DE1776253C3 - Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von Kraftstoffeinspritzpumpen - Google Patents

Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von Kraftstoffeinspritzpumpen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von Kraftstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen, mit einem tangential beweglichen Nockenring zur Veränderung des Einspritzzeitpunktes, mit einer Druckkammer, in der sich ein Verstellkolben befindet, der mit dem Nockenring verbunden ist, um ihn beim Ansteigen des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer in Vorwärtsrichtung zu bewegen, mit einem mit der Druckkammer verbundenen, zur Aufnahme und Abgabe von Kraftstoff ar l;e Druckkammer dienenden Kanal, einer ersten Kraftstoffquelle, deren Druck von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine abhängt, und mit einer zweiten Kraftstoffquelle, deren Druck von der Motorbelastung abhängt.
Da die Betriebsbedingungen einer mit Kraftstoffeinspritzung arbeitenden Brennkraftmaschine in gewissen Grenzen Schwankungen unterworfen sind, müssen Vorkehrungen getroffen werden, die automatisch sowohl eine drehzahl- als auch eine lastabhängige Verteilung des Einspritzzeitpunktes bewirken.
Bei einer bekannten Anordnung der genannten Art (US-PS 31 79 100) wird der Nockenring zur Verstellung der Kraftstoffzufuhrsteuerung mit Hilfe eines Verstellkolbens um bestimmte Winkel verschoben. Dieser Verstellkolben und die an ihn angeschlossenen Glieder zur Übertragung der Stellkräfte zu! den Nockenring sollen so beschaffen sein, daß sie den normalerweise auftretenden hohen Drücken ohne Bruchgefahr widerstehen und sich während des Betriebs auch nicht festklemmen oder festfressen.
Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung der genannten Art steht der Verstellkolben unter der Wirkung eines Rückschlagventils, auf das der von der Kraftstoffpumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck einwirkt, wobei das Rückschlagventil die Aufgabe hat, den Kraftstoffrückfluß zu verhindern, wenn der Druck in einer den Verstellschieber umgebenden Ringnut ansteigt, weil die Rollen des Pumpenkolbens auf die Nocken des Nockenrings auflaufen und deshalb den Verstellkolben axial zu verschieben suchen. Obwohl durch diese Vorrichtung mit zunehmenden Kraftstoffförderdruck der Nockenring durch den Stellkolben so gedreht wird, daß der Einspritzzeitpunkt verstellt wird, läßt diese Vorrichtung bezüglich ihrer Genauigkeit und Betriebssicherheit noch zu wünschen übrig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die bekannte Vorrichtung so auszubilden, daß die drehzahl- und lastabhängige Verstellung des Einspritzzeitpunktes der Kraftstoffeinspritzpumpe noch genauer und betriebssicherer als Funktion zweier Drucke erfolgt, nämlich des in der den Verstellkolben aufnehmenden Druckkammer herrschenden Druckes, der von dem Druck der ersten Kraftstoffquelle und damit der Motordrehzahl abhängt, und des von der Motorbelastung abhängenden Druckes, der dem Druck einer zweiten Kraftstoffquelle entspricht.
D;e Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch ein auf den ersten und auf den zweiten Druck ansprechendes Steuerventil zur wahlweisen Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal und einer Druckmittelquelle zur Vergrößerung der in der Kammer vorhandenen Kraftstoffmenge bei Erhöhung der Motordrehzahl und zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal und einem Austragskanal zur Kraftstoffabgabe aus der Druckkammer, um beim Sinken der Belastung des Motors den Verstellkolben in Nockenringrückstellrichtung zu verschieben.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung läßt sich das Steuerventil in Bohrung des Verstellkolbens anordnen und in axialer Rieht· Tg zum Verschließen und öffnen einer öffnung des Kauais in der Wandung des Verstellkolbens verschiebbar lagern, wobei die öffnung zur Kraftstoffzuführung in die Druckkammer geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil in der einen axialen Stellung befindet, und zur Flüssigkeitsableitung aus der Druckkammer geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil in der anderen Axialstellung befindet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Längsschnittansicht einer Kraftstoffeinspritzpumpe und
F i g. 2 eine"vergrößerte Querschnittsansicht längs der Linie 2—2 in F ig. 1.
