DE1451963C - Regeleinrichtung für Brennstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Brennstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, welchen der Brennstoff von einer Speisepumpe über ein Zumeßglied zugeleitet wird, wobei die Einspritzung mittels zweier in einer Bohrung hin- und herbeweglicher Kolben erfolgt, die mit.einem Nockenring zusammenarbeiten, der zwecks Veränderung des Einspritzbeginns von einem in einem Steuerzylinder verschiebbaren Kolben verdrehbar ist, der von dem über ein Drosselglied regelbaren Brennstoffdruck beaufschlagt wird, wobei durch die kontinuierliche Einstellung der Einspritzmenge durch Verstellung am Zumeßglied eine kontinuierliche Veränderung des Einspritzbeginns mittels des Drosselgliedes erzielbar ist.

Bei einer bekannten Regeleinrichtung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 092 727) steuert der auf den Kolben wirkende Brennstoffdruck über ein Ventil zeitlich die Einspritzung des Brennstoffs. Dabei steuert dieses Ventil gleichzeitig die Brennstoffmenge. Bei der bekannten Regelvorrichtung nach dem deutschen Patent 840 029 steuert das gleiche Ventil auch die Menge des von der Speisepumpe zur Einspritzpumpe geförderten Brennstoffs, und bei einer Ausführung wird vorgeschlagen, ein zweites mit dem Drosselventil gekuppeltes Ventil vorzusehen.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird der wirksame Bereich einer Öffnung gesteuert. Es ist aber schwierig, Teile herzustellen, die gleichzeitig eine veränderliche Einengung bewirken und bei relativer Bewegung zueinander eine genaue vorbestimmte Änderung ermöglichen.

Beispielsweise* zeigt die obengenannte deutsche Auslegeschrift eine Änderung des wirksamen Bereichs einer Öffnung durch winklig bewegte Teile. Dabei ist die Winkelbewegung dieser Teile für eine wirksame Änderung der Öffnung sehr klein. Wenn diese Winkelbewegung größer sein soll, dann müßte man die Teile sehr genau bearbeiten, was teurer wäre, oder man müßte die durch die Öffnung hindurchtretende Brennstoffmenge durch Druckerhöhung vergrößern, was eine größere Pumpe erfordert.

Bei der Erfindung wird zur Vermeidung dieser Nachteile ein besonderes in einer Bohrung gleitendes Ventil vorgesehen, das den auf den Kolben wirkenden Druck steuert. Das erfolgt mittels einer Feder des die der Maschine zugeführte Brennstoffmenge regelnden Teils, das eine Nockenfläche hat, die aber verhältnismäßig leicht und billig herzustellen ist.

Bei einer Regelvorrichtung, wie anfangs beschrieben, besteht die Erfindung darin, daß das Drosselglied durch ein in einer Kammer axial beweglich angeordnetes Ventil gebildet ist, das vom Brennstoffdruck beaufschlagt ist und sich über eine Feder an einem Anschlag abstützt, der gemeinsam mit der Verstellung am Zumeßglied verstellbar ist.

Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungen erläutert.

F i g. 1 zeigt im Schnitt eine Seitenansicht einer Ausführungsart der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1;

F i g. 3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der F i g. 1;

F i g. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der F i g. 1;

F i g. 5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der F i g. 1;

F i g. 6 zeigt eine Abänderung eines Einzelteils der Fig. 1;

F i g. 7 ist ebenfalls eine Abänderung eines Einzelteils.der in F i g. 1 gezeigten Pumpe;

F i g. 8 ist eine weitere Abänderung eines Einzelteils der in F i g. 1 gezeigten Pumpe;

F i g. 9 ist eine weitere Abänderung eines Einzelteils der in Fig. 1 gezeigten Pumpe;

Fig. 10 ist eine weitere Abänderung eines Einzelteils der in F i g. 1 gezeigten Pumpe.

