DE1206205B - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer mehrzylindrige Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F02f

Deutsche Kl.: 46 c2-115/02

Nummer: 1206 205

Aktenzeichen: B 665941 a/46 c2

Anmeldetag: 30. März 1962

Auslegetag: 2. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit einem Pumpenarbeitsraum für mindestens ein nach Maßgabe der Bahn eines Nockentriebes Saug- und Druckhübe ausführendes Pumpglied und mit einem rotierenden Verteilerglied, das einen Verteilerkanal aufweist, der ständig in offener Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum steht und diesen nacheinander mit jedem ein Druckventil enthaltenden Auslaßkanal der Pumpe verbindet, das bei seinem Schließvorgang den Druck in der Leitung zur Einspritzdüse senkt, sowie mit einem willkürlich verstellbaren Drosselglied in dem zum Pumpenarbeitsraum führenden Kraftstoffeinlaßkanal und einem an den Pumpenarbeitsraum angeschlossenen Überstromkanal, der zur Beendigung des wirksamen Druckhubes durch das Verteilerglied aufgesteuert wird.

Der Pumpenarbeitsraum derartiger Einspritzpumpen wird bei Teillast nicht vollständig gefüllt. Deshalb ist es bei diesen Pumpen möglich, daß nach ao Beginn des Saughubes des Pumpgliedes Kraftstoff aus dem Überströmkanal in den Pumpenarbeitsraum zurückströmt und daß außerdem ein Teil der Kraftstoffmenge, die das Druckventil bei seinem Schließvorgang entgegen der Förderrichtung verdrängt, in den Pumpenarbeitsraum gelangt. Dadurch kann es bei diesen Einspritzpumpen vorkommen, daß bei Teillasteinspritzung die den einzelnen Pumpenauslässen zugeführten Teillastmengen schwanken. Hinzu kommt, daß bei den einzelnen Saughüben des Pumpgliedes während des Teillastbetriebs infolge des dabei entstehenden starken Unterdrucks Gasblasenbildung im Pumpenarbeitsraum und in den an diesen angeschlossenen Kanälen auftritt. Solche Gasblasen können, da ihre Lage innerhalb des Pumpenarbeitsraumes und in den genannten Kanälen unbestimmt ist, ebenfalls die Gleichmäßigkeit der einzelnen Fördermengen erheblich beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel der bekannten Einspritzpumpen zu vermeiden. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß das Verteilerglied die Kraftstoffkanäle derart steuert, daß ein Zufluß von Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum während des Saughubes des Pumpgliedes nur über den das Drosselglied enthaltenden Einlaßkanal erfolgt.

Es ist eine Einspritzpumpe bekannt (französische Patentschrift 1282101), bei der während des Saughubes des Pumpgliedes nur über den Einlaßkanal Kraftstoff angesaugt werden kann. Diese Pumpe kann jedoch nicht mit einem Drosselglied im Kraftstoffeinlaßkanal ausgerüstet werden, da bei dieser Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige
Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Robert Bosch G. m. b. H.,

Stuttgart 1, Breitscheidstr. 4

Als Erfinder benannt:
Gerald Höfer, Stuttgart W

Pumpe vorgesehen ist, daß vor Beginn des Druckhubes des Pumpgliedes im Pumpenarbeitsraum der gegebenenfalls durch eine Förderpumpe erzeugte Kraftstoffzulaufdruck herrscht, was nur bei voller Füllung des Pumpenarbeitsraums möglich ist.

Würde man bei einer anderen bekannten Pumpe (österreichische Patentschrift 220428) die Überströmregelung durch eine Einlaßdrosselregelung ersetzen und den Pumpenkolben zugleich als Verteilerschieber ausbilden und würde man diese Pumpe außerdem noch mit Aufsteuerung eines Rückströmkanals zur Beendigung des wirksamen Druckhubes versehen, so würde während des ersten Abschnitts des Saughubes Kraftstoff aus dem Rückströmkanal in den Pumpenarbeitsraum zurückfließen. Dies soll jedoch, wie oben dargelegt wurde, vermieden werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt:

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erste Beispiel und

F i g. 2 durch das zweite Beispiel;

F i g. 3 zeigt ein Schaubild zur Darstellung der Öffnungszeiten der durch das Verteilerglied gesteuerten Kraftstoffkanäle im Verhältnis zur Nockenbahn.

