DE1216017B

DE1216017B - Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drosselregelung fuer Brennkraftmaschinen veraenderlicher Drehzahl

Info

Publication number: DE1216017B
Application number: DEL19961A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arthur Kravits
Original assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Current assignee: Licencia Talalmanyokat Ertekesito Vallalat
Priority date: 1954-09-21
Filing date: 1954-09-21
Publication date: 1966-05-05
Also published as: BE532200A; GB783971A; US2849997A; FR1114393A; CH329503A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

F 02 m

Deutsche Kl.: 46 c2 -105

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1216 017
L199611 a/46 c2
21. September 1954
5. Mai 1966

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drosselregelung für Brennkraftmaschinen veränderlicher Drehzahl, wobei zwischen einer Saugseite und einer Druckseite ein Pumpenkolben angeordnet und zwischen dem Pumpenkolben und der Druckseite ein Arbeitsraum vorgesehen ist.

Es handelt sich dabei um Kraftstoffeinspritzpumpen, bei welchen Pumpenkolben und Arbeitsraum durch ein als Rückschlagventil in Form einer flachen Scheibe ausgebildetes Saugventil voneinander getrennt sind. Zwischen Arbeitsraum und Druckseite ist ein sich gegen den Arbeitsraum schließendes und ebenfalls als flache Scheibe ausgebildetes Rückschlagventil (Druckventil) vorgesehen. Die Steuerung der Kraftstoffzuführung und der Einspritzung erfolgt mittels einer umlaufenden Nockenscheibe. Zwecks Entspannung der Druckseite, Entlüftung des Arbeitsraumes und Regelung der Fördermenge wird das Rückschlagventil am Ende des Druckhubes und am Anfang des Saughubes angehoben, wobei die während des Druckhubes eingetretene Unterbrechung der Verbindung zwischen Saugseite und Druckseite durch den Pumpenkolben aufrechterhalten wird.

Die bisher bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art sind aber mit dem wesentlichen Nachteil behaftet, daß die Fördermenge mit der Verringerung der Drehzahl abnimmt und somit das Drehmoment der mit den bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen versehenen Motoren bei niedrigen Drehzahlen relativ gering ist. Dies ist insbesondere bei Fahrzeugmotoren nachteilig, wo beim Anlassen die Beschleunigung eben im Gebiet der niedrigeren Drehzahlen ein höheres Drehmoment wünschenswert wäre. Es werden daher Kraftstoffeinspritzpumpen angestrebt, welche unabhängig von der Drehzahl eine im wesentlichen gleichbleibende Fördermenge liefern. Das Ergebnis dieser Bestrebungen ist jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da die Fördermenge und somit auch das Drehmoment des Motors mit der Verringerung der Drehzahl auch bei den jüngsten Bauarten noch immer abnimmt.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieses Mangels und die Schaffung einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drosselregelung, bei welcher geringen Drehzahlen größere Kraftstoffmengen und höheren Drehzahlen geringere Kraftstoffmengen zugeordnet sind. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß, wenn die Entspannung der Druckseite dadurch stattfindet, daß das Druckventil zwischen Arbeitsraum und Druckseite am Ende des Druckhubes durch den Pumpenkolben angehoben bleibt, die erwünschte Charakteristik der mit steigender Drehzahl abfallen-Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drosselregelung für Brennkraftmaschinen veränderlicher Drehzahl

Anmelder:

»Licencia Talälmänyokat firtekesitö Vällalat,
Budapest

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos, Patentanwälte,
Frankfurt/M., Annastr. 19

Als Erfinder benannt:
¹S Dipl.-Ing. Arthur Kravits, Budapest

den Fördermenge durch eine entsprechende Ausbildung des Nockenscheibenprofils gesichert werden kann.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Nockenbahn auf der Nockenscheibe in dem dem Druckhub zugeordneten Abschnitt eine in der Drehrichtung spiralförmig zunehmende Regelstrecke aufweist, die über einen Wendepunkt in eine Einspritz-. strecke übergeht, wobei der Zentralwinkel der Regelstrecke größer ist als der Zentralwinkel der Einspritzstrecke und der dem Saughub zugeordnete Zentralwinkel. Die Steigung der Regelstrecke ist dabei geringer als die Steigung der Einspritzstrecke. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Nockenscheibe im Druckabschnitt derart spiralförmig ausgebildet ist, daß die Radien der Spirale entgegen dem Drehsinn der Nockenscheibe zunehmen. Je nach der Drehzahl wird dann die Unterbrechung der Kraftstoffzuführung durch diesen spiralförmigen Abschnitt der Nockenbahn langsamer oder schneller bewirkt, so daß im Arbeitsraum eine von der Drehzahl in der gewünschten Weise abhängige Kraftstoffmenge vorhanden sein wird, wenn dort der Druckanstieg beginnt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 ist ein senkrechter Schnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe;

