DE2702109A1

DE2702109A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE2702109A1
Application number: DE19772702109
Authority: DE
Inventors: Eric Joseph Cavanagh
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1977-07-28
Also published as: JPS5290728A; IT1086252B; CA1068563A; US4164203A; FR2339066A1; GB1574128A; FR2339066B1

Description

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Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED

Great King Street, Birmingham, England

Kraftstoffeinspritzpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe, wie sie auf einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aufzubauen ist, mit einem Auslaß, durch den Kraftstoff in den Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine gelangt.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer solchen !Einspritzpumpe in einfacher und zweckmäßiger Form, insbesondere so, daß mit einfachen Mitteln ein hoher Förderdruck erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Gehäuse vorgeschlagen, in dem eine Bohrung angeordnet ist, in der ein Kolben verschieblich ist, wobei am einen Ende der Bohrung ein Auslaß mit einem von einem Ventil gesteuerten Kraftstoffdurchfluß angeordnet ist und wobei eine in die Bohrung mündende Kraftstoffzufuhröffnung vorgesehen ist derart, daß sie von dem Kolben während seiner Bewegung in Richtung auf das erstgenannte Ende der Bohrung überdeckt ist

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und wobei schließlich eine elektronagnetische Vorrichtung vorgesehen ist, die οie Kolbonbeweaung aegen das erstgenannte I'ohrungsende veranlaßt, v.rrhrend bsi verschlossener Kraftstoffzufuhröffnung Kraftstoff durch den Kraftstoffauslaß ausgeschoben wird.

Mach einem weiteren v:rfinduivrnnerk-.ial ist dem Kolben eine Rückstellfeder zugeordnet.

"lach einem weiteren Lrfindungsmerk^al schließt die elektronagnetische Vorrichtung eine Armatur und eine Wicklung ein, die im erregten Zustand die Bev/egung des iiolbens in dichtung auf dar eine 3ohrungsende bewirkt; die Vorrichtung v/eist farner Feclermittel auf, die die Rückstellung der Ar na tür in ihre Zuisgangslage bev/irken, v/enn die vJicklung entreat ist.

Zv/ei Beispiele einer erfindungsgenä-.en Zinspritzpunpe sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des ersten Ausführungsbaispieles,

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?ig. 2 einen modifizierten Teil dor "inspritzvorrichtunrr geia"P, Fig. 1 und

Γ ir;. 3 einen Längsschnitt durch ein Beispiel für

eine elektromagnetische Vorrichtung, wie sie
Teil der erfindungsgen-lßen I-Iinspritzvorrichtung ist.

'jemäß Fig. 1 weist die Kraftstoffeinspritzpumpe ein
Gehäuse 10 auf, in den als Zylinder eine Längsbohrung 11 angeordnet ist. Am einen Ende ist ein Stutzen des Gehäuses mit einem Außengewinde versehen, mit den das Gehäuse
an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zu befestigen ist, wobei in das eine Ende der Bohrung 11 ein Einsatz in der Forn eines Gewindestopfens 9 eingeschraubt
ist, der einen ventilgesteuerten Auslaß 12 definiert.
Gemäß Fig. 1 weist der Auslaß ein Tellerventil auf,
das unter Federdruck in seiner Schließstellung gehalten
wird und unter dem in der Bohrung 11 herrschenden Kraftstoff druck öffnet.

Innerhalb der Bohrung 11 ist ein Förderkolben 13 axial verschieblich, der in seiner inneren, d.h. der Auslaßöffnung abgekehrten Stellung vom Druck einer Schraubendruckfeder gehalten wird.

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In der Wand der Bohrung 11 ist eine Einlaßöffnung vorgesehen, die mittels eines Kraftstoffkanales im Gehäuse 10 mit einem Niederdruck-Kraftstoffeinlaß verbunden ist und die von dem Kolben 13 verdeckt bzw. verschlossen ist, wenn sich dieser nach außen, d.h. in Richtung auf den Auslaß 12 bewegt.