Beim ersten Beispiel nach Fig. 1 ist im Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine eine Antriebswelle 2 gelagert. Diese trägt eine Stirnnockenscheibe 3 mit vier Nockenhöckern 4, deren Laufbahn auf Rollen 5 aufliegt, die im Gehäuse 1 auf Bolzen 6 gelagert sind. Ein Pumpenkolben 7 hat an einem antriebseitigen Ende einen flanschartigen Bund 8, mit dem

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er unter der Wirkung einer Feder 9 an der Stirnnockenscheibe 3 anliegt. Durch einen Mitnehmerstift 10 werden die Drehbewegungen der Nockenscheibe auf den Pumpenkolben übertragen. Die Feder 9 stützt sich über ein Wälzlager 11 an einem im Pumpengehäuse 1 eingepaßten Pumpenzylinder 12 ab, in dem der Pumpenkolben 7 geführt ist.

Von dem mit 14 bezeichneten Pumpenarbeitsraum geht eine Längsbohrung 15 im Pumpenkolben 7 aus, von der vier radiale, um 90° gegeneinander versetzte Bohrungen 16 abzweigen. Diese Bohrungen 16 wirken mit einer radialen Bohrung 17 im Pumpenzylinder 12 zusammen. Die Bohrung 17 mündet in einen im Pumpengehäuse 1 vorgesehenen Einlaßkanal 18, dessen Durchlaßquerschnitt durch einen als Drosselglied dienenden verdrehbaren Drosselschieber 19 willkürlich veränderbar ist. Von der Längsbohrung 15 im Pumpenkolben zweigt auch eine radiale Bohrung 21 ab, die bei jeder Kolbenumdrehung mit vier radialen, ebenfalls um 90° gegeneinander versetzte Bohrungen 22 im Pumpenzylinder 12 nacheinander zusammenarbeitet. Jede der vier Bohrungen 22, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist, mündet in eine Längsnut 22', an die sich ein Auslaßkanal 23 im Gehäuse 1 anschließt. Jeder Auslaßkanal wird durch ein Auslaßventil begrenzt, das einen festen Ventilsitzteil 24 und ein bewegliches Ventilglied 25 mit Tauchkolben 25' hat. Der Ventilsitzteil ist jeweils durch einen in das Gehäuse 1 eingeschraubten Auslaßnippel 26 im Gehäuse 1 festgespannt. An einer Innenschulter des Auslaßnippels stützt sich eine Feder 27 ab, die bestrebt ist, das Ventilglied 25 in der gezeichneten Schließstellung zu halten. An den Auslaßnippel 26 ist eine nur schematisch gezeichnete Druckleitung 28 angeschlossen, die zu einer Einspritzdüse 29 führt.

Jede Längsnut 22' führt zu einer von vier Radialbohrungen 30, von denen ebenfalls nur eine in der Zeichnung dargestellt ist. Die vier Bohrungen 30 arbeiten mit einer radialen Bohrung 31 im Pumpenkolben 7 zusammen. Die Bohrung 31 mündet in eine ebenfalls im Pumpenkolben vorgesehene parallel zur Bohrung 15 verlaufende Bohrung 32, die jedoch keine Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 14 hat, sondern zu einer in den Außenumfang des Pumpenkolbens eingestochenen Ringnut 33 führt. Auf dem im Durchmesser kleineren Kolbenabschnitt mit der Ringnut 33 ist ein den Pumpenarbeitsraum 14 umhüllender Zylinderschieber 34 axial verschiebbar geführt. Eine am Zylinderschieber 34 angreifende und sich andererseits am Pumpenzylinder 12 abstützende Feder 35 ist bestrebt, den Schieber 34 gegen das Stirnende einer Einstellschraube 36 zu bewegen, die in einen Verschlußnippel 37 eingeschraubt ist. Dieser verschließt die den Pumpenzylinder 12 aufnehmende Längsbohrung des Gehäuses 1, in der auch der Zylinderschieber 34 möglichst dicht geführt ist.

Der Pumpenarbeitsraum 14 ist axial nach außen durch einen in den Zylinderschieber 34 eingepaßten Stopfen 38 abgeschlossen, der einen Bund 39 hat, mit dem in eine entsprechende Ausnehmung der Einstellschraube 36 eingehängt ist, so daß seine axiale Lage gesichert ist.

