dem rechten Ende 95 der Regelstange 82 ist ein Federteller 135 verbunden, an dem sich die Druckfeder 109 abstützt. Die Druckfeder 109 ist in einer gestuften Hülse 132 untergebracht, die mit einem Außengewinde in ein sich von der Stirnfläche 114 des Gehäuses 70 der Brennstoffeinspritzpumpe 2 bis zum rechten Lager 92 erstreckendes Innengewinde eingeschraubt wird. Die Druckfeder 109 umfaßt teilweise die in der Hülse 132 untergebrachte Einstellschraube 119 und stützt sich mit einem Stützring 131 gegen das Bimetallscheibenpaar 107 ab, das gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel in einem von der Hülse 132 und von einem Einschraubteil 138 der Hülse 132 gebildeten Innenraum 136 untergebracht ist. Das Bimetallscheibenpaar 107 stützt sich gegen das Einschraubteil 138 ab, das zum Beispiel mittels eines Innengewindes in die Hülse 132 eingeschraubt wird. Die Einstellschraube 119 ist ebenfalls in ein am Einschraubteil 138 vorgesehenes Innengewinde eingeschraubt und mittels einer Kontermutter 120 verdrehsicher gehalten. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Federteller 135 und der Einstellschraube 119 ein Freiraum 118 vorhanden, der eine Verschiebung der Regelstange 82 ermöglicht. Der Freiraum 118 kann durch Hinein- oder Herausschrauben der Einstellschraube 119 verändert werden, so daß mittels der Einstellschraube 119 die maximale Verschiebung der Regelstange 82 einstellbar ist.

Claims

Brennstoffeinspritzvorrichtung (1) für eine Zweitakt-Brennkraftmaschine (4), mit einer Brennstoffeinspritzpumpe (2), die einen über ein Antriebselement (50) von einer in einem Kurbelgehäuse (11) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) untergebrachten Kurbelwelle (43) angetriebenen und in einem Pumpenzylinder (56) längsverschiebbar geführten Pumpenkolben (55) hat, der mit seiner Endstirnfläche (57) einen Pumpenarbeitsraum (58) begrenzt und der an seiner Mantelfläche (72) eine schräg verlaufende Steuerkante (73) aufweist, die den aus dem Pumpenarbeitsraum (58) zu einem Brennstoffeinspritzventil (3) geförderten Brennstoff steuert, das den Brennstoff direkt in einen Brennraum (12) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) einspritzt, wobei die Fördermenge der Brennstoffeinspritzpumpe (2) durch Verdrehen des Pumpenkolbens (55) mittels eines mit dem Pumpenkolben (55) verbundenen Regelelements (80) erfolgt, das über eine in einem Gehäuse (70) der Brennstoffeinspritzpumpe (2) untergebrachte und mit dem Regelelement (80) verbundene Regelstange (82) von einer Verstelleinrichtung (90) betätigbar ist, die eine Membran (94) hat, welche zwei Druckräume (96, 97) voneinander trennt und mit welcher die Regelstange (82) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Druckraum (96) über eine Impulsdruckleitung (100) ausschließlich von dem in dem Kurbelgehäuse (11) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (2) herrschenden Innendruck und der andere Druckraum (97) zumindest außerhalb der Startphase der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) von dem Umgebungsdruck beaufschlagt wird.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsdruckleitung (100) an eine aus einer Zylinderinnenwand (41) ausgenommenen Steueröffnung (125) eines Zylinders (5) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) angeschlossen ist, welche bei Überdeckung mit einer aus einer Kolbenumfangswandung (126) eines Kolbens (6) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) ausgenommenen Kolbenöffnung (127), die zum Kurbelgehäuse (11) hin offen ist, zeitweise eine Druckverbindung zum Innendruck im Kurbelgehäuse (11) herstellt.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Impulsdruckleitung (100) ein Ventil (128) vorgesehen ist, das bei Überdruck im Kurbelgehäuse (11) zur Verstelleinrichtung (90) hin öffnet.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Drosseln (129, 130) in der Impulsdruckleitung (100) angeordnet sind.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Drosseln (129, 130) druckregelbar ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verstelleinrichtung (90) eine Druckfeder (109) vorgesehen ist, deren Federkraft von einem Bimetallelement (107) änderbar ist.
Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Starteinrichtung (105) vorgesehen ist, welche wahlweise eine Druckverbindung (104, 115) des Druckraums (97) mit dem Druck in einem Ansaugrohr (9) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) oder mit dem Umgebungsdruck herstellt, wobei nur in der Startphase der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) der von der Membran (94) begrenzte Druckraum (97) über die Druckverbindung (104, 115) an das Ansaugrohr (9) der Zweitakt-Brennkraftmaschine (4) angeschlossen ist, der ansonsten vom Umgebungsdruck beaufschlagt wird.