F i g. 1 a zeigt das Profil der Nockenscheibe der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Fig. 1;

F i g. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment bei Brennkraftmaschinen;

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F i g. 3 bis 12 zeigen verschiedene Betriebsstel- einer der Entladung der Fördermenge zugeordneten lungen einer Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß dei Einspritzstrecke ß₂ eine dieser vorangehende Regel-Erfindung, strecke/^ aufweist, deren Steigung/?/ geringer ist

In Fig. 1 ist eine Kraftstoff einspritzpumpe mit als die Steigung/?/ der Einspritzstrecke ß₂, wie dies Drosselregelung für eine Vierzylinder-Brennkraft- 5 aus Fig. la hervorgeht. Die Nockenbann ist somit maschine dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzpumpe auf der Nockenscheibe 63 im Abschnitt ß_x spiralweist einen zwischen einer Saugseite 40 und einer förmig ausgebildet.

Druckseite 41 angeordneten Pumpenkolben 42 auf. Die Verhältnisse der Drehzahlabhängigkeit des

Der Pumpenkolben 42 gleitet in einem Zylinder 43, Drehmomentes sind in F i g. 2 dargestellt. Als Absder als Einsatz in einer Bohrung des oberen Pum- ίο zissen sind die Drehzahlen« und als Ordinaten die pengehäuseteiles 44 liegt. Der hohle Pumpenkolben entsprechenden Drehmomente M aufgetragen. Die 42 ist mit einem Saugventil 77 ausgestattet, das den mit vollen Linien gezeichnete Kurve α stellt den Ver-Hohlraum78 des Pumpenkolbens 42 abschließt. Der lauf des Drehmomentes M von mit den bekannten Arbeitsraum 74 4er Kraftstoffeinspritzpumpe ist saug- Kraftstoffeinspritzpumpen ausgerüsteten Brennkraftseitig durch das Saugventil 77 und druckseitig durch 15 maschinen bei verschiedenen Drehzahlen η dar. Es ein Druckventil 53 abgeschlossen. Das Saugventil 77 ist ersichtlich, daß im Gebiet der niedrigeren Drehist mittels einer Zugfeder 79 am Boden des Hohl- zahlen, etwa unterhalb der Drehzahl n_v das Drehraumes 78 des Pumpenkolbens 42 verankert, wobei moment M mit der Verringerung der Drehzahl η abdie Zugfeder 79 das Saugventil 77 in seiner Schließ- nimmt. Die mit gestrichelten Linien gezeichnete lage zu halten trachtet. Im Pumpenkolben 42 sind 20 Kurve b stellt den Zusammenhang zwischen Dreh-Kanäle 80 vorgesehen, mittels welcher die Zu- momentM und Drehzahl« bei Kraftstoffeinspritzströmungskanäle 58 gesteuert werden. pumpen dar, welche in der oben beschriebenen Weise

Die Zuströmung des Kraftstoffes von der Saug- unabhängig von der Drehzahl eine gleichbleibende seite 40 her erfolgt über einen Drosselschieber 54, Fördermenge liefern sollten. Aus dem Schaubild ist der in einem Zylinder 55 drehbar angeordnet ist und 25 es ersichtlich, daß die Kurve b in Richtung auf die mit dem nicht dargestellten Regelventil in der Saug- niedrigeren Drehzahlen zu ebenfalls abfällt. Die mit leitung einer Brennkraftmaschine verbunden werden strichpunktierten Linien gezeichnete Kurve c stellt kann. Vom Drosselschieber 54 fließt der Kraftstoff hingegen den Zusammenhang zwischen Drehin einen Speiseraum56 mit kreisförmigem Quer- momentM und Drehzahlen« bei den erfindungsschnitt, aus welchem er in einen ringförmigen Ver- 30 gemäßen Kraftstoffeinspritzpumpen dar. Wie das teilungsraum 57 gelangt. Radiale Kanäle 58 führen Schaubild zeigt, ist das Drehmoment um so größer, vom Verteilungsraum 57 in den Zylinderraum 59. je geringer die Drehzahl η ist.

