WO1990015925A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe für brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzpumpe für brennkraftmaschinen Download PDF

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Wolfgang Fehlmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/44—Details, components parts, or accessories not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M59/02 - F02M59/42; Pumps having transducers, e.g. to measure displacement of pump rack or piston

Definitions

  • the invention is based on a fuel injection pump for internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • Such a fuel injection pump is already known from DE-OS 33 36 871.
  • This fuel injection pump has a pump and distributor piston as well as a lifting disk driving it in a rotary-stroke movement.
  • the lifting disk which is non-rotatably connected to a drive shaft, receives its lifting movement as a result of the rolling of end cams arranged on the lifting disk onto rollers of a fixed roller ring.
  • the fuel injection pump is provided with a rotary encoder which has marks arranged on the circumference of a part rotating synchronously with the drive shaft and a detector scanning the marks.
  • the detector is attached to the roller ring, which can be rotated by an injection adjuster for the purpose of adjusting the injection timing.
  • the roller ring and the drive shaft are not supported against each other, so that the two parts can perform uncontrolled relative movements to one another which are superimposed on the actual rotary movement and thus falsify the measurement result.
  • the fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that uncontrolled relative movements between these two parts are prevented by the bearing between the rotatable part of the cam drive and the drive shaft and high accuracy in the detection of the speed and the rotational position the drive shaft is achieved.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
  • the figure shows a fuel injection pump as a longitudinal section.
  • the figure shows a fuel injection pump of the distributor type for a diesel internal combustion engine.
  • a drive shaft 11 is mounted in the housing 10 of the injection pump.
  • This is coupled to a lifting disk 12 which is arranged transversely to the axis of the drive shaft 11 and which, as part of a cam drive, carries a cam track 13 with front cam elevations 14.
  • the running surface of the lifting disk 12 rests on rollers 16 which are held in a roller ring 17 which also belongs to the cam drive.
  • This is rotatably mounted in a cylindrical recess of the housing and is supported axially fixed to the housing on a base part of the recess. Due to the rotationally fixed connection of the lifting disk 12 to the drive shaft 11 and the end cams 14 rolling on the rollers 16, the lifting disk 12 executes a rotating-lifting movement.
  • a pump working space 23 is delimited in the cylinder liner 19 by the pump piston 21 on the one hand and a solenoid valve 22 inserted into the cylinder liner 19 on the other hand.
  • the pump working chamber 23 can be connected to the pump interior 28 via channels 24 and 25 in the solenoid valve 22 and a fuel channel 27 in the cylinder liner 19.
  • the passage of the channels 24 and 25 in the solenoid valve 22 can be closed by a valve closing element (not shown), so that the pump working space 23 is separated.
  • the solenoid valve 22 is actuated by a control unit (not shown) which operates in dependence on parameters which are to be taken into account for the measurement and the timing of the fuel injection quantity and which can contain a map for this purpose in which setpoint values for the fuel to be injected Amount of fuel are included.
  • a control unit not shown
  • fuel flows through the fuel channel 27 and the channels 24 and 25 in the solenoid valve 22 from the pump interior 28 into the pump work chamber 23 when the valve is open.
  • the pump interior 28 is driven by a vane cell feed pump 29 driven by the drive shaft 11 supplied with fuel from a fuel tank.
  • the passage between the channels 24 and 25 in the solenoid valve 22 is closed at a point in time determined by the control device, and thus the pump work chamber 23 is closed, so that pressure builds up in the pump work chamber 23 and fuel is supplied via an axial relief channel 20 in the pump piston ⁇ ben and a distributor opening 31 connected to it a delivery line 32 leading to a cylinder of the internal combustion engine is pressed.
  • the passage between the channels 24 and 25 is opened again and the pressure delivery into the delivery line 32 is thus interrupted and the injection is ended.
  • the fuel delivered by the pump piston 21 until it reaches its top dead center then flows back into the pump interior 28 via the channels 24 and 25 and the fuel channel 27.
  • An injection adjuster 33 is also provided in the injection pump, which adjusts the injection timing in the direction of increasing speed.
  • the injection adjuster 33 rotates the roller ring 17 in the circumferential direction, so that the lifting movement of the lifting disk 12 takes place earlier in relation to the angle of rotation of the drive shaft 11.
  • the control device To control the solenoid valve 22, the control device requires signals relating to the rotational speed and the rotational position of the drive shaft 11. These signals are obtained via a rotary position sensor 34, of which a sensor wheel 36 is connected in a rotationally fixed manner to the drive shaft 11. A part of the rotary position sensor 34 designed as a detector 37 is fastened in the roller ring 17, which is provided with a cylindrical projection 35 and with which it surrounds the sensor wheel 36 on its circumference. A number of marks 38 corresponding to the number of cylinders of the internal combustion engine is attached to the transmitter wheel 36.
  • the arrangement of the marks 38 is chosen such that the detector 37 detects a mark 38 when the drive shaft 11 assumes a certain rotational position in which the pump piston 21 has reached its bottom dead center, for example, and the delivery stroke of the pump piston 21 begins.
  • a plurality of self-marking markings 39 are arranged between two marks 38 on the encoder wheel 36.
  • the markings 39 are clearly distinguishable from the marks 38, e.g. B. by different before size.
  • the markings 39 are also detected by the detector 37, but it is also possible to use a further separate detector to scan the markings 39.
  • the current speed of the drive shaft 11 is determined with the aid of the markings 39.
  • the roller ring 17 is connected to the drive shaft 11 via a bearing 41, which is designed here as a deep groove ball bearing.
  • the bearing 41 is pressed between the cylindrical extension 35 of the roller ring 17 and a shaft section 42 of the drive shaft 11.
  • the encoder wheel 36 is fixed between the bearing 41 and a collar 43 of the drive shaft 11.