Am rechten Ende des in F i g. 1 dargestellten Pumpengehäuses 10 befindet sich eine Flügelradförderpumpe 18, die von dem Rotor 14 angetrieben wird und mit einer Eintrittsöffnung 16 sowie mit einer Austrittsöffnung 17 versehen ist Ein diagonaler Eintrittskanal 20 beliefert die Förderpumpe 18 mit Kraftstoff aus einer Eintrittsleitung 22, die an einem Kraftstoffvorratsbehälter angeschlossen ist Die Förderpumpe gibt den Kraftstoff unter Druck durch einen Austrittskanal 24 an einen in dem Gehäuse 10 befindlichen Luftabscheider 26 ab, von dem aus der Kraftstoff einem federbelasteten Druckregulierventil zuströmt, das den Austrittsdruck der Pumpe 10 steuert Von diesem nicht dargestellten Ventil aus strömt ein Kraftstoff zu dem Zentrifugal-Dosierventil 34 unter einem Druck, der von der Drehzahl des Antriebsmotors abhängt Die Kraftstoffabgabe erfolgt über die Leitung 33. Überschüssiger Kraftstoff wird durch die Leitung 35 zum Förderpumpeneintrittskanal 20 zurückgeführt
Eine mit 40 bezeichnete Hochdruckeinspritzpumpe besteht aus zwei gegenüberliegend angeordneten, verschiebbaren Tauchkolben 44, deren äußere Enden mit in Durchgängen 48 geführten Kolbenschuhen 46 in Berührung stehen. Diese Durchgänge 48 befinden sich in einer Antriebswelle 60, die mit einer Achse der Bohrung 42 im Rotor 14 fluchtet
Die Antriebswelle 60 wird vom Rotor 14 angetrieben.
Der Rotor 14 ist von einem Nockenring 50 umgeben, der ihn in der Umdrehungsebene der Tauchkolben 44 umschließt und in einer ringförmigen Bohrung 49 des Pumpengehäuses bezüglich seiner Winkellage einstellbar ist Der Nockenring weist mehrere Paare diametral gegenüberliegender Nocken 52 auf, die die Tauchkolben 44 gleichzeitig nach innen stoßen können, wodurch die Pumpe Kraftstoff abgibt Dabei laufen die Rollen 43 der Kolbenschuhe 46 auf die Nockenpaare 52 auf.
Wenn sich die Antriebswelle 60 dreht, werden die Förderpumpe 18 und die Einspritzpumpe 40 so betrieben, daß abgemessene Kraftstoffmengen unter Druck an mehrere Kraftstoffpumpenaustrittsöffnungen 64 abgegeben werden, die mit den Kraftstoffeinspritzdüsen der Brennkraftmaschine in Verbindung stehen. Während des Ansaughubs der Tauchkolben 44 wird von dem Dosierkanal 51 durch einen im Pumpengehäuse 10 befindlichen Kanal 66 und einen im Rotor 14 diagonal verlaufenden Kanal 68 Kraftstoff an die Einspritzpumpe abgegeben.
Ein Rückschlagventil 68a verhindert während des so Förderhubs der Einspritzpumpe 40 den Rückfluß durch den Eintrittskanal 68.
In F i g. 2 ist eine im Pumpengehäuse 10 vorhandene Querbohrung 100 gezeigt, in der ein axial beweglicher Verstellkolben 102 hin- und herbeweglich angeordnet ist Ein von dem Lutfabscheider 26 ausgehender Kanal
104 steht mit der Bohrung 100 in Verbindung und setzt diese unter den geregelten Förderpumpenaustrittsdruck. Der Verstellkolben 102 ist mit einem Steuerventil
105 versehen, das in einer Kammer 106 angeordnet ist, deren eines Ende durch den im Verstellkolben 102 befindlichen Kanal 108 mit dem Gehäusekanal 104 in Verbindung steht. In dem Steuerventil 105 berindet sich ein Rückschlagventil, daß den Rückfluß des Kraftstoffs durch den Kanal 108 als Folge einer intermittierenden Drehkraft die auf den Versteilkolben 102 infolge des Betriebs der Einspritzpumpe einwirkt, verhindert
Das Steuerventil 105 ist mit einer Druckfeder 109 ausgerüstet, die dem auf dem rechten Ende des Steuc-ventils lastenden Austrittsdruck der Förderpumpe entgegenwirkt was zur Folge hat daß der Austrittsdruck der Förderpumpe den Verstellkolben 102 nach links entgegen der Kraft der Druckfeder 109 verschiebt wenn die in Fig.2 dargestellte Ansicht zugrundegelegt wird. Das linke Ende der Feder 109 steht mit einem verschiebbaren Kolben 125 in Berührung, der dieselbe Querschnittsfläche besitzt wie das Steuerventil 105. Zwischen dem Kolben 125 und einer Einstellschraube 103 befindet sich eine Feder 126, deren Federkonstante kleiner ist als diejenige der Feder 109. Die zwischen der Einstellschraube 103 und dem Kolben 125 liegende Kammer 127 steht durch den Kanal 128 in ständiger Verbindung mit dem Ringraum 51 zwischen Rotor 14 und Antriebswelle 60.