An einem Ende des Gehäuses 1 ist als Speisepumpe ' eine Schaufelradpumpe 2 vorgesehen. Der Einlaß 3 und der Auslaß 4 dieser Pumpe sind über ein Rückschlagventil 5 miteinander verbunden, das den Brennstoffdruck in Abhängigkeit von der Drehzahl der Pumpe regelt.. Am anderen Ende des Gehäuses ist die Brennstoffeinspritzpumpe vorgesehen, die aus einem Drehkopf 6 und einem Verteiler 7 besteht, der die sich drehenden Teile der Speisepumpe und der Einspritzpumpe miteinander verbindet. Der Drehkopf ist mit einer Antriebswelle 12 gedoppelt, die synchron von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Drehkopf hat eine Querbohrung 8, in der zwei hin-

»o und hergehende Kolben 9 vorgesehen sind, die über Rollen 10 an ihren äußeren Enden mit einem ringförmigen Nocken 11 zusammenarbeiten.

In dem Gehäuse 1 liegt ein sich radial erstreckender Zylinder 13, dessen inneres Ende bei sjch drehen-

»5 dem Verteiler 7 mit mehreren radialen, in gleichem Winkelabstand angeordneten Einlaßleitungen 14 des Verteilers in Verbindung gebracht werden kann. Diese Leitungen stehen in Verbindung mit einer axialen Leitung 15, die mit einem Ende mit den Bohrungen des Drehkopfes in Verbindung steht und mit ihrem anderen Ende mit einer radialen Leitung 16. Die Leitung 16 ihrerseits kommt bei sich drehendem Verteiler mit mehreren Öffnungen 17 des Gehäuses in Verbindung, die zu den nicht dargestellten Einspritzdüsen führen.

Das innere Ende des Zylinders 13 kommt außerdem bei sich drehendem Verteiler mit mehreren ,Längseinschnitten 18 in Verbindung, die in dem Umfang des Verteilers ausgebildet sind. Diese Einschnitte 18 haben Verbindung mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Einschnitt 19, der mit einer Leitung 20 des Auslasses 4 der Speisepumpe immer in Verbindung steht.

Wenn sich der Verteiler dreht, kommt das äußere Ende des Zylinders 13 abwechselnd mit jedem der Längseinschnitte 18 in Verbindung, und zwar über eine Leitung 21 des Gehäuses. In dem Zylinder liegt ein sich in Axialrichtung bewegendes Teil 22, dessen Bewegung nach außen durch einen axial beweglichen Anschlag 23 begrenzt wird.

Wenn der Verteiler sich dreht, fließt der Brennstoff von der Speisepumpe über die Längseinschnitte 18 auch zum inneren Ende des Zylinders 13 und bewegt das Teil 22 nach außen gegen den Anschlag 23. Während dieser Zeit bewegen sich die Kolben 9 durch den Nocken 11 nach innen, während eine weitere Leitung 24 in dem Gehäuse, die mit einem Ende mit dem äußeren Ende des Zylinders 13 in Verbindung steht, mit ihrem anderen Ende abwechselnd mit weiteren Leitungseinschnitten 25 des Verteilers zur Deckung kommt, so daß der Brennstoff vom äußeren Ende des Zylinders zum Einlaß 3 der Speisepumpe entweichen lcann. Dreht sich der Verteiler weiter, dann wird Brennstoff von der Brennstoffpumpe über die Leitung 21 zum äußeren Ende des Zylinders 13 gefördert, und das Teil 22 wird nach innen bewegt, so daß der vorher zum inneren Ende des Zylinders geleitete Brennstoff zur Bohrung in dem Drehkopf

gelangt, und zwar über eine von den Einlaßleitungen 14 und über die axiale Leitung 15. Wenn man also die axiale Einstellung des Anschlages 23 verändert, ändert sich die Brennstoffmenge, die durch die Pumpe der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Zweckmäßig wird die axiale Einstellung des Anschlages 23 von einer verdrehbaren Nockenplatte 26 gesteuert, deren Winkeleinstellung mechanisch durch einen Arm 27 eingestellt wird, oder durch eine Dros-