Durch die Wand des Zylinderschiebers 34 geht eine radiale Bohrung 40, die mit der Ringnut 33 des Pumpenkolbens bei dessen Hubspiel zusammenarbeitet und diese Ringnut mit dem die Feder 35 aufnehmenden Raum 41 zu verbinden vermag. Von diesem Raum führt eine Schrägbohrung 42 zu einem im Pumpengehäuse vorgesehenen Raum 43, in dem sich auch die Nockenscheibe 3 befindet.

Der Kraftstoff wird der Einspritzpumpe aus einem Behälter 44 durch eine von der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetriebene Zubringerpumpe 45 über ein Filter 46 und eine an den Einlaßkanal 18 angeschlossene Leitung 47 zugeführt. An die Förderleitung 47 der Zubringerpumpe ist ein auf einen bestimmten Druck eingestelltes Überströmventil 48 angeschlossen, über das die von der Zubringerpumpe 45 im Überschuß geförderte Kraftstoffmenge zum Behälter 44 zurückfließt. Das Überströmventil 48 enthält eine Drosselstelle 49. Diese bewirkt, daß der Druck des zur Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffs mit der Drehzahl der Zubringerpumpe steigt und fällt.

Der Raum 43 im Pumpengehäuse ist durch eine Leitung 50, in die ein Rückschlagventil 51 eingebaut ist, mit dem Behälter 44 verbunden. Das Ventil 51 bewirkt, daß der Innenraum des Pumpengehäuses stets mit Kraftstoff gefüllt bleibt.

Zwischen dem Zylinderschieber 34 und dem Verschlußnippel 37 befindet sich ein Raum 52, der über eine Bohrung 53 mit dem vor dem Drosselschieber 19 liegenden Abschnitt des Einlaßkanals 18 ständig verbunden ist.

Die beschriebene Kraftstoffeinspritzpumpe, die in F i g. 1 in einer Stellung für Teillastbetrieb gezeichnet ist, arbeitet wie folgt:

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine steigt der Druck im Raum 52 so weit an, daß der Zylinderschieber 34 entgegen der Kraft der Feder 35 in die gezeichnete Stellung verschoben wird, in welcher der Zylinderschieber an einem Sprengring 54 anschlägt, der in eine Ringnut im Pumpengehäuse 1 eingelassen ist.

Der Pumpenkolben 7 ist bei Beginn eines Druckhubes gezeichnet. Wegen des in Teillaststellung stehenden Drosselschiebers 19 hat sich der Pumpenarbeitsraum beim vorhergehenden Saughub des Pumpenkolbens nicht vollständig mit Kraftstoff gefüllt. Beim Weiterdrehen der Nockenscheibe 3 schließt der sich drehende und gleichzeitig anhebende Kolben 7 zunächst die Einlaßbohrung 17. Daran anschließend beginnt der wirksame Teil des Druckhubes, bei dem zunächst die im Pumpenarbeitsraum entstandenen Gasblasen komprimiert werden, ehe der Pumpenkolben Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 14 zu verdrängen vermag. Der während des wirksamen Druckhubteiles geförderte Kraftstoff fließt durch die Bohrungen 15, 21 zu einer der Bohrungen 22 und von hier durch den dieser Bohrung zugeordneten Auslaßkanal 23 über das geöffnete Druckventil 25 zu der Einspritzdüse 29.

Der wirksame Druckhubteil ist beendet, sobald die Ringnut 33 die Bohrung 40 aufsteuert. Nach dem Aufsteuern der Bohrung 40 strömt der vom Pumpenkolben weiterhin verdrängte Kraftstoff über die Längsnut 22' und die Bohrungen 30, 31, 32 zur Ringnut 33 und von hier durch die Bohrung 40 in den Raum 41. Aus diesem fließt der Kraftstoff durch die Schrägbohrung 42 in den Raum 43 und von diesem über das Ventil 51 durch die Leitung 50 in den Behälter 44 zurück.

Sobald der Druck im Pumpenarbeitsraum 14 nach dem Aufsteuern der Bohrung 40 abfällt, senkt sich

das bewegliche Ventilglied 25 auf seinen Ventilsitz 24. Dabei wird durch den Tauchkolben 25' eine Drucksenkung in der sich zwischen dem beweglichen Ventilglied und der Einspritzdüse 29 erstreckenden Druckleitung 28 erreicht. Bei dieser Drucksenkung verdrängt der Tauchkolben 25' Kraftstoff durch den Kanal 23 entgegengesetzt zur Strömungsrichtung beim Fördervorgang. Die von dem Tauchkolben verdrängte Kraftstoffmenge entspricht dem Volumen, mit dem der Tauchkolben 25' in den Sitzteil 24 eintaucht.