An das Gehäuseoberteil 44 schließt sich ein Ge- Das Druckventil 53 wird durch eine Druckfeder

häuseunterteil 61 an, in welchem eine Nockenwelle 48 auf seinen Sitz 45 gedrückt. Das Saugventil 77 62 gelagert ist. Auf der Nockenwelle 62 ist ein Nok- 35 dient zum Abschließen des Kolbenraumes 78 im ken 63 befestigt, der beim Umlauf der Nockenwelle Kolben 42 der Pumpe. Der Kraftstoff fließt von der 62 den Kolben 42 antreibt. Die Bewegungen des Saugseite über einen radialen Kanal 58 dem Kolben-Pumpenkolbens 42 werden demnach durch den hohlraum 78 zu.
Nocken 63 gesteuert. In der Ausgangslage steht die Rolle 68 am Anfang

Der Antrieb des Pumpenkolbens 42 erfolgt mittels 40 des Saugabschnittes α, so daß der Pumpenkolben 42 eines Stößels, dessen Hülse 64 in einer entsprechen- mit dem Saugventil 77 seine obere Totpunktlage einden Bohrung des Gehäuseunterteiles 61 gleitbar an- nimmt, in welcher das Druckventil 53 durch den geordnet ist. Für die Geradeführung sorgt eine Pumpenkolben 42 unter Zwischenschaltung des Saug-Schraube 65, deren Spitze 66 in eine Ausnehmung ventils 77 angehoben bleibt. Auf der Druckseite der der Hülse 64 eingreift. Die Schraube 65 ist im Ge- 45 Kraftstoffemspiitzpumpe herrscht zunächst der Einhäuseunterteil 61 gegen Verdrehung durch einen spritzdruck, der die Einspritzung des Kraftstoffes aus Bolzen 67 gesichert. In der Hülse 64 ist einerseits der Druckseite bewirkt. Nach erfolgter Einspritzung die mit dem Nocken 63 zusammenarbeitende Rolle stellt sich ein geringerer Druck ein, der vom Schließ-

68 gelagert, andererseits ist sie mit einem Anschlag druck der nicht dargestellten Einspritzdüse ab-

69 verschraubt, der mit einem Außengewinde ver- 50 hängig ist.

sehen und gegen den der Kolben 42 durch eine Bei weiterer Drehung der Nockenwelle 62 in Rich-

Druckfeder 70 kraftschlüssig gehalten ist. rung des Pfeiles 88 wird die Betriebslage gemäß

Der Umfang des Nockens 63 ist entsprechend der Fig. 3 und 4 erreicht. Die Rolle68 läuft dabei im Zylinderzahl der Brennkraftmaschine, der die Kraft- Saugabschnitt der Nockenbahn, so daß der Pumpenstoffeinspritzpumpe zugeordnet werden soll, in vier 55 kolben 42 sich in Richtung des Pfeiles 92 nach unten Abschnitte unterteilt, wobei die Nockenbahn in bewegt. Unter Einwirkung der Feder 48 nimmt an jedem Abschnitt einen der Zuströmung von Kraft- dieser abwärts gerichteten Bewegung auch das Druckstoff aus der Saugseite 40 zugeordneten Saugab- ventil so lange teil, bis es auf seinen Sitz 45 zu liegen schnitt α und einen der Verdrängung des zugeströmten kommt.

Kraftstoffes in die Druckseite 41 zugeordneten Druck- 60 Während des Saugabschnittes <x nähert sich der abschnitt β aufweist. Die beiden Abschnitte α und β Pumpenkolben 42, wie dies die F i g. 5 und 6 darsind voneinander durch einen Abschnitt γ mit gleich- stellen, seiner unteren Totpunktlage, wobei sich die bleibendem Krümmungsradius getrennt. Ventile 53 und 77 bereits voneinander getrennt

Die Ansätze 71 bzw. 72 dienen zur Befestigung der haben, so daß im Arbeitsraum 74 ein Unterdrück Kraftstoffeinspritzpumpe am Zylinderblock einer 65 entsteht.
Brennkraftmaschine. Nun läuft die Rolle 68 zunächst auf den der unte-

Die drehzahlabhängige Regelung der Füllung wird ren Totpunktlage des Pumpenkolbens 42 entspredadurch erreicht, daß der Druckabschnitt β neben chenden Abschnitt γ mit unveränderlichem Krüm-

mungshalbmesser auf, wie dies in Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Die Zuströmungskanäle 58 stehen dabei mit den Durchströmungskanälen 80 bündig, so daß in Richtung der Pfeile 98 Kraftstoff hereinströmt und den Hohlraum 78 des Pumpenkolbens 42 anfüllt. Die gemeinsame Wirkung des Überdruckes im Hohlraum 78 und des im Arbeitsraum 74 herrschenden Unterdruckes überwindet die Schließkraft der Zugfeder 79, so daß das Saugventil 77 seine Schließlage am oberen Rand des Pumpenkolbens 42 verläßt und der Kraftstoff in Richtung der Pfeile 99 aus dem Hohlraum 78 in den Arbeitsraum 74 überströmt.

