DE2126777A1

DE2126777A1 - Pumpe Düse zur Kraftstoffeinspritzung fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2126777A1
Application number: DE19712126777
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing 7000 Stuttgart Links
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-05-28
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1972-12-14
Also published as: GB1394280A; US3796206A; JPS5647383B1; AT312368B; IT955955B; FR2140018A1; CH541071A; FR2140018B1

Description

R. 256

24.3.1971 Ks/Kb

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

EOBERiT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 ·

Pumpe-Düse zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Pumpe-Düse zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, deren Pumpenkorben durch einen im Durchmesser größeren Servokolben angetrieben wird, und die an eine Druckquelle angeschlossen ist, die sowohl dem Pumpenkolben als auch dem Servokolben Kraftstoff zuführt, und bei der ein im Takt der Maschine elektromagnetisch betätigter Ventilschieber in seiner ersten Schaltstellung den Fluß des Kraftstoffes zum Servokolben und in seiner zweiten Schaltstellung vom Servokolben zu einer Rücklaufleitung und dabei den Rückhubbeginn steuert, wobei er in seiner ersten Schaltstellung den Einspritzbeginn auslöst, und bei der das Einspritzende und die Einspritzmenge durch die Drehlage einer am Pumpenkolben angebrachten schrägen Steuerkante bestimmt sindy die mit einer Steuerbohrung im Pumpenzylinder zusammenarbeitet. -2-

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Bei einer bekannten Pumpe-Düse dieser Art (US-amerikanische Patentschrift 2 598 52(3) ist der Ventil schieber mechanisch mit dem Anker des Elektromagneten verbunden und wird von· diesem in seine beiden Schaltstellungen bewegt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Massenkräfte des Ankers und des Ventilschiebers ein genügend schnelles und genaues Arbei-ten insbesondere bei der Anwendung in schneilauf enden Dieselmotoren, erschweren oder gar unmöglich machen.

Da der Magnet zum Umschalten des Ventil Schiebers in seine beiden Schaltstellungen große Hübe ausführen muß und aufgrund der zu bewegenden Massen groß baut, ist als weiterer Nachteil noch die große Ansprechverzögerung des Magneten . und seine zu lange Schaltzeit zu nennen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und eine .magnetventilgesteuerte Pumpe-Düse zu schaffen, die bei sehnellaufenden Dieselmotoren genügend schnell und genau arbeitet. . -

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ™ der Ventilschieber von einem von der Druckquelle abgezweigten Teil des als Hilfssteuerflüssigkeit dienenden Kraftstoffes . beaufschlagt wird und von einem elektromagnetisch betätigten Wegeventil steuerbar ist. . .

Ein besonders schnelles Arbeiten der Pumpe-Düse wird erreicht, wenn das elektromagnetisch betätigte Wegeventil ein druckausgeglichenes 3/2-Wegeventil mit einer Kugel als Ventilglied ist. Dieser Vorteil wird noch verstärkt, wenn der Kraftstoff • unter Zwischenschaltung eines kleinen Steuerkolbens auf den Ventilschieber einwirkt, dessen maximaler Querschnitt ein Vielfaches des Querschnitts des Steuerkolbens ist.

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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß abhängig von der Drehlage des Pumpenkolbens zugleich mit dem Einspritzende die zweite Schaltstellung des VentilSchiebers steuerbar ist. Dadurch führt der Servokolben keinen unnötigen Leerhub aus und es wird als Servoflüssigkeit weniger Kraftstoff gebraucht.

Um bei kleiner Last und/oder bei kleinen Drehzahlen die Spritzzeit zu verlängern,· ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung derart, daß der Druck des von der Druckquelle dem Servokolben zugeführten Kraftstoffes drehzahlabhängig und/ oder lastabhängig änderbar ist.