bleibt der Kolben so lange, wie der Auslaßdruck der Speisepumpe und die Einstellung des Anschlages gleichbleiben. Wenn eine dieser beiden Kräfte auf den Kolben unausgeglichen wird und die öffnung 37 wie-5 der freÜiegt, dann kann Brennstoff in den Zylinder 28 ein- oder aus dem Zylinder 28 austreten, je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens. In diesem Beispiel hängt also der Zeitpunkt der Brennstoffeinspritzung sowohl von der Drehzahl als auch von der Belastung

gedrückt wird. Die Feder 30 stützt sich gegen den Kolben und das andere Zylinderende ab. Auf dem Umfang des Ringnockens liegt ein Arm 31, der sich

druckes auf das von der Feder entfernte Zylinderende sich der Kolben gegen die Wirkung der Feder bewegt, wodurch der Ringnocken um einen gewissen

sei, deren maximale Bewegung durch einen Anschlag io der Brennkraftmaschine ab. 26 a begrenzt wird (F i g. 3). Bei der Abänderung nach F i g. ή hat die Kammer

In der Nähe der Einspritzpumpe in dem Gehäuse 32 einen Teil geringeren Durchmessers, und zwar an ist ein weiterer Zylinder 28 vorgesehen, dessen Achse dem Ende, das mit dem Umfangseinschnitt 19 in Verparallel zu einer Tangente des Ringnockens 11 ver- bindung steht. In der Kammer liegt ein entsprechend läuft. In diesem Zylinder bewegt sich ein Kolben 29, »5 geformtes Ventil 40, durch das eine Leitung 40 a mit der durch eine Druckfeder 30 gegen ein Zylinderende verengter öffnung führt. Der breitere Teil der Kammer steht über die Leitung 38 mit dem den Drehkopf umgebenden Raum und ebenso auch mit einer Überlauföffnung 41 in der Wandung der Kammer in Ver-

vom Nocken aus in einen Ausschnitt des Kolbens er- ao bindung. Die Feder 36, der Anschlag 35 sowie die streckt, derart, daß bei Einwirkung des Brennstoff- Leitung 33 sind ebenso ausgeführt wie in dem vorher

beschriebenen Beispiel. Die abgeänderte Einrichtung arbeitet wie folgt:

Wenn die Brennstoffpumpe mit konstan-ter Dreh-Winkel verdreht wird und der Einspritzbeginn der 35 zahl läuft und die Einstellung des Nockens fest ist. Pumpe damit geändert wird. Der auf den Kolben 29 dann fließt Brennstoff durch die öffnung 41 und wirkende Brennstoffdruck rührt von der Speise- durch die Leitung 33, und der Druck in dem mit dem pumpe 2 her und wird durch ein Ventil im Gehäuse Zylinder 28 in Verbindung stehenden Teil der Kamgesteuert. Dieses Ventil besteht aus einer Zylinder- rner wird infolge Austritts des Brennstoffs durch die kammer 32, die mit einem Ende über eine Leitung 33 30 öffnung 41 auf einen bestimmten Wert gehalten. Die mit dem Zylinder 28 Verbindung hat, während ~das aus der Kraft der Feder und aus diesem Druck herandere Ende mit dem Umfangseinschnitt 19 in Ver- rührende Kraft, die auf das Ende des Ventilgliedes bindung steht. Zwischen dem Ende der Leitung 33 mit größerem Durchmesser einwirkt, ist also im und dem Zylinder befindet sich ein Einwegventil 33 a Gleichgewicht mit der Kraft, die von dem Druck am (Fig. 2), das sich nur schließen kann, unfzu verhin- 35 Auslaß der Speisepumpe herkommt und auf das Ende dem, daß Brennstoff von der Kammer in die Leitung des Ventils mit kleinerem Durchmesser einwirkt, gelangt, wenn der Kolben 29 von den Rollen und dem Wenn sich entweder die von der Feder oder die von Ringnocken her bewegt wird. In der Kammer liest dem Brennstoffdruck auf dieses Ende des Ventils ein axial beweglicher Kolben 34, und an einem Ende wirkende Kraft ändert, beispielsweise wenn sich die der Kammer ist ein axial einstellbarer Anschlag 35 40 Belastung oder die Drehzahl ändert, bewegt sich das vorgesehen. Die axiale Einstellung dieses Anschlages Ventil und ändert die wirksame Größe der öffnung wird von der obenerwähnten Nockenplatte 26 be- 41. Damit ändert sich der Brennstoffdruck auf das stimmt, und zwischen diesem Anschlag und dem KoI- andere Ende des Ventils, so daß Gleichgewicht aufben34 liegt eine Schraubendruckfeder 36. In der rechterhalten wird. Da der auf dieses andere Ende Wandung der Zylinderkammer 32 liegt eine öffnung 45 des Ventils wirkende Druck auf den Kolben 29 ein-37, die zu dem die Feder enthaltenden Ende der wirkt, ändert sich der Einspritzbeginn. Kammer führt und die, wenn der Kolben 34 sich im Gemäß Fig. 7 hat die Kammer 32 zylindrische