Inzwischen gelangt die Rolle 68 in aus den F i g. 9 und 10 ersichtlicher Weise auf den Regelabschnitt /S₁, wodurch der Pumpenkolben 42 verhältnismäßig langsam in Richtung des Pfeiles 100 seine untere Totpunktlage verläßt. Die Zuströmung des Kraftstoffes aus dem Hohlraum 78 in den Arbeitsraum 74 hält dabei noch an, obwohl der Druck im Arbeitsraum 74 bereits ansteigt und infolge der Verminderung des Druckunterschiedes zwischen den Räumen 74 und 78 die Zugfeder 79 das Saugventil 77 bereits in seine Schließlage am oberen Rand des Pumpenkolbens.42 zu bewegen beginnt.

Wenn die Rolle 68 den Einspritzabschnitt ß₂ gemaß den Fig. 11 und 12 erreicht, hat das Saugventil 77 seine Schließlage wieder eingenommen, wodurch dann der Druck im Arbeitsraum 74 rasch zunimmt. Infolge dieser Druckerhöhung wird das Druckventil 53 von seinem Sitz 45 abgehoben, wobei der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 74 in Richtung der Pfeile 101 der Druckseite zuströmt. Sobald der Druck an der Druckseite die Höhe des Öffnungsdruckes des Einspritzventils erreicht, findet die Einspritzung statt.

Am Ende des Einspritzabschnittes /J₂ steht die Rolle 68 wiederum am Anfang des Saugabschnittes <x, womit dann der oben beschriebene Vorgang von neuem beginnt.

Es kann leicht eingesehen werden, daß infolge der Anordnung des Regelabschnittes /J₁ die Fördermenge in der gewünschten Weise drehzahlabhängig ist. Läuft nämlich die Nockenwelle 62 langsam um, so ist der Arbeitsraum 74 mit Kraftstoff schon angefüllt, wenn die Rolle 68 noch am Anfang des Regelabschnittes /J₁ läuft. Das Saugventil 77 wird demnach bereits am Anfang des Regelabschnittes /J₁ geschlossen, was einer größeren Fördermenge entspricht. Bei geringen Drehzahlen ist daher die Fördermenge und somit das Drehmoment des Motors verhältnismäßig größer. Bei höheren Drehzahlen der Nockenwelle 62 steht dem Kraftstoff verhältnismäßig weniger Zeit zum Anfüllen des Arbeitsraumes 74 zur Verfügung, wozu auch eine Änderung der Drosselungsverhältnisse an dem sich schließenden Einströmquerschnitt der Öffnungen 58 und 80 kommt, so daß das Saugventil 77 erst später im Regelabschnitt /S₁ geschlossen wird, was einer geringeren Fördermenge entspricht. Dadurch wird aber auch das Drehmoment bei höheren Drehzahlen entsprechend geringer.

Claims

Patentanspruch:

Kraftstoffeinspritzpumpe mit Drosselregelung für Brennkraftmaschinen veränderlicher Drehzahl, mit einem zwischen einer Saugseite und einer Druckseite angeordneten Pumpenkolben, einem zwischen Pumpenkolben und Druckseite angeordneten Arbeitsraum, einem als Rückschlagventil in Form einer flachen Scheibe ausgebildeten Saugventil zwischen Pumpenkolben und Arbeitsraum und einem zwischen Arbeitsraum und Druckseite angeordneten und sich gegen den Arbeitsraum schließenden, als flache Scheibe ausgebildeten Druckventil, wobei die Steuerung der Kraftstoffzuführung und der Einspritzung mittels einer umlaufenden Nockenscheibe bewirkt wird und zwecks Entspannung der Druckseite, Entlüftung des Arbeitsraumes und Regelung der Fördermenge das Druckventil am Ende des Druckhubes und am Anfang des Saughubes angehoben und die während des Druckhubes eingetretene Unterbrechung der Verbindung zwischen Saugseite und Druckseite durch den Pumpenkolben aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenbahn auf der Nockenscheibe (63) im dem Druckhub zugeordneten Abschnitt (ß) eine in der Drehrichtung spiralförmig zunehmende Regelstrecke (/J₁) aufweist, die über einen Wendepunkt in eine Einspritzstrecke (/S₂) übergeht, wobei der der Regelstrecke zugeordnete Zentralwinkel (/J₁) größer ist als der der Einspritzstrecke zugeordnete Zentralwinkel OS₂) und der dem Saugabschnitt zugeordnete Zentralwinkel (α) und der Neigungswinkel GS₁') der Regelstrecke OS₁) geringer ist als der Neigungswinkel (/S₂') der Einspritzstrecke Oe₂).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 613 020, 713 434, 764038, 805 580, 818 595, 826 669, 861342,
183;

österreichische Patentschrift Nr. 87112;

schweizerische Patentschrift Nr. 218 190;

britische Patentschrift Nr. 510 748;

USA.-Patentschriften Nr. 1999 967, 2007 197,
2260414.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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