TJm die Zuströmgeschwindigkeit zum Pumpenarbeitsraum zu begrenzen und zu vermeiden, daß der Servodruck zu stark abfällt, ist es vorteilhaft, daß der Pumpenarbeitsraum am Ende des Rückhubes des Servo- und Pumpenkolbens durch Öffnen eines einen engen Drosselspalt aufweisenden Überlaufkanals mit der Druckquelle verbindbar ist.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: '

Fig. 1 einen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel der Pumpe-Düse,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Pumpe-Düse,' teilweise geschnitten nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vereinfachte Darstellung der Pumpe-Düse nach Fig. 1 und 2 zusätzlich mit den. wesentlichen Teilen der gesamten Einspritzanlage in der ersten Schaltstellung des Ventilschiebers bei Beginn, des Druckhubes,

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Fig. 4 eine vereinfachte Darstellung wie Fig, 3, jedoch nach Beendigung des Druckhubes (zweite Schaltete llung)"?

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung entsprechend Fig. 3, und

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung entsprechend Fig. 4-* jedoch beide für das zweite Ausführungsbeispiel.

L· Die im wesentlichen aus zwei Baugruppen bestehende Pumpe-Düse 9 hat ein Gehäuse 10 und wird mittels einer in das Gehäuse 10 eingeschraubten Spannhülse 11 zu einer zusammenhängen Einheit verschraubt (Fig. 1 und 2).

Die erste Baugruppe ist eine von einem Ventilschieber 12 gesteuerte, hydraulisch angetriebene Pumpe 13, die einen Servokolben 14-, einen Pumpenkolben 15> einen Pumpenzylinder 16 und ein Druckventil 17 hat, und bei der der Ventilschieber von einem elektromagnetisch betätigten 3/2-Wegeventil 18 '(siehe Fig.. 2) steuerbar ist, das im weiteren Text kurz Magnetventil 18 genannt wird. Die Regulierung der Fördermenge der Pumpe geschieht in bekannter Weise durch eine P Verstelleinrichtung mit einer Regelstange 19 und einer.

Ritzelhülse 20. Durch diese Verstelleinrichtung -19,20 kann der Pumpenkolben 15 derart verdreht werden, daß jeweils ein anderer Bereich einer durch eine schräge Steuerkante 21 am Pumpenkolben 15 auf einer Seite begrenzten Steuerfläche 22 mit einer Steuerbohrung 23 im Pumpenzylinder 16 zusammenwirkt. Die Pumpe 13 kann auch in an sich bekannter und nicht näher.dargestellter Weise aus Gründen des hydraulischen Kraftausgleiche und des ungehinderten Durchflusses des Kraftstoffes je zwei Steuerkan'ten 21, Steuerflächen 22 und Steuerbohrungen 23 haben. Der Kraftstoffzulauf zum Pumpenarbeitsraum 24-erfolgt getrennt vom Rücklauf des nicht eingespritzten Kraftstoffs über Zulaufbohrungen 25, die über eine Zulaufleitung

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gespeist werden und in einen Ringkanal 27 in der. Wandung der den Pumpenkolben 15 aufnehmenden Zylinderbohrung 28 des Pumpenzylinders 16 münden.

In der in Fig. 1 gezeichneten Endlage (OT = oberer Totpunkt) des Servokolbens 14 und des Pumpenkolbens 15 öffnet eine von einer Ringnut 29 am Pumpenkolben Ί5 gebildete ZuIauf-Steuerkante 31 den als Zulauf dienenden Ringkanal 27 nur um einen engen Drosselspalt "a", so daß der Kraftstoff gedrosselt über die Ringnut 29 und eine als Stopnut dienende Längsnut 32 am Pumpenkolben 15 in den Pumpenarbeitsraum 24- einströmen kann. Dieser gedrosselte Zulauf verhindert, daß der von einer weiter hinten zu den Fig. 3 bis 6 näher beschriebenen Druckquelle erzeugte Servodruck Pg in der Zulaufleitung 26 auf einen unzulässig niedrigen Wert abfällt oder gar zusammenbricht. ·

In dieser OT-Lage der Kolben 14,15 strömt der über den Drosselspalt "a" zulaufende Kraftstoff so lange über die Steuerbohrung 23 und eine Rücklaufleitung 33 drucklos in einen Tank (siehe weiter hinten zu Fig. 3 bis 6) zurück, bis beim Druckhub, d.h. bei der Abwärtsbewegung des Kolbens dessen Steuerfläche 22 die Steuerbohrung 23 schließt.

