DE2611227A1

DE2611227A1 - Elektromagnetisch gesteuerte, aus einem drucksystem gespeiste pumpe-duese, insbesondere fuer dieselbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2611227A1
Application number: DE19762611227
Authority: DE
Inventors: Gerhard Haase; Klaus Loeffler; Klaus Matthees; Hans-Juergen Schneider
Original assignee: KARL MARX STADT AUTOMOBILBAU
Current assignee: KARL MARX STADT AUTOMOBILBAU
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1976-03-17
Publication date: 1976-12-02
Also published as: DD119637A1; FR2311189B3; FR2311189A1; GB1503096A

Description

Erfinder: Karl-Marx-Stadt, den

Klaus Matthees . 12. Mai 1975 Sie/Bt

Klaus Löffler P 1195

Gerhard Haase

Hans-Jürgen Schneider

\ Vertreters

Werner Böhme,

Walter Siepmann,

Achim Hühler im VEB WTZ Automobilbau, Karl-Marx-Stadt

Elektromagnetisch gesteuerte, aus einem Drucksystem gespeiste Pumpe-Düse, insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch gesteuerte, aus einem Drucksystem gespeiste Pumpe-Düse» insbesondere für Dieselbrennkraftmaschinen-mit einem Servo-Kolben, der in Förderrichtung des von ihm bewegten kleineren Förderkolbens beaufschlagbar ist. Weiterhin weist die Pumpe-Düse zwei Wegeventile auf, von denen das erste elektromagnetisch und das zweite hydraulisch schaltbar ist, wobei über das erste Wegeventil bei eingeschaltetem Magnetstrom das zweite Wegeventil und über dieses der Servokolben beaufschlagt ist, während bei abgeschaltetem Magnetstrom des ersten Wegeventils das zweite Wegeventil und der Servokolben ·* druckentlastet sind. Der Förderraum des Förderkolbens ist über ein in·Füllrichtung öffnendes Rückschlagventil füll*· bar und über einen Kanal mit einer belasteten Einspritzdüse verbunden.

Vorbekannt ist eine Pumpe-Düse der vorbeschriebenen Bauart durch die DT-OS 2 126 736, jedoch ist diese mit einer Drossel im Zulauf zum Rückschlagventil, über welches, die Fördereinheit gefüllt wird, versehen. Bei Beginn des Stromflusses durch den Elektromagnet des ersten Wegeventils setzt die Förderung ein. Der Servokolben wird mit Druck beaufschlagt und drängt den FÖrderkolben gegen den unteren Totpunkt. Der geförderte Kraftstoff wird über die Düse

e* f\ r\ t\ 0 r\ ι λ #s λ λ

abgespritzt. Die abgespritzte Menge ist dabei von der Füllung des Fördere lerne nt es abhängig, d. h. wie weit beim vorherigen Füllvorgang der Förderkolben vom unteren Totpunkt verdrängt wurde. Der Elektromagnet des ersten Wegeventils bleibt bei dieser Pumpe-Düse-Anordnung solange unter Strom, bis die folgende Differenzzeit zwischen dem Zeitpunkt des Abschaltens des Magneten und dem Einschalten des Magneten die der Laststellung entsprechende Füllmenge in das Förder~ element gelangen läßt. Die Zulaufmenge zum Förderelement hängt dabei von der Differenzzeit zwischen Ab- und Einschalten des Magneten des ersten Wegeventils und dem Querschnitt der Zulaufdrossel ab· Boi dieser Betrachtung ist konstanter Förderdruck und konstante Viskosität vorausgesetzt.

Bei diesem Steuorprinzip löst das Einschalten des Magneten zwar die Einspritzung aus, der Magnet bleibt jedoch eingeschaltet, um den Beginn des Füllvorganges last- und drehzahlabhängig hinauszuschieben· Nachteilig bei diesem Prinzip ist, daß boi kleinen Fördormengen hohe, Einschaltzeiten zum Verkürzen dor Füllzeit notwendig sind. Dabei ist die Füllmenge durch, die Drossel in der Fülleitung stark von Viskositätsänderungen des Kraftstoffes abhängig. Weiterhin verbieten aie über die Einspritzzoit hinausgehenden Magneteinschaltzoiten den Anschluß von mehreren Pumpe-Düsen an ο ine Loistungselektronikeinheit über eine Verteilereinrichtung·

Zwock der Erfindung ist es, eine Pumpe-Düse in der Weise zu gestalten, daß nur die Einschaltzeit eines Elektromagneten die Fördermenge bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stouerprinfcip in einer Purapo-DÜse zu schaffen, bei der die Einschaltzcitj otwa der Einspritzzeit entspricht und DrossoIstellen für Füllodor Abströmvorgänge entfallen.

