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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem Pumpengehäuse, in dem ein den Pumpenhochdruck im Pumpenarbeitsraum erzeugender, mechanisch betätigter Pumpenkolben untergebracht ist und das eine mit dem Pumpenarbeitsraum verbindbare Kraftstoffzuleitung und eine Verbindungsleitung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und der Einspritzdüse aufweist, wobei zur Steuerung der Einspritzmenge und der Einspritzzeit in einer Bohrung des Pumpengehäuses ein Steuerorgan verschiebbar gelagert ist, das auf einer
Stirnseite von einer Feder belastet ist und dessen andere Stirnseite in einen Raum eintaucht, der über einen Kanal ständig mit dem Pumpenarbeitsraum verbunden ist und dessen Druckentlastung durch ein an das Pumpengehäuse angesetztes elektrisches Magnetventil steuerbar ist,
das in
Abhängigkeit von mindestens einer der für den Betrieb der Brennkraftmaschine massgebenden
Zustandsgrössen, wie Last, Motordrehzahl, Druck und Temperatur der Verbrennungsluft usw., arbeitet, wobei auf die von der Feder belastete Stirnseite des Steuerorgans und in dem die
Feder aufnehmenden Raum während der Füllung und während der Einspritzzeit der Zuflussdruck (Vordruck) der Pumpe wirkt, von der von der Feder belasteten Stirnseite und dem die Feder aufnehmenden Raum eine Bohrung im Steuerorgan ausgeht, im Steuerorgan eine Drossel vorgesehen ist und während des Saughubes des Pumpenkolbens, bei dem das Magnetventil geöffnet ist, das Steuerorgan sich in der dem Magnetventil benachbarten Endlage befindet und während des
Einspritzvorganges, bei dem das Magnetventil geschlossen ist, sich in der andern Endlage be- findet.
Eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 2742466 bekannt.
Die darin beschriebene Pumpe verwendet zur Verschiebung des Steuerorgans den von der Hochdruck- pumpe zuströmenden Kraftstoff, welcher erst eine Drosselbohrung im Steuerorgan passieren muss, bis er die dem Ventilkegel gegenüberliegende Fläche des Steuerorgans beaufschlagen kann. Dadurch erfolgt aber ein relativ langsamer Druckaufbau in der Druckkammer. Dieser ist notwendig, um
Beschädigungen des konischen Ventilsitzes des Steuerorgans hintanzuhalten, welche bei schlag- artigem Auftreffen des Ventilsitzes zwangsläufig auftreten würden. Es ist somit eine rasche
Anpassung der Kraftstoffeinspritzung an die verschiedenen Zustandsgrössen der Brennkraftmaschine, welche eine schlagartige Umsteuerung des Steuerorgans erfordern würde, nicht möglich. Ausserdem sollen Beschädigungen des Ventilsitzes verhindert werden.
Bei der aus der DE-OS 2328563 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe ist zwar ein Schieber vorgesehen, doch wird dieser unmittelbar durch ein Solenoid verstellt. Die unmittelbare Steuerung des Schiebers durch das Solenoid macht es aber notwendig, letzteres besonders kräftig zu dimensionieren und ausserdem am Schieber nach Tunlichkeit Masse einzusparen, was gewisse konstruktive Probleme mit sich bringt, zumal der Schieberkörper wegen des Solenoids zu einem wesentlichen Teil aus Stahl gefertigt werden muss.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, die angegebenen Nachteile der bekannten Pumpen zu beseitigen und eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs umrissenen Art zu schaffen, die eine rasche Anpassung der Einspritzmenge und des Einspritzzeitpunktes an die verschiedenen Zustandsgrössen der Brennkraftmaschine ermöglicht, wobei die Beanspruchung von Dichtflächen bzw. Dichtsitzen möglichst gering gehalten werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Steuerorgan in an sich bekannter Weise als Schieber ausgebildet ist und dass der Schieber eine ringförmige Umfangsnut aufweist, die über eine Querbohrung und über die Bohrung im Schieber mit dem die Feder aufnehmenden Raum verbunden ist und die in der Einspritzlage des Schiebers durch das Pumpengehäuse abgedeckt und vom Pumpenarbeitsraum getrennt ist, beim Füllen des Pumpenarbeitsraumes hingegen mit diesem in Verbindung steht, wobei in einer der Bohrungen im Schieber ein Drosselorgan vorgesehen ist.
Erfindungsgemäss erfolgt somit die Umsteuerung des Schiebers schlagartig, was eine wesentlich bessere Anpassung der Kraftstoffeinspritzung an die verschiedenen Zustandsgrössen der Brennkraftmaschine ermöglicht. Ausserdem wird die Lebensdauer der Einspritzpumpe verlängert, da sich in der einen Endlage der Schieberkörper mit einer grossen Anschlagfläche an die zugehörige Fläche des Schiebergehäuses anlegt. Das elektrische Magnetventil kann alle Einflussgrössen für die Kraftstoffmenge, welche jeweils eingespritzt wird, in beliebiger Kombination berücksichtigen,
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Die Betätigung des Pumpenkolbens --8-- geschieht in nicht dargestellter Weise über einen an seinem oberen Ende --9-- wirkenden Nocken, wobei das obere Ende --9-- über Zwischenscheiben --10, 11-- von einer Feder --12-- vorgespannt ist.