Die Durchspülung des Pumpenarbeitsraüms 24 während die Kolben 14,15 in OT stehen, kühlt in vorteilhafter Weise die Pumpe-Düse,und die gefürchtete Dampfblasenbildung wird weitgehend verhindert. Eventuell auftretende Blasen werden beim Durchspülen mitgerissen und^vzum Tank geleitet. Der während des Förderhubes des Pumpenkolbens 15 unter Druck geförderte Kraftstoff verläßt den Pumpenarbeitsraum 24 überdas Druckventil 17.

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An das aus einem Ventilkörper 36» einem Ventilschließglied und einer Ventilfeder 38 bestehende Druckventil 17 schließt sich in Achsrichtung der Pumpe-Düse 9 als zweite Baugruppe die Einspritzdüse 41 an, die ein Federgehäuse 4-2 und einen Düsenkörper 43 hat. Im Düsenkörper ist eine Düsennadel 44 geführt,. auf die innerhalb eines FedeTraumes 45 des Feder-

eVn federt eil er 46
gehäuses 42/ aufgesetzt ist, auf den sich mit ihrem einen Ende'eine Schließfeder 47 abstützt. Die Schließfeder 47 ist ■ bestrebt, die. Düsennadel 44 in der in Fig. 1 gezeichneten · Schließstellung zu halten und liegt mit ihrem anderen Ende auf einem Einsatzstück 48 auf, dessen Abmessungen in bekannter Weise sowohl die Federvorspannung als auch den Nadelhub bestimmen. ■ . . .

Vom Druckventil 17 führen Leitungsabschnitte 49 und 51 zu einem Ringraum 52, in dem der Kraftstoffdruck in bekannter Weise eine Ringfläche 53 an der Düsennadel 44 beaufschlagt.

Der Federraum 45, eine Leckölnut 5^ in der Pumpenzylinderbohrung 28, ein zweiter Federraum 55 unter dem Servokolben 14 und ein dritter Federraum 56 unter dem Ventil schieb er 12 " stehen in zum Teil nicht dargestellter Weise mit einer Leck-_N ™ kraftstoffbohrung 57 in Verbindung, die durchleckenden Kraftstoff zum Tank zurückführt.'' ■ - \

Die Ritzelhülse 20 der Verstelleinrichtung 19,20 ist auf einem zylindrischen Ansatz 58 des Pumpenzylinders 16 verdrehbar gelagert und führt über Schlitze 59 die Kolbenfahne 61 des Pumpenkolbens 15· Wenn durch Längsverschieben

. der als Zahnstange ausgebildeten Regelstange 19, die mit Zähnen 62 versehene Ritzelhülse 20 verdreht wird, erteilt

• sie auch dem Pumpenkolben 15 eine gleichsinnige Drehbewegung und ein anderer Bereich der Steuerfläche 22 arbeitet

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bei den Hüben des Pumpenkolbens 15 mit der Steuerbohrung 23 zusammen, d.h. eine andere Kraftstoffördermenge wird eingespritzt.

Ein Fuß 63 des Pumpenkolbens .1.5 ist in einer Halteplatte 64- gehalten, die von einer Feder 65 an die Bodenfläche 66 des topfförmigen Servokolbens 14 angedrückt wird. Die Feder 65 ist bestrebt, den Servokolbenj in der in Fig. 1 gezeichneten Lage zu halten und stützt sich am Gehäuse 10 über eine ringförmige Federauflage 68 ab, die gleichzeitig ein axiales Verschieben der Ritzelhülse 20 verhindert, jedoch ein Verdrehen derselben erlaubt.