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Bei einer Pumpe-Düse der eingangs beschriebenen Bauart wird die vorbeschriebene Aufgabe dadurch gelöst, daß der Förder.raum über ein an sich bekanntes Rückschlagventil ungedrosselt füllbar ist und die Einschaltzeit des Elektromagneten des ersten Wegeventils den Hubweg des Servokolbens und damit des Förderkolbens bestimmt.

Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, daß die Einschaltzeit des steuernden Elektromagneten nur den Einspritz zeiten entspricht, d. h. die Elektromagneten sind keiner hohen Dauerstromb el astung mit entsprechender Wärmeentwicklung unterworfen.

Weiterhin gestattet diese Pumpe-Düse-Anordnung eine Füllung frei von Einflüssen einer bestimmten Steuerzeit und einer durchflußbestimmenden Drossel. Das mögliche Ansteuerprinzip des Elektromagneten gestattet den Einsatz nur eines Leistungselektronikteils unter Einsatz eines Verteilers für mehrere Pumpedüsen.

Anhand einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erf indungsgemäße Pumpe-Düse in schematise her Darstellung zusammen mit dem Drucksystem zur Speisung derselben,

Fig· 2 ein Diagramm über die Magnetimpulse und die

zügehörigen Förderverläufe. ^

In Fig. 1 ist· die erfindungsgemäße Pumpe-Düse, mit dem Speisungssystem dargestellt. Aus einem Kraftstoffbehälter 1 wird über' einen Filter 2 durch einen Druckerzeuger 3 Kraftstoff angesaugt und zu einem Druckspeicher 5 gefördert· Dabei ist an die Druckleitung £1 ein Druckbegrenzungsventil 4·, welches für eine konstante Höhe des Speisedruckes sorgt, angeschlossen* . Als bauliche Einheit sind folgende Teile der Pumpe-Düse zusammengefaßt ί die Wegeventile 6 und 7» die Fördereinheit 8, die Düse 9 und das Rückschlagventil 82;/Die Föräereinheit 8 besteht aus einem Differentialkolbensystem, das in einer entsprechend abgesetzten Führungsbohrung druckdicht bewegbar ist*

Das Differentialkolbensystem wird aus dem Servokolben 80 und dem Förderkolben 81 gebildet, wobei der Raum ungedrosselt entlastet ist.

Das erste Wegeventil 6 (ein 3/2-Wegeventil) wird durch, einen. Elektromagnet 61 angesteuert. In seiner ersten Stellung wird der Druckzylinder 71 des Wegeventils 7 entlastet und in seiner zweiten Stellung bei eingeschaltetem Elektromagnet mit Druck beaufschlagt. Das zweite Wegeventil 7 entlastet in seiner ersten Stellung den Servokolben 80 der Fördereinheit 8 vom Druck und in seiner zweiten Stellung ist der Druckzylinder 71 über das Wegeventil 6 bei eingeschaltetem Elektromagnet 61 beaufschlagt. Der Servokolben 80 der Fördereinheit 8 wird mit Druck in Richtung des· Förderkolbens 81 beaufschlagt. Der Förderkolben 81 wird in Richtung des Förderraumes 811 verdrängt und Kraftstoff über den Kanal 83 zur Düse 90gefordert. Nach Abschalten des Elektromagneten 61 werden das erste Wegeventil 6 und das zweite Wegeventil 7 jeweils in ihre erste Stellung gebracht, wodurch, eine Entlastung des Raumes 800 über den Servokolben 80 erfolgt« Der Rückhub des Förderkolbens 81 und des Servokolbens erfolgt nunmehr über den Kraftstoff, der aus der Druckleitung 51 über das Rückschlagventil 82 ungedrosselt in den Förderraum 811 einströmt bis zum Anliegen des Servokolbens 80 an der oberen Stirnwand des Raumes 800 (Fig.1).

Bei dieser Bauart einer Pumpe-Düse befindet sich" stets das volle Fördervolumen nach, jedem Hub im Förderraum 811./ jedoch nur ein Teil dieses Volumens wird entsprechend der Laststellung abgespritzt· Das einzuspritzende Volumen wird nur von der Zeitdauer der Druckwirkung auf den Servokolben 80 bestimmt, wobei das Volumen, welches in einer bestimmten Zeiteinheit verdrängt werden kann, primär von den geometrischen· Verhältnissen der Düse 90 abhängt. Als Düse kommt eine Düse 90 mit einer vorbela steten Düsennadel. 91 in Betracht. Dargestellt ist eine vom Speicherdruck beaufschlagte Düsennadel 91, die mit ihrem Schließdruck in den Dichtsitz des Düsenkörpers 92

gedrückt wird» Der Schließdruck ist auch mit einer Feder erzeugbar.