In Fig. 3 sind die Öffnungszeiten der durch das Verteilerglied gesteuerten Kraftstoffkanäle 21/22, 30/31 und 33/40 im Verhältnis zur Bahn eines der Nockenhöcker 4 dargestellt. Es ist erkennbar, daß die Kanäle 21/22 bis zum Ende des Kolbendruckhubes miteinander verbunden bleiben. Diese Kanäle bilden nach Aufsteuern der Kanäle 33/40, also anschließend an den wirksamen Teil des Druckhubes, einen Abschnitt des Überströmkanals zur Abführung der vom Pumpenkolben nach Beendigung des wirksamen Druckhubteiles noch verdrängten Kraftstoffmenge. Beim Saughub des Pumpenkolbens ist die Verbindung 21/22 unterbrochen. Deshalb kann während des Saughubes kein Kraftstoff mehr durch den Kanal 22 in den Kanal 21 und damit in den Pumpenarbeitsraum 14 zurückfließen.

Bei hohen Drehzahlen beendet das bewegliche Druckventilglied 25 seinen Schließvorgang erst nach dem Ende des Druckhubes. Der dabei durch den Tauchkolben 25' in den Kanal 23 zurückverdrängte Kraftstoff muß über die Längsnut 22' und die Kanäle 30/31, 32, 33/40 abfließen, weil nach dem Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens die Verbindung 21/22 unterbrochen ist.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom ersten lediglich durch eine andere Ausführungsform des Pumpenkolbens, die insbesondere für Kolben mit kleinem Durchmesser geeignet ist. In eine Längsbohrung des hier mit 57 bezeichneten Pumpenkolbens ist eine Büchse 58 eingepreßt, die zwischen ihren passend in der Längsbohrung sitzenden Endabschnitten eine ringförmige Aussparung 59 hat, welche die Längsbohrung 32 nach F i g. 1 ersetzt. Die Aussparung 59 verbindet die Bohrung 31 mit einer Bohrung 60, welche die Aufgabe der Ringnut 33 in F i g. 1 erfüllt und mit einer Ringnut 61 zusammenarbeitet, in welche die Bohrung 40 mündet.

Die Wirkungweise des zweiten Beispiels ist die gleiche wie die des ersten Beispiels. Auch die Darstellung nach F i g. 3 ist für das zweite Beispiel anwendbar, wenn an Stelle der Kanäle 33/40 die Kanäle 60/61 gesetzt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit einem Pumpenarbeitsraum für mindestens ein nach Maßgabe der Bahn eines Nockentriebes Saug- und Druckhübe ausführendes Pumpglied und mit einem rotierenden Verteilerglied, das einen Verteilerkanal aufweist, der ständig in offener Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum steht und diesen nacheinander mit jedem ein Druckventil enthaltenden Auslaßkanal der Pumpe verbindet, das bei seinem Schließvorgang den Druck in der Leitung zur Einspritzdüse senkt, sowie mit einem willkürlich verstellbaren Drosselglied in dem zum Pumpenarbeitsraum führenden Kraftstoffeinlaßkanal und einem an den Pumpenarbeitsraum angeschlossenen Überströmkanal, der zur Beendigung des wirksamen Druckhubes durch das Verteilerglied auf gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerglied (7) die Kraftstoffkanäle (21/22, 30/31, 33/40, 60/61) derart steuert, daß ein Zufluß von Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum (34) während des Saughubes des Pumpgliedes (7) nur über den das Drosselglied (19) enthaltenden Einlaßkanal (18) erfolgt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerglied (7) spätestens an dem durch den Nockentrieb (3, 5) bestimmten Ende jedes Druckhubes des Pumpgliedes (7) den Verteilerkanal (21/22) und den Rückströmkanal (33/40, 60/61) schließt und beim Schließen des Verteilerkanals (21/22) einen Abflußkanal (30/31) für den durch das Ventil (25) verdrängten Kraftstoff öffnet.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkanal (21/22), der Abflußkanal (30/31) und der Überströmkanal (33/40, 60/61) hintereinanderliegende Abschnitte eines von dem Pumpenarbeitsraum (34) ausgehenden Kanals für den vom Pumpglied geförderten und nicht zur Einspritzung gelangenden Kraftstoff sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 220428;
französische Patentschrift Nr. 1282101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 740/113 11.65 © Bundesdruckerei Berlin