DE1807554B2 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Druckzündung - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit DruckzündungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit Druckzündung,
bestehend aus einer Einspritzung mit einem von einem Pumpenkolben begrenzten Arbeitsraum, an den über r>5
jeweils eine Einspritzleitung wenigstens eine Einspritzdüse angeschlossen ist, und aus dem während eines
Druckhubes des Pumpenkolbens über einen eine Drosselstelle aufweisenden Kanal Kraftstoff in einen
Aufnahmeraum gelangen kann, wobei der Betriebsbe- ft0
reich, in dem der Aufnahmeraum wirksam ist, in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine
mit Hilfe einer Abschaltvorrichtung von außen her steuerbar ist.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung in der vorstehend beschriebenen Art ist aus der FR-PS 14 95 537 bekannt.
Bei dieser Einspritzvorrichtung ist der Aufnahmeraum von einer axial verschiebbaren Wand begrenzt, die Teil
eines Kolbens ist, der durch eine der Vergrößerung des nur eine bestimmte Kraftstoffmenge aufnehmenden
Aufnahmeraumes entgegenwirkende Schraubendruckfeder belastet ist Dieser Aufnahmeraum dient dem
Zweck, in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine
eine bestimmte Menge des von der Einspritzpumpe gelieferten Kraftstoffs auf dem Wege
zur Einspritzdüse abzuzweigen, um durch ein hierdurch verändertes Einspritzgesetz die Verbrennunjsgeräusche
zu mildern. Um eine Kraftstoffabzweigung, z. B. oberhalb des unteren Drehzahlbereiches, zu verhindern,
wird bei der bekannten Einspritzvorrichtung die verschiebbare Wand in ihrer Ausgangsstellung, die dem
minimalen Fassungsvermögen des Aufnahmeraumes entspricht, über den drehzahlabhängigen Kraftstoffdruck
einer Kraftstofförderpumpe blockiert Bei dieser Einspritzvorrichtung bildet somit die verschiebbare
Wand einen funktionswichtigen Bestandteil der Einrichtung zur Abschaltung des Aufnahmeraumes. Im übrigen
erweist sich diese bekannte Art der Abschaltung des Aufnahmeraumes als relativ aufwendig und ist überdies
der Abschaitbereich nicht ohne weiteres frei wählbar.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß die Abschaltung des Aufnahmeraumes auf einfachere und von außen her freier wählbare Weise
möglich ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abschaltvorrichtung aus einem in dem zum
Aufnahmeraum führenden Kanal angeordneten, die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und
dem Aufnahmeraum nur im niedrigen Drehzahl- und Lastbereich freigebenden Dreh- oder Axialschieber
besteht
Mit Hilfe des im Kanal zwischen Pumpenarbeitsraum und Aufnahmeraum angeordneten Dreh- oder Axialschiebers
läßt sich der Betriebsbereich, in dem der Aufnahmeraum wirksam sein soll, einfacher und freier
wählen, zumal der jeweils verwendete Schieber sowohl
mechanisch, hydraulisch als auch elektromagnetisch betätigt werden kann.
Aus der GB-PS 8 61 753 ist zwar eine Einspritzvorrichtung bekannt, bei der der Kraftstoff aus dem
Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe in einen z. B. den Tank darstellenden Aufnahmeraum gelangen kann,
und zwar über einen eine Drosselstelle enthaltenden Kanal innerhalb einer axial beweglichen Kolbenstange.
Solange die Kolbenstange durch Federkraft oder, wie ein anderes Beispiel zeigt, durch die Kraft eines
Elektromagneten in ihrer Ausgangslage gehalten wird, ist die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum
und dem Aufnahmeraum offen. Wenn der Druck im Pumpenarbeitsraum einen vorgegebenen Wert erreicht
hat, bewegt sich die Kolbenstange nach oben, wodurch die Austrittsöffnung des Kanals in der Kolbenstange
versperrt wird. Die Abfuhr von Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum wird damit unterbrochen. Der
Druck, bei dem die Unterbrechung des Kanals eintritt, wird um so schneller erreicht, je höher die Drehzahl der
Brennkraftmaschine ist. Da bei dieser bekannten Einrichtung die an den Pumpenarbeitsraum angeschlossene
Einspritzdüse sich erst öffnet, nachdem der Kanal in der beweglichen Kolbenstange versperrt worden ist,
wird die abgezweigte Kraftstoffmenge jeweils vor dem Einspritzen des Kraftstoffs in die Zylinder entnommen.