Der Ventilschieber 12 wird durch eine Feder 69 in seine in Fig. 1 und 2 gezeichnete: Stellung bewegt bzw. dort gehalten, wenn ein Steuerdruckraum 71 oberhalb eines kleinen Steuerkolbens 72 drucklos ist. Der Steuerkolben 72 ist in einem Gehäuseeinsatz 73 geführt und hat einen wesentlich kleineren Querschnitt als der Ventilschieber 12. Das hat den Vorteil, daß zum Bewegen des Ventil Schiebers 12 nur eine kleine Kraftstoffmenge als Steuerflüssigkeit gebraucht wird, so daß kurze Schaltzeiten des Magnetventils 18 möglich sind.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Magnetventil 18 (Fig. 2) klein baut, wodurch sich die erreichbaren Schaltzeiten zusätzlich verkürzen lassen._t

'Wie Fig. 2 zeigt, ist das im oberen Teil des Gehäuses 10 in einer abgestuften Einbauöffnung 74, gleichachsig zu einem Steuerleitungsabschnitt 75» eingesetzte Magnetventil 18 druckausgeglichen und von einem Elektromagneten 76 betätigt. Der

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Steuerleitungsabschnitt 75 ist seitlich im Nebenschluß an einen Ringkanal 77a einer Servozulaufleitung 77 O?ig· 1) angeschlossen und das Magnetventil 18 steuert die durch diesen Leitungsabschnitt. 75 einströmende Servoflüssigkeit, im vorliegenden Pail den Kraftstoff. In seiner einen Schaltstellurig (siehe weiter hinten zu Fig. 4-) steuert es die Servoflüssigkeit über eine Steuerleitung 78 zu dem Steuerdruckraum 71 und in seiner anderen Sehaltstellung (siehe Fig. 2 und 3) vom Steuerdruckraum 71 weg in eine Rücklaufleitung 79 und sperrt dabei den Zufluß vom Leitungsabschnitt 75 her.

Das Magnetventil' 18 hat ein Ventilgehäuse 80 und als bewegliches Ventilglied eine Kugel 81, die in der in-Fig. 2 gezeichneten. Stellung einen Ventilsitz 82 in einer Längsbohrung 85 sperrt und damit die Zufuhr von Kraftstoff zum Steuerdruckraum 71 verhindert. Gleichzeitig ist der Steuer-■ druckraum 71 über einen in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung offenen zweiten Ventilsitz 84 mit der Rücklaufleitung 79 verbunden. -

Der Elektromagnet .76 hat einen Anker 85, der in Verlängerung der Längsbohrung 83 im Ventilgehäuse 80 geführt ist und mit einem Dorn 86 unter der Kraftwirkung einer Feder 87 die Kugel 81 auf den Ventilsitz 82 drückt, wenn der Elektromagnet 76 im stromlosen Zustand ist. Um die Schließkraft der Feder 87 bei dem hohen Servodruck (z.B. p„ = 50 atü) in Grenzen halten zu können, ist das Magnetventil 18 druckausgeglichen und zwar dadurch, daß der in dem Steuerleitungsabschnitt 75 herrschende Druck über einen Kanal 88 hinter den Anker . 85 in einen die Feder 87 aufnehmenden Raum 89 geleitet- wird. Die vom Druck des Kraftstoffes beaufschlagten Flächen an der Kugel 81 und am Anker 85 sind gleich,, so'daß die in Öffnungs- und Schließrichtung auf die Kugel 81 ausgeübten Kräfte eben-

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gleich

falls/sind. Deshalb braucht nur die zusätzlich in. Schließrichtung wirkende Kraft der Feder 87 die Kugel 81 auf ihrem Sitz 82 zu halten.

Der Elektromagnet 76 hat als Steuerwicklung eine Spule 91· Sobald die Spule 91 erregt wird, z.B. über ein elektronisches Steuergerät 115 (weiter hinten zu den Fig. 3 bis 6 angedeutet), wird die Kraft der Feder 87 überwunden und der Anker 8^ angezogen. Der nachströmende Kraftstoff ,preßt die Kugel 81 auf den zweiten Ventilsitz 84 und der Kraftstoff kann vondem Steuerleitungsabschnitt 75 her über die Längsbohrung und die Steuerleitung 78 in den Steuerdruckraum 71 gelangen. Die unter verschieden hohem Druck stehenden Abschnitte des Ventilgehäuses 80 sind in der abgestuften Einbauöffnung 74 durch Dichtringe 92,92a,92b gegeneinander abgedichtet.