Zur Regelung der vom Pumpenkolben geförderten Kraftstoffmenge ist im Pumpengehäuse --1-- ein Schieber --13-- quer zur Kolbenachse --14-- verschiebbar gelagert. Seine in Fig. 1 linke Stirnfläche --15-- ist mittels der Schraubenfeder --16-- belastet, welche sich am Pumpengehäuse --1-- abstützt. Der Schieber --13-- weist eine Umfangsnut --17-- auf, die über eine Querbohrung --18-- mit einer Axialbohrung --19-- in Strömungsverbindung steht. Der Raum --20--, in welchem sich die Schraubenfeder --16-- befindet, ist einerseits über die Boh-
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--21-- undBohrungen --29 und 30-- einerseits mit dem Zulaufdruck (Vordruck) der Einspritzpumpe und anderseits über den Verbindungskanal --31-- mit dem Pumpendruckraum --32-- in Verbindung gebracht werden.
Die Verbindung der beiden Bohrungen --29 und 30-- ist über den Ring- raum --33-- und das darin befindliche Magnetventil --34-- herstellbar. Der elektrische Teil des Magnetventils --34-- ist im Gehäuse --35-- untergebracht und in an sich bekannter Weise ausgeführt und deshalb in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Der Durchmesser des Schiebers --13-- ist kleiner als jener des Pumpenkolbens --8--, so dass unabhängig von der Stellung des Schiebers --13-- Kraftstoff in Richtung zum Rückschlag- ventil --36-- gelangen kann, welches durch die sich an der Platte --3-- abstützende Druckfe- der --37-- belastet ist. Im Rückschlagventil --36-- ist knapp über dem Ventilteller --38-eine Ringnut --39-- vorgesehen, in welche die für den Durchtritt des Kraftstoffes vorgesehene axiale Bohrung --40-- mündet. Das Rückschlagventil --36-- öffnet sich in den Ringraum --41--, der über eine Nut --42-- und eine Bohrung --43-- in der Platte --3-- mit einer Zuleitungsboh- rung --44-- im Düsenkörper --2-- verbunden ist.
Die Zuleitungsbohrung --44-- mündet an der der Platte --3-- entgegengesetzten Seite in eine zwischen Düsenkörper --2-- und Düsenstift --6-- durch eine Eindrehung am Düsenstift gebildeten Ringraum --45--. Der Düsenstift --6-- weist im Bereich des Ringraumes --45-- eine Querbohrung --46-- auf, welche mit einer axialen Bohrung --47-- in Verbindung steht, die an der der Querbohrung gegenüberliegenden Seite am vorderen Ende --48-- des Düsenstiftes --6-- in einen Druckraum --49-- im Düsenkörper --2-- mündet.
Am Boden --50-- des Druckraumes --49-- ist eine ringförmige Dichtfläche --51-- vorgesehen, welche mit einer entsprechenden Dichtfläche --52-- am vorderen Ende --48-- des Düsenstiftes --6-- zusammenwirkt und den Druckraum --49-- bei aufsitzendem Düsenstift --6-- in zwei gegeneinander abgedichtete Bereiche abteilt.
Anschliessend an den Druckraum --49-- ist bis über eine Höhe --53-- eine geschliffene Zylinderfläche --54-- in der Bohrung --5-- des Düsenkörpers --2-- vorgesehen, von der die Düsenbohrungen --55-- ausgehen und die dichtend mit einem abgedichteten Teil --54'-- des Düsenstiftes --6-- zusammenwirkt. Am unteren Ende des abgedichteten Teiles --54'-- ist eine Steuerkante --56-- gebildet, welche bei einer axialen Bewegung des Düsenstiftes --6-- die Öffnungsquerschnitte --57-- der Düsenbohrungen --55-- überschleift.
Die axiale Bewegung des Düsenstiftes --6-- und damit der Steuerkante --56-- gegenüber dem Düsenkörper --2-- und damit den Öffnungsquerschnitten --57-- wird einerseits bestimmt durch den über die axiale Bohrung --47-- unter Druck dem Druckraum --49-- zugeführten Kraftstoff und anderseits durch die jeweilige Kraft einer in dem Ringraum --27-- enthaltenen und den Düsenstift belastenden Feder-37'--'. Diese Feder --37'-- ist mittels eines Zapfens --58-- am Düsenstift --6-- gegen Ausweichen gesichert. Der Ringraum --27-- ist über die Nut --26--, die Bohrung --25-- in der Platte --3-- sowie die weiteren Bohrungen --24 und 21-mit der Saugleitung --23-- verbunden, was eine einfache Entlüftung bzw.
Leckkraftstoffabfuhr aus dem Ringraum --27-- ermöglicht.