Als Organ für die Abschaltung des Aufnahmeraumes dient mithin eine axial verschiebbare Kolbenstange, die
in Abhängigkeit vom Druck des Kraftstoffs im
Pumpenarbeitsraum betätigt wird. Eine Einflußnahme
von außen her durch Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine,
insbesondere zur Abschaltung des Aufnahmeraumes in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine,
ist hier nicht möglich.
Schließlich ist auch die Anordnung eines mechanisch vom Gasgestänge aus betätigten Drehschiebers im
Verlauf einer Kraftstoffleitung bekannt (US-PS 33 32407), die hier jedoch die Druckleitung zum
Druckraum der Einspritzdüse ist Der Drehschieber weist entsprechend seinen beiden Hauptbetriebsstellungen
zwei um 90° versetzte Durchgänge auf, von denen der eine gegenüber dem anderen als Drosseldurchgang
ausgebildet ist, um in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine die Kraftstoffzufuhr je Zeiteinheit
aus Gründen eines geräuscharmeren Laufs der Brennkraftmaschine zu reduzieren.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung besteht bei der Ausbildung der Abschaltvorrichtung als Drehschieber
letzterer aus einem mit einer einen Teil des Kanals zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Aufnahmeraum
bildenden Durchgangsbohrung versehenen Hahnküken, wobei zur weiteren Vereinfachung die als
Drosselbohrung ausgebildete Drosselstelle in der Durchgangsbohrung des Hahnkükens angeordnet ist.
Bei Verwendung eines Axialschiebers als Abschaltvorrichtung ist nach einer anderen Weiterbildung der
Erfindung eine am Axialschieber angeordnete Umfangsnut mit einer zu einer Seite hin konisch
ausgebildeten Begrenzungswand als Steuerfläche zur progressiven Sperrung der Verbindung zwischen dem
Pumpenarbeitsraum und dem Aufnahmeraum versehen. Bei dieser Ausführungsform kann in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung der die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum und dem Aufnahmeraum steuernde
Axialschieber mit einem die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe steuernden Axialschieber zu einer
Baueinheit verbunden sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 in einer schematischen Darstellung die Hauptbestandteile der Einspritzvorrichtung, wobei die
Einspritzpumpe im Bereich der Abschaltvorrichtung, des Aufnahmeraumes sowie des Pumpenarbeitsraumes
im Schnitt dargestellt ist,
Fig.2, 3 und 5 Schnittansichfn von weiteren
Ausführungsformen, bei denen die Abschaltvorrichtung als Drehschieber ausgebildet ist, und
Fig.4 und 6 Schnittansichten von Ausführungsformen,
bei denen die Abschaltvorrichtung als Axialschieber ausgebildet ist
F i g. 1 zeigt eine Einspritzpumpe A, von deren Pumpenarbeitsraum 101 Einspritzleitungen B zu den
Einspritzdüsen C führen, von denen der besseren Übersicht wegen njr eine einzige dargestellt ist. Die
Einspritzpumpe enthält einen axial beweglichen und im vorliegenden Beispiel zugleich umlaufenden Kolben
102, der in seiner Außenwandung einen axial verlaufenden Verteilkanal 103 aufweist, über den der Kraftstoff in
die einzelnen Ausgangsleitungen 104 gelangt.