Der Ventilschieber 12 ist mit dem kleinen Steuerkolben 72 lose und nur durch die Feder 69 kraftschlüssig verbunden, hat eine Ringnut 93* die den Kraftstofffluß in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung (siehe auch weiter hinten zu Fig. 3) von der Ringnut 77a über eine Verbindungsleitung 94 zu einem Servodruckraum 95 oder in seiner anderen Schaltstellung (siehe Fig. 4 ) vom Servodruckraum 95 über die Leitung 94 zu einem Ringraum 96 (Fig. 1) freigeben. Vom Ringraum 96 führt eine in Fig. 2 gestrichelt gezeichnete und mit einem Stopfen 97 verschlossene Rücklaufbohrung 98 zur Rücklaufleitung 33» die zusammen mit der ZuIaufleitung 26 und der.Leckkraftstoffbohrung 57 iⁿ einem Anschlußflansch 99 mündet.

Die in Fig. 2 nach außen weggeführte Rücklaufleitung 79 kann auch innerhalb des Gehäuses 10 zum Ringraum 96 führen, von wo aus dann der vom Steuerdruckraum 71 zurückfließende

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Kraftstoff über die Rücklaufbohrung 98 zur Rücklaufleitung 33 abfließen kann. Der Servodruckraum 95 i-^s"k durch einen Deckel 101 (siehe Fig. 1). verschlossen, der eine Anschlagschraube 102 hat, die die OT-Lage des Servokolbens 14- festlegt.

In Fig, 3 stehen Servokolben 14, Pumpenkolben 15? "Ventilschieber 12 und Steuerkolben 72 in ihrer oberen auch in Fig. 1 dargestellten Lage. Der Elektromagnet 76 ist strom-

w los und das Magnetventil 18 hat den Steuerleitungsabschnitt 75 geschlossen und den Steuerdruckraum 71 über die Steuerleitung 78 ZUT Rücklaufleitung 79 entlastet. Der Ventilschieber 12.verbindet über seine Ringnut 93 die von einer Druckquelle 105 gespeiste Servozulaufleitung 77 über die Verbindungsleitung 94 mit dem Servodruckraum 95· Die Druck- ' quelle 105, die z.B. eine von der Brennkraftmaschine 106 angetriebene Zahnradpumpe ist, erzeugt einen von einem Druckregelventil 107 geregelten konstanten Druck pg in einer Druckleitung 108 und saugt den Kraftstoff über ein Filter 109 aus einem Tank 111 an. Der Servodruck pg kann auch bei entsprechender Ausbildung des Druckregelventils 107 drehzahl-

fc abhängig und/oder lastabhängig geregelt sein. Die Lastabhängigkeit wird beispielsweise in bekannter Weise durch Änderung der F.edervorspannung in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrleistungshebels (Gashebels) oder durch Verdrehen des mit* einer bekannten und nicht dargestellten schrägen Überlaufkante versehenen beweglichen Ventilgliede.s 112 des Druckventils 107 erzielt werden.

In der gezeichneten Stellung fließt ein Teil des Kraftstoffes, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, über die Zulauf leitung

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in den Pumpenarbeitsraum 24· und von dort über die Bücklaufleitung 33 in den Tank 111 zurück. Die vom Magnetventil 18 gesteuerte Rücklaufleitung 79 führt die vom Steuerdruckraum 71 abfließende Kraftstoffmenge ebenfalls in den Tank 111 zurück, im gezeichneten Beispiel über die Rücklaufleitung 33. -■■'■'

Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse 9 sind auch noch in vereinfachter Darstellung die wesentlichen Baugruppen der elektrischen Steuereinrichtung für das Magnetventil 18 eingezeichnet. Das Magnetventil 18 wird über Leitungen 114 von einem elektronischen Steuergerät 115 gesteuert, das abhängig von dem Drehzahlsignal Un eines von der Brennkraftmaschine 106 angetriebenen Drehzahlgebers 116,, von dem Vegsignal Uv; eines Weggebers 1i7i von dem Drucksignal Ud eines Druckgebers 118 und von dem Sollwertsignal Us eines bekannten Reglers 119 die Schaltzeiten des Magnetventils 18 bestimmt. Der Weggeber 117 ist mit der Regelstange 19 verbunden und sein Wegsignal Uw ist abhängig von der Regelstangenlage bzw. der entsprechenden Drehlage des Pumpenkolbens 15- Der Druckgeber 118 ist an das Druckregelventil 107 angeschlossen und erzeugt das Drucksignal Ud^ z.B. in Abhängigkeit von der Lage des Ventilgliedes 112. Der Regler 119 kann ein bekannter mechanischer,hydraulischer, elektrischer oder elektronischer Regler sein, der auch die Regelstange 19 über gestrichelt angedeutete Steuer- oder Verbindungsglieder 120 bewegt.