Bei Erhöhung des Druckes des über die Nut --42--, Bohrung --43--, Zuleitungsboh-
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rung --44--, Querbohrung --46-- und axiale Bohrung --47-- dem Druckraum --49-- zugeführ- ten Kraftstoffes bei sich abwärts bewegendem Pumpenkolben --8-- erfolgt, abhängig von der
Charakteristik der Feder --37'--, eine axiale Verschiebung des Düsenstiftes --6-- und damit der Steuerkante --56--, wodurch mindestens ein Teil der Fläche der Öffnungsquerschnitte --57-- der Düsenbohrungen --55-- freigegeben wird und ein Austritt des Kraftstoffes aus den Düsenboh- rungen --55-- erfolgt.
Die Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge wird an Hand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Stellung der Steuerteile am Ende des Saughubes des Pumpen- kolbens --8--, wobei dieser Pumpenkolben die Ringnut --22-- und damit die Verbindung der
Kraftstoffzuleitung --23-- mit dem Pumpendruckraum --32-- freigibt und die Verbindung mit den Bohrungen--21 und 24-- erhalten bleibt. Die linke Stirnseite --15-- des Schiebers --13-- steht damit ebenfalls mit dem Kraftstoffzuleitungsdruck in Verbindung, desgleichen die rechte Stirnseite --28-- des Schiebers --13-- über den Verbindungskanal --31-- und die Ringnut --62-- sowie über die Bohrungen --29 und 30--, weil das Magnetventil --34-- zufolge Abschaltung des elektrischen Stromes durch eine nicht dargestellte und im Öffnungssinne wirkende Druckfeder geöffnet ist.
Der Schieber --13-- befindet sich zufolge der Kraft der Schraubenfeder --16-in seiner in Fig. 2 rechten Endlage, wodurch die Umfangsnut --17-- sich im Bereich des Pumpendruckraumes --32-- befindet und über Querbohrungen --18-- und die Axialbohrung --19-ebenfalls mit dem Pumpenvorlauf in Verbindung steht. Das Rückschlagventil --36-- ist durch die Feder--37-- (Fig. l) geschlossen.
Bei Beginn des Einspritzens des Kraftstoffes ist das Magnetventil --34-- eingeschaltet und geschlossen. Der vom abwärts bewegten Pumpenkolben --8-- in den Druckraum --32-- gedrück- te Kraftstoff kann nunmehr über die Bohrung --18, 19, 21-- in die Ringnut --22-- und damit die Kraftstoffzuleitung --23-- abfliessen.
Die Ringnut --22-- wird durch eine Steuerkante --65-- des Pumpenkolbens --8-- vorn Pumpendruckraum --32-- getrennt und abgedichtet.
Ein in der Bohrung --19-- befindliches Drosselorgan --66-- bewirkt, dass durch den abfliessenden Kraftstoff ein stärkerer Druck im Pumpendruckraum --32-- entsteht als im Raum --20--. Dieser höhere Druck kann sich in den Raum --62-- über den Verbindungskanal --31-- fortpflanzen.
Auf diese Weise baut sich an der rechten Stirnseite --28-- des Schiebers --13-- sehr rasch ein solcher Druck auf, dass der Schieber --13-- entgegen der Kraft der Feder --16-schlagartig in die linke Endstellung verschoben wird, wobei der Ansatz --59-- des Schiebers - den Anschlag bildet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Hiebei befindet sich die Umfangsnut --17-- links ausserhalb des Pumpendruckraumes --32-- und ist durch das Pumpengehäu- se-l-gegenüber dem Pumpendruckraum --32-- abgschlossen. Der vom Pumpenkolben --8--
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in den Raum --61-- oberhalb des Rückschlagventils --36--, wodurch letzteres unter Überwindung der Kraft der Feder --37-- geöffnet wird.
Der Kraftstoff strömt dann über die Axialbohrung --40-und die Querbohrung --40'-- in den Ringraum --41--, von wo er über den bereits beschriebenen Weg zu den Düsenbohrungen --55-- gelangt. Die linke Stirnfläche --15-- des Schiebers --13-- ist also ständig vom Zuflussdruck der Pumpe beaufschlagt, wogegen die rechte Stirnfläche --28-- des Schiebers während des Einspritzens unter dem Pumpenhochdruck steht.
Die Einspritzung kann während des Förderhubes des Pumpen stempels --8-- jederzeit durch Schliessen oder Öffnen des Magnetventils --34-- begonnen bzw. beendet werden, weil das Magnetventil den Druck im Pumpendruckraum --32-- bzw. auf der rechten Stirnseite --28-- des Schiebers --13-- und damit dessen Stellung kontrolliert. Es ist so möglich, das Einspritzgesetz über die Steuerung des Magnetventils beliebig zu beeinflussen, z. B. kann der Förderbeginn oder das Förderende für alle Lasten konstant gehalten oder aber es können sowohl Förderbeginn als auch Förderende durch das Magnetventil verändert werden. Die Erfindung ermöglicht somit auch in dieser Hinsicht eine weitgehende Anpassung der Kraftstoffeinspritzmenge an die Erfordernisse des Motorbetriebes.