Vom Pumpenarbeitsraum 101 führt weiterhin ein Kanal 112 mit einer Drosselbohrung 106 zu einem
Aufnahmeraum 105, in dem ein Kolben 107, der durch eine Schraubendruckfeder 108 belastet ist, eine axial
verschiebbare Wand bildet. In Verlängerung des Kolbens 107 ist ein Anschlag 109 vorhanden, der die
Axialbewegung des Kolbens 107 begrenzt und damit das maximale Fassungsvermögen des Aufnahmeraumes 105
festlegt
Im Zuge des Kanalit 112 ist ein Drehschieber
angeordnet, der im wesentlichen aus einem drehbarer, Hahnküken 110 mit einer Durchgangsbohrung 113
besteht Mit Hilfe dieses Drehschiebers kann di; Verbindung zwischen denn Pumpenarbeitsraum 102 und
dem Aufnahmeraum 105 abgesperrt werden.
Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Hahnküken 110 mii| einem Stellhebel 115 drehfest
verbunden, der an seinem freien Ende über eine Schubstange 116 mit dem Einstellhebel 114 (Gashebel)
der Brennkraftmaschine in Verbindung steht Der Einstellhebel 114 ist zwischen zwei Anschlägen 117 und
118 bewegbar, wobei die Stellung am Anschlag 117 der
Lehrlaufdrehzahl und die Stellung am Anschlag 118 der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht
Die Einspritzvorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei der Einstellung des Einstellhebels 114 in seinem unteren Einstellbereich nahe dem Anschlag 117 nimmt
das Hahnküken 110 die in Fig. 1 abgestellte Stellung
ein und gibt die Verbindung zwischen d.;m Pumpenarbeitsraum 101 und dem Aufnahmeraum 105 frei. Dies
bedeutet daß zu Beginn eines Einspritzvorgange* eine
bestimmte Kraftstoffmenge über den Kanal 112 dem Aufnah geraum 105 zugeführt wird, die nach beendeter
Einspritzung, also zu Beginn des Ansaugvorganges, wieder in den Pumpenarbeitsraum zurückkehrt. Bei
Einstellungen des Einstellhebels 114 oberhalb des
jo vorgenannten unteren Einstellbereiches sperrt das Hahnküken 110 die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum
101 und dem Aufnahmeraum 105 ab, d. h. in diesem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine wird
beim Einspritzvorgang kein Kraftstoff abgezweigt.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Aufnahmeraum von feststehenden Wandungen
umgeben und hat deshalb ein konstantes Aufnahmevolumen. Die Menge des Kraftstoffes, die bei jedem
Einspritzvorgang in den Aufnahmeraum gelangt,
■ίο resultiert bei dieser Ausführungsform im übrigen aus
der Kompressibilität des Kraftstoffs im Aufnahmeraum 105 unter der Einwirkung des Einspritzdruckes.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sitzt die Drosselbohrung, die mit \Q6b bezeichnet ist. nicht im
■»ί Kanal 112, sondern in der Durchgangsbohrung 113 des
Hahnkükens 1106.
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform mit einem Axialschieber HOc zum Abschalten des Aufnahmeraumes
105, der so ausgebildet ist, daß die Verbindung
so zwischen dem Pumpenarbeitsraum 101 und dem
Aufnahmeraum 105 progressiv absperrbar ist. Der Axialschieber HOc enthält zu diesem Zweck ein=;
Umfangsnut mit einer m einer Seite hin konisch au:geLildeten Begrenzun^swand als Steuerfläche 119,
die so angeordnet ist, daß mit zunehmender Axialverschiebung des Schieoers die: Verbindung vom Pumpenarbeitsraum
101 zum Aufnahmeraum 105 zunehmend abgesperrt wird.
Der Anschluß des Kanals 112 an den Pumpenarbeits-
M raum 101 kann weiterhin so ausgebildet sein, daß entweder ein permanenter oder nur ein vorübergehender
Anschluß vorliegt. Ein vorübergehender Anschluß kann mit Hilfe von Nuten oder Bohrungen im Kolben
der Einspritzpumpe bewirkt werden. In Fig.5 ist eine
ί> Ausführungsform für ?ine solche Anschlußweise dargestellt.
Der Kolben 102 der Einspritzpumpe enthält hierbei eine axial verlaufende Bohrung 120 und eine
dazu quer verlaufende Bohrung 121, über die der
Pumpenarbeitsraum 101 mit dem Aufnahmeraum 105
nur dann verbunden ist, wenn die Bohrung 121 dem Kanal 112 gegenübersteht. In dieser Stellung ist, wie aus
F i g. 5 ersichtlich ist, der Pumpenarbeitsraum 101 außerdem über den Verteilkanal 103 mit der zur
Einspritzdüse führenden Ausgangsleitung 104 verbunden.