Fig. 4- unterscheidet sich von Fig. 3 durch die geänderte Schaltstellung des Magnetventils 18 und durch die andere Lage sowohl des Steuerkolbens 72,desVentilSchiebers 12 als auch der Kolben 14- und 15, die in ihrer unteren Totpunktlage. (UT) stehen. Das Magnetventil 18, dessen Elektromagnet 76

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erregt ist* hat den Steuerleitungsabschnitt 75 über die Steuerleitung 78 mit dem Steuerdruckraum 7Ί verbunden* und unter der Wirkung des Servodruckes pg hat sich der Steüerkolben 72 nach unten bewegt und den Ventilschieber 12 in die gezeichnete Lage verschoben» Der Ventilschieber 12 hat die Zulaufleitung 77 verschlossen und seine Ringnut 93 verbindet über die Verbindungsieitung 94 den Servodruckraum 95 mit der Rücklaufbohrung 98 und der Rücklaufleitung 33, die den Kraftstoff drucklos zum Tank 111 abfließen läßt 4-Der von der Zulaufleitung 26 gespeiste Ringkanal 27 ist durch " den-Pumpenkolben 15 verschlossen. Der Pumpenarbeitsraum 24 ist über die Steuerbohrung 23 und Rücklaufleitung 33 &it dem Tank 111 verbunden, d.h. der Förderhub Und auch die Einspritzung sind beendet, Servokolben 14 und Pumpenkolben 1$ können unter der Kraftwirkung der Feder 65 den Rückhub ausführen, bis sie wieder in ihrer in Fig. 1 und 3 gezeichneten OT-Lage stehen.

Das vereinfacht dargestellte zweite Ausführungsbeispiel nach , den Fig. 5 und 6 hat die gleichen Baugruppen und -teile wie das erste Beispiel nach den Fig. 3 und 4. Die Pumpe-Düse 9 mit den Leitungen 94,26 und 53 ist in den Fig. 5 und 6 in der gleichen Stellung gezeichnet wie in den Fig. 3 und 4, wobei die Stellung in Fig. 5 der nach Fig. 3"und die Stellung in Fig. 6 der nach der Fig. 4 entspricht*

In Fig. 5 ist jedoch im Gegensatz zu Fig. 3 der Elektromagnet 76 erregt, das Magnetventil 18 hat den Steuerleitungsabschnitt 75 über die Steuerleitung 78 mit dem Steuerdruckräum 71 verbunden und der Steuerkolben 72 und Ventilschieber 12 stehen in ihrer "unteren Sehalt stellung/ Da aber die Servo-Zulaufleitung 77' und die Rücklaufleitung 98' gegenüber der Anordnung der Leitungen 77 und 98 in Fig. 3 vertauscht' sind, ist trotz der veränderten Schaltstellung des , ' .'.' -13-

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Ventilschiebers 12 der Servodruckraum 95 über die Leitungen 94,77' und 108 mit der Druckquelle 105 verbunden.

In Pig. 6 ist der Elektromagnet 76 stromlos und das Magnetventil 18 sperrt den Steuerleitungsabschnitt 75 und verbindet den Steuerdruckraum 71 mit der Rücklaufleitung 79 und dem Tank 111. Steuerkolben 72 und Ventilschieber 12 stehen in ihrer oberen Endlage und der Ventilschieber 12 sperrt die Servo-Zulaufleitung 77' und verbindet den Servodruckraum 95 wie in Fig. 4 jedoch über die Rücklaufbohrung 98' mit dem Tank 111. " . .