Des weiteren ist das Steuerventil 105 mit einer ringförmigen Führung 110 versehen, die in axialer Richtung über die öffnung Ul im Verstellkolben 102 verschiebbar ist. Die öffnung 111 steht über den Kanal 112 mit der Druckkammer 113 in Verbindung, die sich am Ende der quer durch das Gehäuse laufenden Bohrung 100 befindet, wodurch an die Kammer unter Druck Kraftstoff abgegeben wird, sobald die ringförmige Führung UO des Steuerventils nach links bewegt wird um eine Verbindung zwischen dem Kanal 104 und der öffnung Hl über den Ringraum 107 und den Kanal 112 herzustellen. Insoweit als der Druck der Förderpumpe eine Funktion der Motordrehzahl ist, hängt die auf das Steuerventil 105 durch den Druck der Förderpumpe ausgeübte Kraft und damit die von dem Steuerventil eingenommene Stellung von der Motordrehzahl ab. Diese wiederum ist bestimmend dafür, ob die öffnung 111 mit dem Kanal 112 in Verbindung steht und damit zusätzlichen Kraftstoff von der Förderpumpe empfängt, wodurch der Verstellkolben 102 nach links verschoben und der Einspritzzeitpunkt vorverlegt wird, oder ob die öffnung 111 mit dem Austragskanal 114 in Verbindung steht, um danach einen Teil des in der Druckkammer 113 eingeschlossenen Kraftstoffs durch den Austragskanal 114 in das Pumpengehäuse zu entleeren und damit dem Verstellkolben 102 eine Bewegung nach rechts zu ermöglichen. Wie Γ ig. 2 entnommen werden kann, besitzt das linke Ende des Ringraums 107 einen verkleinerten Querschnitt, wodurch die dort hindurchgehende Kraftstoffströmung gedrosselt und der Betrieb des Steuerventils 105 stabilisiert werden.
Da das Ende der Feder 109 mit dem axial verschiebbaren Kolben 125 in Berührung steht, hängt offensichtlich die Stellung des Steuerventils 105 auch von dem Druck des in der Kammer 127 befindlichen, zugeteilten Kraftstoffs ab. Demzufolge bewegt sich bei einer Vergrößerung der Motorlast das Pilotventil nach rechts, um zu dem Verstellkolben 102 und dem Nockenring 50 eine Gleichgewichtslage einzunehmen, die so angeordnet sind, daß sie eine spätere Kraftstoffeinspritzung durch die Einspritzpumpe bewirken als bei einer größeren Belastung des Motors.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur drehzahl- und lastabhängigen Einspritzzeitpunktverstellung von Kraftstoffein- S spritzpumpen für Brennkraftmaschinen, mit einem tangential beweglichen Nockenring zur Veränderung des Einspritzzeitpunktes, mit einer Druckkammer, in der sich ein Verstellkolben befindet, der mit dem Nockenring verbunden ist, um ihn beim Ansteigen des Kraftstoffdruckes in der Druckkammer in Vorwärtsrichtung zu bewegen, mit einem mit der Druckkammer verbundenen, zur Aufnahme und Abgabe von Kraftstoff an die Druckkammer dienenden Kanal, einer ersten Kraftstoffquelle, deren Druck von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine abhängt, und mit einer zweiten Kraftstoffquelle, deren Druck vcn der Motorbelastung abhängt, gekennzeichnet durch ein auf den ersten und auf den zweiten Druck ansprechendes Steuerventil (105) zur wahlweisen Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal (112) und einer Druckmittelquelle zur Vergrößerung der in der Kammer (113) vorhandenen Kraftstoffmenge bei Erhöhung der Motordrehzahl und zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Kanal
(112) und einem Austragskanal (114) zur Kraftstoffabgabe aus der Druckkammer (113), um beim Sinken der Belastung des Motors den Verstellkolben (102) in Nockenringrückstellrichtung zu verschieben.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10S) in einer Bohrung des Verstellkolbens (102) gelagert und in axialer Richtung zum Verschließen und öffnen einer öffnung (111) des Kanals (112) in der Wandung des Verstelikolbens verschiebbar ist, wobei die öffnung (111) zur Kraftstoffzuführung in die Druckkammer
(113) geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil (105) in der einen Axialstellung befindet, und zur Kraftstoffableitung aus der Druckkammer geöffnet ist, sobald sich das Steuerventil in der anderen Axialstellung befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (105) mit einem Innendurchgang (108) versehen ist der zur Ergänzung der in der Druckkammer (113) befindlichen Kraftstoffmenge ständig mit der Kraftstoffquelle in Verbindung steht, und daß das Steuerventil (105) zur Verhinderung des Kraftstoffrückstroms durrh den Durchgang (108) ein Rückschlagventil enthält.
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