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Abstract

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem Pumpen- und Verteilerkolben (21), der über eine Hubscheibe (12) in einer Dreh-Hub-Bewegung angetrieben wird. Die Hubscheibe (12) ist in Drehrichtung mit einer Antriebswelle (11) gekoppelt und läuft mit auf ihr angeordneten Stirnnocken (14) auf in einem im wesentlichen feststehenden Rollenring (17) geführten Rollen (16). Zum Zwecke des Erfassens der Drehzahl sowie der Drehlage der Antriebswelle (11) ist ein Drehstellungsgeber (34) vorgesehen, der ein mit der Antriebswelle (11) drehfest verbundenes Geberrad (36) und einen das Geberrad (36) abtastenden, im Rollenring (17) befestigten Detektor (37) aufweist. Der Rollenring (17) ist über ein Kugellager (41) auf der Antriebswelle (11) gelagert, so daß unkontrollierte Relativbewegungen zwischen Detektor (37) und Geberrad (36) unterbunden sind und die Drehlage sowie die Drehzahl der Antriebswelle (11) mit hoher Genauigkeit erfaßt werden können.

Description

~A~
Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn¬ kraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.
Eine solche Kraftstoffeinspritzpumpe ist bereits aus der DE-OS 33 36 871 bekannt. Diese Kraftstoffeinspritzpumpe weist einen Pumpen- und Verteilerkolben sowie eine diesen in einer Dreh-Hub-Be¬ wegung antreibende Hubscheibe auf. Die drehfest mit einer Antriebs¬ welle verbundene Hubscheibe erhält ihre- Hubbewegung infolge des Ab- wälzens von auf der Hubscheibe angeordneten Stirnnocken auf Rollen eines feststehenden Rollenrings. Zum Zwecke des Erfassens der Dreh¬ lage und der Drehzahl der Antriebswelle ist die Kraftstof einspritz¬ pumpe mit einem Drehgeber versehen, der am Umfang eines sich mit der Antriebswelle synchron drehenden Teils angeordnete Marken und einen die Marken abtastenden Detektor aufweist. Der Detektor ist am Rol¬ lenring befestigt, der zum Zwecke einer Verstellung des Einspritz¬ zeitpunkts durch einen Spritzversteller verdrehbar ist. Der Rollen¬ ring und die Antriebswelle sind nicht gegeneinander gelagert, so daß die beiden Teile unkontrollierte Relativbewegungen zueinander aus¬ führen können, die der eigentlichen Drehbewegung überlagert sind und somit das Meßergebnis verfälschen. Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen¬ den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Lager zwischen dem verdrehbaren Teil des Nockenantriebs und der Antriebswelle unkontrollierte Relativbewegungen zwischen diesen beiden Teilen unterbunden sind und eine hohe Genauigkeit in der Erfassung der Drehzahl sowie der Drehlage der Antriebswelle er¬ zielt ist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin¬ dung gekennzeichnet.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Kraftstoffeinspritzpumpe als Längsschnitt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur ist eine Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart für eine Diesel-Brennkraftmaschine dargestellt. Im Gehäuse 10 der Einspritzpumpe ist eine Antriebswelle 11 gelagert. Diese ist mit ei¬ ner quer zur Achse der Antriebswelle 11 angeordneten Hubscheibe 12 gekoppelt, die als Teil eines Nockenantriebs eine Nockenbahn 13 mit Stirnnockenerhebungen 14 trägt. Die Lauffläche der Hubscheibe 12 liegt auf Rollen 16 auf, die in einem ebenfalls zum Nockenantrieb gehörenden Rollenring 17 gehalten sind. Dieser ist in einer zylin¬ drischen Ausnehmung des Gehäuses drehbar gelagert und stützt sich axial gehäusefest an einem Bodenteil der Ausnehmung ab. Durch die drehfeste Verbindung der Hubscheibe 12 mit der Antriebswelle 11 und durch die sich auf den Rollen 16 abwälzenden Stirnnocken 14 führt die Hubscheibe 12 eine Dreh-Hub-Bewegung aus.