In den Schaltstellungen des Magnetventils 18, des Steuerkolbens 72 und des Ventil Schiebers 12 nach den Fig. 3 und 5 wird der Druckhub eingeleitet (Druckhubbeginn) und in der Stellung nach den Fig. 4 und 6 beginnt der Rückhub (Rückhubbeginn), wobei in der ersten Ausführung nach Fig. 5 und 4 der Elektromagnet 76 während des Druckhubes, d.h. zwischen Druckhubbeginn und Druckhubende stromlos ist, und in dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 ist er während dieses Hubes erregt, das heißt unter Strom.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 hat den Vorteil, daß die Einschaltdauer des Elektromagneten kürzer ist und daß bei Stromausfall das Magnetventil 18 den Steuerdruckraum 71 entlastet. Dadurch werden der Steuerkolben 72 und Ventilschieber 12 durch die Feder 69 in ihre obere Ruhelage geschoben, und der Ventilschieber 12 verbindet dabei den Servodruckraum 95 ^t dem Tank 111, so daß auch Pumpenkolben 15 und Servokolben 14 durch die Feder 65 in ihre obere Totpunktlage (OT) gebracht und dort gehalten werden. Auch bei Ausfall des Servodruckes kehren Steuerkolben 72 und Ventilschieber 12,sowie Pumpenkolben und Servokolben 14- in ihre Ausgangslage zurück.

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Im folgenden wird die Wirkungsweise der Pumpe-Düse 9 anhand der Fig. 3 bis 6 durch einen vollständigen Arbeitstakt beschrieben: . . '. - . -

In der in den Fig. 3 und 5 gezeichneten ersten Schaltstellung des Ventilschiebers 12 wird ,wie bereits beschriebe^ der Servodruckraum 95 mit der Druckquelle 105 verbunden, und der Servo druck Pg von z.B. 50 atü wirkt auf die Querschnitts-

P fläche des Servokolbens 14 und bewegt diesen zusammen mit dem Pumpenkolben 1-5 aus der gezeichneten Stellung entgegen der Kraft der Feder 65 nach unten. Bei diesem Druckhub wird zuerst die Kraftstoffzufuhr durch Schließen des Spaltes "a" unterbrochen und danach die Steuerbohrung 25 durch die

; Steuerfläche22 des Pumpenkolbens 15 verschlossen, womit der Eirispritzhub beginnt. Im Pumpenarbeitsraum 24 entsteht ein Einspritzdruck p-g von z.B. 300 atü, der ent-, sprechend dem Übersetzungsverhältnis zwischen Servokolben 14 und Pumpenkolben 15 größer ist als der Servodruck von z.B. 50 atü. Der Pumpenkolben 15 drückt den Kraftstoff vom Pumpenarbeitsraum 24 über das Druckventil 17 und die Leitungsabschnitte 49,51 zum Ringraum 52 in der Einspritzdüse 41.. Die Schließfeder 4? dieser Einspritzdüse 41 ist im vorliegenden Beispiel auf 150 atü Düsenöffnungsdruck vorgespannt und der unter Einspritzdruck pxj stehende Kraftstoff greift an der Ringfläche 53 der Düsennadel 44 an, hebt diese an und Kraftstoff wird in den Motorzylinder eingespritzt. -

Die Einspritzung ist beendet, wie in Fig. 4 und 6 gezeigt, wenn die^schräge Steuerkante 21 der Steuerfläche 22 die Steuerbohrung 23 aufsteuert, denn mit dem öffnen der Steuerbohrung 23 wird der Pumpenarbeitsraum 24 über die Längsnut 32 im Pumpenkolben 15 und die Rücklaufleitung 33 zum Tank