Gleichgewicht befindet, von einem Teil des Kolbens Form und nimmt ein Ventil 42 mit einer verengten überdeckt wird. Außerdem steht ein radialer Ein- öffnung 43 auf. Außerdem endet hier die Leitung 38 schnitt des Kolbens 34 über eine Leitung 38 mit dem 50 in einer Überlauföffnung 44, die von einem Teil des Einlaß der Speisepumpe in Verbindung, und zwar Ventils teilweise abgedeckt wird. Sonst ist der Betrieb

dieser Ausführung der gleiche wie im vorher beschriebenen Beispiel.

Bei der Ausführung nach Fig. 8 ist die Kammer 55 32 ebenfalls zylindrisch und hat eine ßlende 46 mit einer verengten öffnung 47. Das Ventil 45 legt, wie im vorher beschriebenen Beispiel, eine öffnung 48 in der Wandung der Kammer frei, die mit der Leitung 38 in Verbindung steht. Der Betrieb dieser Ausfüh-

das Ende des Kolbens wirkende Brennstoffdruck den 60 rung ist insofern etwas verschieden, als das Ventil Kolben derart, daß die öffnung 37 freiliegt, so daß nicht dem Auslaßdruck der Pumpe 2 unterliegt, sonalso Brennstoff von dem Einschnitt 19 zum Zylinder
28 gelangen kann, wodurch der Kolben 29 gegen die
Wirkung der Feder 30 bewegt wird. Dadurch ändert

sich der Einspritzbeginn. Wenn der Druck auf das 65 so daß der auf das Ventil 45 wirkende Druck sich bei Ende des Kolbens, das der Feder zugewandt ist, an- Änderung des Auslaßdruckes der Speisepumpe 2 nicht steigt, dann wird der Kolben wieder so bewegt, daß
die öffnung 37 abgedeckt wird. In dieser Lage ver

führt die Leitung 38 in den um den Drehkopf herum liegenden Raum, der über eine nicht dargestellte Leitung mit dem Einlaß der Speisepumpe in Verbindung steht.

Wenn die Nockenplatte 26 zwecks Verringerung der Brennstoffmenge bewegt wird, bewegt sich der Anschlag 35 derart, daß die Kraft der Feder 36 auf den Kolben 34 geringer wird. Dann bewegt der auf

dem nur dem auf den Kolben 29 wirkenden Druck. Die Größe des durch die öffnung 48 gebildeten Durchlasses ist groß im Vergleich zu der öffnung 47,

wesentlich ändert. Infolgedessen erfolgt die Steuerung des Ventils 45 und damit die Steuerung des auf den