Ein in einer Zylinderbohrung 18 einer Zylinderbüchse 19 gleitender Pumpen- und Verteilerkolben, im folgenden kurz Pumpenkolben 21 ge¬ nannt, ist mit der Hubscheibe 12 gekoppelt und führt ebenfalls eine Dreh-Hub-Bewegung aus. In der Zylinderbüchse 19 ist durch den Pum¬ penkolben 21 einerseits und ein in die Zylinderbüchse 19 eingesetz¬ tes Magnetventil 22 andererseits ein Pumpenarbeitsraum 23 begrenzt. Der Pumpenarbeitsraum 23 ist über Kanäle 24 und 25 im Magnetventil 22 sowie einen Kraftstoffkanal 27 in der Zylinderbüchse 19 mit dem Pumpeninnenraum 28 verbindbar. Der Durchgang der Kanäle 24 und 25 im Magnetventil 22 ist durch ein nicht dargestelltes Ventilschließglied verschließbar, so daß der Pumpenarbeitsraum 23 abgetrennt ist. Das Magnetventil 22 wird von einem nicht dargestellten Steuergerät betä¬ tigt, das in Abhängigkeit von Parametern arbeitet, die für die Be¬ messung und die Zeitsteuerung der Kraftstoffeinspritzmenge zu be¬ rücksichtigen sind und das hierzu ein Kennfeld enthalten kann, in dem Sollwerte für die einzuspritzende Kraftstoffmenge enthalten sind. Während des Saughubs des Pumpenkolbens 21 stömt durch den Kraftstoffkanal 27 sowie die Kanäle 24 und 25 im Magnetventil 22 bei geöffnetem Ventil Kraftstoff aus dem Pumpeninnenraum 28 in den Pum¬ penarbeitsraum 23. Der Pumpeninnenraum 28 wird von einer über die Antriebswelle 11 angetriebenen Flügelzellen-Förderpumpe 29 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter versorgt.
Beim Förderhub des Pumpenkolbens 21 wird der Durchgang zwischen den Kanälen 24 und 25 im Magnetventil 22 zu einem vom Steuergerät be¬ stimmten Zeitpunkt verschlossen und somit der Pumpenarbeitsraum 23 verschlossen, so daß ein Druckaufbau im Pumpenarbeitsraum 23 erfolgt und Kraftstoff über einen axialen Entlastungskanal 20 im Pumpenkol¬ ben und eine mit diesem verbundene Verteileröffnung 31 in eine zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine führende Förderleitung 32 gedrückt wird. Zu einem ebenfalls vom Steuergerät bestimmten Zeitpunkt wird der Durchgang zwischen den Kanälen 24 und 25 wieder geöffnet und somit die Druckfδrderung in die Förderleitung 32 unterbrochen und die Einspritzung beendet. Der weiter bis zum Erreichen seines oberen Totpunktes vom Pumpenkolben 21 geförderte Kraftstoff strömt dann über die Kanäle 24 und 25 sowie den Kraftstoffkanal 27 in den Pumpeninnenraum 28 zurück.
In der Einspritzpumpe ist außerdem ein Spritzversteller 33 vorgese¬ hen, der mit zunehmender Drehzahl den Einspritzzeitpunkt in Richtung früh verstellt. Hierzu verdreht der Spritzversteller 33 den Rollen¬ ring 17 in Umfangsrichtung, so daß die Hubbewegung der Hubscheibe 12 in bezug auf den Drehwinkel der Antriebswelle 11 entsprechend früher erfolgt.
Das Steuergerät benötigt zur Steuerung des Magnetventils 22 Signale über die Drehzahl sowie die Drehlage der Antriebswelle 11. Diese Si¬ gnale werden über einen Drehstellungsgeber 34 gewonnen, von dem als ein Teil ein Geberrad 36 mit der Antriebswelle 11 verdrehfest ver¬ bunden ist. Ein als Detektor 37 ausgebildeter Teil des Drehstel¬ lungsgebers 34 ist im Rollenring 17 befestigt, der mit einem zylin¬ drischen Ansatz 35 versehen ist und mit diesem das Geberrad 36 auf dessen Umfang umgibt. Auf dem Geberrad 36 ist eine der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entsprechende Anzahl von Marken 38 angebracht. Die Anordnung der Marken 38 ist dabei so gewählt, daß der Detektor 37 jeweils eine Marke 38 erfaßt, wenn die Antriebswelle 11 eine bestimmte Drehlage einnimmt, in der der Pumpenkolben 21 bei¬ spielsweise seinen unteren Totpunkt erreicht hat und der Förderhub des Pumpenkolbens 21 beginnt. Außerdem sind zwischen jeweils zwei Marken 38 auf dem Geberrad 36 noch eine Vielzahl äguidistanter Mar¬ kierungen 39 angeordnet. Die Markierungen 39 sind deutlich unter¬ scheidbar von den Marken 38 ausgebildet, z. B. durch unterschiedli- ehe Größe. Die Markierungen 39 werden ebenfalls vom Detektor 37 er¬ faßt, es ist jedoch auch möglich, zur Abtastung der Markierungen 39 einen weiteren separaten Detektor zu verwenden. Mit Hilfe der Mar¬ kierungen 39 wird die momentane Drehzahl der Antriebswelle 11 be¬ stimmt.
Der Rollenring 17 ist mit der Antriebswelle 11 über ein Lager 41 verbunden, das hier als Rillenkugellager ausgeführt ist. Das Lager 41 ist zwischen dem zylindrischen Ansatz 35 des Rollenrings 17 und einem Schaftabschnitt 42 der Antriebswelle 11 eingepreßt. Das Geber¬ rad 36 ist zwischen dem Lager 41 und einem Bund 43 der Antriebswelle 11 fixiert. Durch die Anbringung des Detektors 37 am Rollenring 17 bleibt bei einer Verstellung des Einspritzzeitpunkts die Zuordnung zwischen dem Detektor 37 und der Hubbewegung des Pumpenkolbens 21 erhalten, da der Detektor 37 mit dem Rollenring 17 mit verdreht wird. Durch das Lager 41 werden unkontrollierte Relativbewegungen zwischen dem Detektor 37 und dem Geberrad 36 unterbunden, so daß die Drehzahl und die Drehlage der Antriebswelle 11 mit hoher Genauigkeit erfaßt werden können.