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entlastet. i)er- Einspritzdruck p-g fällt "unter den Düsenöffnungsdruck ab, die Düsennadel 44 kehrt in ihre* Schließstellung zurück und die Einspritzung ist beendet. Das Druckventil 17 gewährleistet in bekannter Weise einen je nach Vorspannung der Ventilfeder 38 und Ausbildung des Ventilgliedes 112 erwünschten Standdruck in der Leitung 49 und 51 eier Einspritzdüse 41. Mit Beendigung der Einspritzung oder sehr kurz nach diesem Zeitpunkt schaltet das Magnetventil 18 durch das Steuersignal des Steuergerätes 115 in. seine in den Fig. 4 und 6 gezeichnete Stellung um.Durch Belasten des Steuerdruckraumes 71 (Fig. 4) oder Entlasten dieses Raumes (Fig. 6) schaltet der Ventilschieber 12 in seine zweite in Fig. 4 und 6 gezeichnete Schaltstellung um. Dabei wird der Servodruckraum 95 über die Verbindungsleitung 94, die Ringnut 93 cles Ventilschiebers 12, die Bohrung 98,98' und die Rücklaufleitung 33 mit dem Tank 111 verbunden. Der Druckhub "H" ist jetzt beendet, und' unter der Wirkung der Feder 65 kehren Pumpenkolben 15 und Servokolben 14 in ihre in Fig. 1 bis 3 und 5 gezeichnete bzw. in Fig. 4 und 6 strichpunktiert angedeutete OT- oder Ruhelage zurück. In dieser Stellung wird der Pumpenarbeitsraum 24 gefüllt und durchgespült bis durch Umschalten des Magnetventils 18 in seine in Fig. 2,3 und 5 gezeichnete Stellung der nächste Druckhub beginnt.

Durch zusätzliches Einschalten eines in Fig. 3 strichpunktiert angedeuteten Druckhalteventils 121 kann,falls erwünscht, der im Pumpenarbeitsraum 24 nach dem Einspritzvorgang verbleibende Druck auf einem gewünschten Wert gehalten werden. ^

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Claims

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Ansprüche

( 1.) Pumpe-Düse zur Kraftstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren,

deren Pumpenkolben durch einen im Durchmesser größeren Servokolben angetrieben wird, und die an

ψ so

eine Drückquelle angeschlossen ist, die (wohl dem Pumpenkolben als auch dem Servokolben Kraftstoff zuführt, und bei der ein im Takt der Maschine elektromagnetisch betätigter Ventilschieber in seiner ersten Schaltstellung den Fluß des Kraftstoffes zum Servokolben und in seiner zweiten Schaltstellung vom Servokolben zu einer Rücklaufleitung und dabei den Rückhubbeginn steuert, wobei er 'in seiner ersten Sehaltstellung den Einspritzbeginn auslöst,; und bei-der das Einspritzende' und die Einspritzmenge

ψ ""' durch die Drehlage einer am Pumpenkolben angebrachten schrägen Steuerkante bestimmt sind, die mit "einer .Steuerbohrung im Pumpenzylinder zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (12) von einem von der Druekquelle (1Q5) abgezweigten Teil des als Hilfssteuerflüssigkeit dienenden Kraftstoffes beaufschlagt wird und von einem elektromagnetisch betätigten Wegeventil (18) steuerbar ist.

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2. Pumpe-Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetisch betätigte Wegeventil (18) ein druckausgeglichenes 3/2-Wegeventil mit einer Kugel (81) als Ventilglied ist.
3. ; <. Pumpe-Düse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff unter Zwischenschaltung eines kleinen Steuerkolbens (72) auf den Ventilschi6ber (12) einwirkt, dessen maximaler Querschnitt ein Vielfaches des Querschnitts des Steuerkolbens (72) ist.
4-. Pumpe-Düse nach einem der Ansprüche 1. bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Drehlage des Pumpenkolbens (15) zugleich mit dem Einspritzende die zweite Schaltstellung des· Ventilschiebers (12) steuerbar ist.
5. Pumpe-Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduDch gekennzeichnet, daß der Druck (ps) des von der Druckquelle (105) dem Servokolben (14-) zugeführten Kraftstoffes drehzahlabhängig und/oder lastabhängig änderbar ist.

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6. Pumpe-Düse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeitsraum (24-) am Ende des Rückhubes des Servo- und Pumpenkolbens (14-, durch öffnen eines einen engen Drosselspalt (a) auf-• weisenden Überlaufkanals (25,27^29*32) mit der Druckquelle (105)verbindbar ist.

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