I i g. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Axialschieber HOd für die Abschaltung des Aufnahmeraumes
mit einem die Kraftstoffzuführung zum Pumpt-narbeitsraum der Einspritzpumpe steuernden Axialschieber
122 zu einer Baueinheit zusammengefaßt ist. Der Axialschieber 122 hat die Aufgabe, in Abhängigkeit
vom Betrieb der Brennkraftmaschine die erforderliche Menge an Kraftstoff bei jedem Einspritzvorgang zu
dosieren. Dies wird durch eine Konusfläche 123 erreicht, die je nach der Stellung des Axialschiebers 122 den
Durchflußquerschnitt für den Kraftstoff in den Leitungen 124 und 125 mehr oder weniger stark drosselt. Irr
Zeitpunkt der Kraftstoffzufuhr befindet sich der Kolber 102 der Einspritzpumpe in der unteren Totpunktstellung,
so daß die quer verlaufende Bohrung 126 im Kolben 102 der Einspritzpumpe dem Kanal 125
gegenübersteht.
Der Aufnahmeraum 105 wird ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig.4 in progressiver Weise
abgesperrt, zu welchem Zweck der Axialschieber HOc
ίο eine Umfangsnut mit einer zu einer Seite hin konisch
ausgebildeten Begrenzungswand als Steuerfläche 127 aufweist.
Der Axialschieber 120 kann ebenso wie die anderer Schieber für die Abschaltung des Aufnahmeraumes, die
Ii vorstehend beschrieben wurden, mechanisch, hydraulisch
oder elektromagnetisch betätigt werden, wobei die Steuerung auch von anderen Parametern als der
Stellung des Einstellhebels 114 abhängig sein kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
mit Druckzündung, bestehend aus einer Einspritzpumpe mit einem von einem Pumpenkolben
begrenzten Arbeitsraum, an den über jeweils eine Einspritzleitung wenigstens eine Einspritzdüse
angeschlossen ist und aus dem während eines Druckhubes des Pumpenkolbens über einen eine
Drcsselstelle aufweisenden Kanal Kraftstoff in einen ι ο
Aufnahmeraum gelangen kann, wobei der Betriebsbereich, in dem der Aufnahmeraum wirksam ist, in
Abhängigkeit von einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine mit Hilfe einer Abschaltvorrichtung
von außen her steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschaltvorrichtung aus einem in dem zum Aufnahmeraum führenden Kanal (112)
angeordneten, die Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum (101) und dem Aufnahmeraum (105)
nur im niedrigen Drehzahl- und Lastbereich freigebenden Dreh- oder Axialschieber besteht
2. Einspritzvorrichtung mit einem Drehschieber als Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drehschieber aus einem mit einer einen Teil des Kanals (112) zwischen dem
Pumpenarbeitsraum (101) und dem Aufnahmeraum (105) bildenden Durchgangsbchrung (113) versehenen
Hahnküken (110 bzw. 110b) besteht
3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Drosselbohrung (iO6b)
ausgebildete Drosselstelle in der Durchgangsbohrung des Hahi.kükens (1 iOb)angeordnet ist
4. Einspritzvorrichtung mi; einem Axialschieber als Abschaltvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch eine am Axialsc1 ieber angeordnete Umfangsnut mit einer zu einer Seite hin konisch
ausgebildeten Begrenzungswand als Steuerfläche (119) zur progressiven Sperrung der Verbindung
zwischen dem Pumpenarbeitsraum (101) und dem Aufnahmeraum (105). -to
5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Verbindung zwischen
dem Pumpenarbeitsraum (101) und dem Aufnahmeraum (105) steuernde Axialschieber (11Oa^ mit einem
die Kraftstoffzufuhr zur Einspritzpumpe steuernden 4>
Axialschieber (122) zu einer Baueinheit verbunden ist.
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