In Fig· 2 ist die Abhängigkeit der Fördermengen bzw· des Einspritzvolumens Vg von der Einschaltzeit t^ des Elektromagneten 61 dargefatellt.

Der Zufluß zum Förderraum 811 über das Rückschlagventil 81 muß so dimensioniert sein, daß selbst nach Abspritzen der höchsten Einspritzmenge bei höchster Drehzahl der gesamte Förderraum 811 in einem geringen Teil der Zeit t_n für eine Umdrehung gefüllt werden kann. Eine Wärmeentwicklung im Elektromagnet 61. wird bei dieser Funktionsart weitgehend eingeschränkt, da nur während der Einspritzzeit tgg ^ein Stromfluß stattfindet· Diese schaltungstechnische Voraussetzung ermöglicht es auch, daß mehrere Pumpe-Düse-Elemente von einem Leistungselektronikteil über ein Verteiler sy stem ansteuerbär sind.

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Claims

ί j Patentanspruch? .

Elektromagnetisch gesteuerte, aus einefii Drucksystem gespeiste Pumpe-Düse, insbesondere für Dieselbrennkraftmasciiinen, mit einem Servokolbenj der in Förderrichtung des von ihm bewegten kleineren Förderkolbens beaufschlagbar ist, und zwei Wegeventilen, von denen das-erste elektromagnetisch und das zweite hydraulisch schaltbar ist, wobei über das erste Wegeventil bei eingeschaltetem Magnetstrom das zweite Wegeventil und über dieses der Servokolben beaufschlagt ist, während bei abgeschaltetem Magnetstrom d^s ersten Wegeventiles das . zweite Wegeventil und der Servokolben druckentlastet sind, wobei der Förderraum über ein in Füllrichtung öffnendes Rückschlagventil füllbar und über einen Kanal mit einer belasteten Einspritzdüse verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

daß der Förderraum (81) über das an sich bekannte Rückschlagventil (82) ungedrosselt bis zum Anlegen des Servokolbens (80) an der Stirnwand des. Raumes (800) füllbar ist und die Einschaltzeit ("^₂) des Elektromagneten (.61) "des ersten Wegeventils (6) den Arbeitsweg (h) des Servo-. kolbens (80) und damit des Förderkolbens (81) bestimmt·

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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Kraftstoffbehälter 10 Rücklauf
2 Filter '
3 Druckerzeuger '
4 Druckbegrenzungsventil
5 Druckspeicher
51 Druckleitung

6 erstes Wegeventil (3/2-Wegeventil - entspricht einem Wegeventil mit drei Anschlüssen und zwei Schaltstellungen)

61 Elektromagnet zum Betätigen des Wegeventils

7 zweites Wegeventil (3/2-Wegeventil)

71 Druckzylinder zur Betätigung des Wegeventils

8 J?ördereinheit
ßp Servokolben

800 Raum ' ·

801 Raum .·■■■· 811 i'örderraum

81 Pörderkolben

82 Rückschlagventil

9 Düse

91 Düsennadel

92 Düsenkörper t Zeit für eine Umdrehung bei n-U/min

Vg Einspritzvolumen ·

Einspritzzeit - Einschaltzeit des Magneten

, 609849/0618

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Bericht über die Veröffentlichungen zum Stand der Technik i_

Recherchiert wurde in der Schutzrechtssammlung des VEB WTZ Automobilbau in den Klassen 46 c2/87, 46 c2/103 sowie in den internationalen Klassen F 02 d, 5/02, F 02 m, 57/02,. P 02 m 69/00. Erfaßt wurden dabei-vollständig die Schriften DKP, DWP, DAP, DBP, DAS sowie OS.

Weiterhin wurde in Dok-Karten der obengenannten Klassen und Gruppen der Länder Frankreich, Großbritannien und USA recherchiert, die für den Zeitraum ab 1962 bzw. 1964 mit 85%iger Sicherheit als vollständig zu erachten sind.

Als besonders naheliegend wurde der Gegenstand der OS 2 126 736, F 02 d, 5/02 ermittelt. Die gemeinsamen Merkmale mit dieser vorbekannten Schrift bilden den Oberbegriff.

Weiterhin wurde als angrenzendes Material folgendes ermittelt: "".'■'- ·

DEP. ' 535 494, 46 C2/103 .

DBP 1 070 442, 46. c2/103

OS 2 126 787, F 02 d, 5/02*

OS - 2 126 653, F 02 m, 69/00

ν OS 2 213 776, F 02 m, 57/02 .

ν .0S 2 012 202, F-02 m,-57/02

US-Patent 2 598 528, Cl. 103-41

Der Anmeldegegenstand ist in die internationale Klasse F 02 m, 57/02 einzuordnen.

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