Claims

Ansprüche
1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einem Pumpenkolben (21), der von einem Nockenantrieb bewegt wird, der aus einem im wesentlichen ortsfesten Teil (17) und einem von ei¬ ner Antriebswelle (11) angetriebenen rotierenden Teil (12) besteht, von denen der eine Teil eine Nockenbahn (12) mit mehreren Erhebungen (14) aufweist und einer der Teile (17) gegenüber dem anderen Teil mittels einer VerStelleinrichtung (33) verdrehbar und damit die Zu¬ ordnung des durch die Erhebungen (14) bewirkten Hubs des wenigstens einen Pumpenkolbens (21) zum Drehwinkel der Antriebswelle (11) än¬ derbar ist und mit einer Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoff¬ einspritzung unter Verwendung eines Drehstellungsgebers (34), der einen ersten Geberteil (37) aufweist, der mit dem durch die Ver¬ steileinrichtung (33) verdrehbaren Teil (17) des Nockenantriebs ge¬ koppelt ist und der zweite Geberteile (38, 39) aufweist, die auf der Antriebswelle (11) oder auf einem drehfest mit der Antriebswelle (11) verbundenen Teil (36) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Versteileinrichtung (33) verdrehbare Teil (17) des Nockenantriebs über ein Lager (41) eng mit der Antriebswelle (11) gekoppelt ist.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (41) ein Wälzlager ist.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (41) ein Rillenkugellager ist. - 1 -
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der durch die Versteileinrichtung (33) verdrehbare Teil (17) des Nockenantriebs mit einem zylindrischen Ansatz (35) versehen ist, zwischen dem und der Antriebswelle (11) das Lager (41) eingepreßt ist.
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