Kolben 29 wirkenden Brennstoffdruckes nur auf Grund der Hinstellung des Anschlages 35, also nur entsprechend der dem Motor zugeleiteten Brennstoffmenge.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 9 ist die S Nockenplatte durch einen Kolben 50 ersetzt, der in einem Zylinder 51 gleitet. Hin Ende dieses Zylinders steht mit dem Auslaß 4 der Speisepumpe in Verbindung, so daß der Kolben durch den Brennstoffdruck von einem Ende des Zylinders wegbewegt wird. Dieser Bewegung widersteht eine Feder 52. die zwischen dem Kolben und einem ausschwingbaren Arm 53 liegt. Der Arm 53 wird von dem Bedienenden eingestellt. An gegenüberliegenden Punkten des Kolbens ist er mit Nocken 54, 55 versehen, und gegen einen Nocken 54 legt sich ein Teil 22 an. Der andere Nocken 55 stellt den Anschlag 35 des Ventils 34 ein. Die Ausbildung dieses Ventils ist ebenso wie in Fig. 1. Der Kolben wirkt zusammen mit den Federn wie eine hydraulische Einstellung der Brennstoffmenge, die der ao Brennkraftmaschine zugeführt wird. Zur Begrenzung der maximalen Brennstoffmenge kann ein Anschlag 50« vorgesehen sein.

Bei der Ausführung nach Fig. 10 ist ebenfalls wie bei der nach Fig.¹) eine hydraulische Regelung vor- »5 gesehen. Das Ventil 34 hat dabei drei Stege. Der mittlere Steg deckt eine Öffnung 56 in der Wandung des Zylinders ab. wenn das Ventil im Gleichgewicht ist. Die Räume zu beiden Seiten des mittleren Steges stehen mit dem Auslaß der Speisepumpe und mit dem Hinlaß der Speisepumpe über Leitungen 57 bzw. 58 in Verbindung. Die Öffnung 56 steht mit dem Zylinder 28 in Verbindung und ebenso mit dem Raum /wischen dem. Ventil 34 und dem Anschlag 35. In diesem Raum liegt eine Feder 59. Zwischen dem von der Feder 59 entfernt liegenden Ende des Ventils 34 und dem benachbarten Ende des Zylinders liegt eine weitere Feder 60. derart, daß bei Änderung der Einstellung des Anschlages das Vcntilglied sich so bewegt, daß die Öffnung 56 frei wird. Dann kann Brennstoff in die die Feder enthaltende Kammer fließen oder aus dieser Kammer heraus, so daß Gleichgewicht /wischen den auf das Ventil wirkenden Kräften hergestellt wird. Da die öffnung 56 auch mit dem Zylinder 28 in Verbindung steht, wird der Einspritzbeginn des Brennstoffs geändert.

Claims (7)

Patentansprüche:

1." Regeleinrichtung für Brennstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen, welchen der Brennstoff von einer Speisepumpe über ein Zumeßglied zugeleitet wird, wobei die Einspritzung mittels zweier in einer Bohrung hin- und herbeweglicher Kolben erfolgt, die mit einem Nocken-■·-■ .ring zusammenarbeiten, der zwecks Veränderung des Einspritzbeginns von einem in einem Steuerzylinder verschiebbaren Kolben verdrehbar ist. der von dem über ein Drosselglied regelbaren Brennstoffdruck beaufschlagt wird, wobei durch die kontinuierliche Einstellung der Einspritzmenge durch Verstellung am Zumeßgiied eine kontinuierliche Veränderung des Einspritzbeginns mittels des Drosselgliedes erzielbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselglied durch ein in einer Kammer axial beweglich angeordnetes Ventil (34. 40. 42. 45) gebildet ist. das vom . Brennstoffdruck beaufschlagt ist und sich über eine Feder (36. 591 an einem Anschlag (35) abstützt, der gemeinsam mit der Verstellung am Zumeßgiied (22) verstellbar ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (34) eine Spule mit zwei Stegen ist und in der Kammer eine öffnung vorgesehen ist, die mit dem Steuerzylinder (28) und mit dem die Feder (36, 59) enthaltenden Hnde der Kammer in Verbindung steht, wobei die öffnung bei Gleichgewichtslage der Spule von einem der Stege abgedeckt ist, und die Spule an dem von der Feder (36) entfernten Ende dem Auslaßdruck der Speisepumpe (2) unterliegt und zwischen den Stegen eine Einschnürung hat, die mit einer Quelle niedrigen Brennstoffdruckes in Verbindung steht, derart, daß bei Änderung der Einstellung des Anschlages (35) und/oder des Auslaßdruckes der Speisepumpe (2) die Spule sich bewegt und die öffnung freilegt, so daß Brennstoff durchfließen kann, wodurch sich der Brennstoffdruck in dem Zylinder (28) und in dem die Feder (36) enthaltenden Ende der Kammer ändert, bis die Spule wieder im Gleichgewicht ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Fcdej (36) enthaltende Ende der Kammer mit dem Zylinder in Verbindung steht und das Ventil ein Kolben (40. 42) ist. dessen von der Feder (36) entferntes Ende dem Auslaßdruck der Speisepumpe unterliegt, wobei das nahe der Feder liegende Ende des Kolbens eine Überlauföffnung (41. 44) in der Kammerwand mehr oder weniger freilegt, wobei der Kolben eine verengte Leitung (43) hat. durch die Brennstoff vom Auslaß der Speisepumpe (2) zu der Überlauföffnung (41, 44) fließt, derart, daß bei Änderung der Einstellung des Anschlages (35) und oder des Auslaßdruckes der Speisepumpe (2) der Kolben sich bewegt und die Größe der Überlauföffnung (41. 44) so verändert, daß die auf den Kolben einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Kolben (45) ist. dessen von der Feder (36) entferntes Ende eine mit einer Quelle niedrigeren Brennstoffdruckes in Verbindung stehende Überlauföffnung (48) mehr oder weniger freilegt, wobei das von der Feder entfernte Ende der Kammer über eine verengte öffnung (47) mit dem Auslaß (4) der Speisepumpe (2) in Verbindung steht und ebenso auch mit dem Zylinder, derart, daß bei Änderung der Einstellung des Anschlages der Kolben die Überlauföffnung (48) mehr oder weniger freilegt, so daß der auf das von der Feder entfernte Ende des Kolbens wirkende Druck sich ändert und die auf den Kolben wirkenden Kräfte im Gleich-. gewicht gehalten werden.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Spule mit zwei äußeren und einem inneren Steg ist (Fig. 10). wobei der innere Steg den Zufluß des Brennstoffs zu und den Abfluß durch eine öffnung (56) steuert, die mit dem Zylinder (28) und mit dem die Feder (59) enthaltenden Ende der Kammer in Verbindung steht, wobei ein enger Teil der Spule zwischen dem inneren Steg und dem der Federkraft unterliegenden Steg einem Druck unterliegt, der kleiner ist als der Auslaßdruck der Speisepumpe (2). während ein anderer

enger Teil der Spule dem Auslaßdruck der Speisepumpe (2) unterliegt, wobei in dem von der Feder entfernten Teil der Kammer eine weitere Feder (60) vorgesehen ist, die zwischen der Spule und dem Ende der Kammer wirkt, derart, daß bei 5 Änderung der Einstellung des Anschlages (35) die Spule sich bewegt und den Brennstofffluß durch die öffnung steuert, so daß die auf die Spule wirkenden Kräfte im Gleichgewicht gehalten werden.

6. Regeleinrichtung nach einem der An-Sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das

Zumeßglied durch ein von dem Brennstoff axial in einer Bohrung bewegtes Teil (22) gebildet ist, wobei die Bewegung durch einen Nocken (26) begrenzt wird, dessen Einstellung der gewünschten Brennstoffmenge entspricht, und der Anschlag (35) sich gegen den Nocken (26) anlegt.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (55) auf einem Stempel (50) ausgebildet ist, der vom Auslaßdruck der Speisepumpe (2) gegen die Wirkung einer Reglerfeder (52) bewegt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 009 619/160