Der Niederdruckkraftstoffeinlaß 16 steht außerdem mit einer Ringnut 17 im Außenmantel des Kolbens in Verbindung, die in einem vorbestimmten Abstand vom äußeren, d.h. dem Auslaß 12 zugekehrten Ende des Kolbens 13 angeordnet ist. Eine weitere ümfangsnut im Bereich des anderen Kolbenendes nimmt eine Kolbendichtung 18 auf.

Während des Betriebes der Vorrichtung v/ird, wenn der Kolben 13 entgegen der Wirkung der Feder 14 bewegt wird zunächst die Einlaßöffnung 15 verschlossen, während anschließend Kraftstoff aus der Bohrung 11 durch den Auslaß 12 gelangt. Während wiederum anschließend der Kolben unter der Wirkung der sich entspannenden Feder entgegen dieser Bewegungsrichtung bewegt wird, wird die Einlaßöffnung 15 freigegeben und es gelangt erneut Kraftstoff in die Bohrung 11. Die Ringnut 17 sammelt den Leckkraftstoff, der sich in dem spielbedingten Ringzylinder zwischen Kolben 13 und Bohrungswand 11

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bei verschlossener öffnung 15 ansammelt, und wenn Kraftstoff in die Brennkraftmaschine gefördert wird.

Zum Betätigen bzw. Verstellen des Kolbens 13 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 14 ist eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung vorgesehen, wie eine bevorzugte Ausfuhrungsform baispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Die Vorrichtung weist einen axial verstellbaren Betätigungszapfen 20 auf, der auf den Kolben 13 einwirkt.

Die Betätigungsvorrichtung v/eist eine Armatur 21 auf, die mit dem Betätigungszapfen in Verbindung steht. Darüber hinaus v/eist die Vorrichtung einen die im wesentlichen zylindrische Armatur 21 umgebenden, ebenfalls zylindrischen Stator 22 als Gehäuse auf. Die einander zugekehrten Flächen von Armatur und Stator sind mit zwei Nuten in der Form einer Schraubenwindung vorgesehen. In den Hüten des einen Bauteiles, im Beispiel der Armatur 21, sind zwei elektrische Wicklungen 21a, 21b eingelegt, die mit einem elektrischen Strom beschickt werden können. Der Strom fließt in den beiden Wicklungen in entgegengesetzten Richtungen, was die Kreuz- und Punkteintragungen auf der einen Seite der im Schnitt dargestellten V7icklungen kennzeichnet. Die

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Anordnung ist so gewählt, laß ein^ nach unten gerichtete, auf den Kolben 13 übertracrene Bewegung der Armatur erzeugt wird, wenn die beiden Wicklungen 21a, 21b an eine Stromquelle gelegt und mit Strom beschickt v/erden.

Das Ausmaß der Bewegung der Armatur 21 ist sehr klein, aber dank der Auslegung der Vorrichtung ist die entv/ickelte Kraft sehr groß und erlaubt den Aufbau eines hohen Kraftstoff druckes. Außerdem entwickeln Armatur und Kolben 13 vor dem Schließen der 'öffnung 15 eine bedeutende Trägheit, die ebenfalls den Aufbau eines hohen Kraftstoffdruckes begünstigt. Die durch die Einspritzvorrichtung geförderte Kraftstoffmenge ist durch den Hub der Armatur 21 nach dem Schließen der Öffnung 15 bestimmt und kann in geeigneter Weise geregelt werden, beispielsweise indem der zylindrische Stator 22 und die Armatur 21 gegeneinander verdreht werden, um den Abstand zwischen den zahnförmigen Umfangsflachen der Muten von Stator 2 2 und Armatur zu vergrößern oder zu verkleinern. Insbesondere soll beispielweise die Armatur um ihre Längsachse drehbar sein, wobei eine nicht gezeichnete Rückstellfeder die Rückstellung der Armatur in eine Ausgangsstellung bewirkt und ein ebenfalls nicht gezeichneter Anschlag die Drehbewegung begrenzt. Allerdings ist nicht vor-

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gesehen, daß eine Veränderung der eingespritzten Kraftstoffmenge wHhrend des Betriebes der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.

In der dargestellten Ausführungsform sind die elektrischen Wicklungen der Armatur 21 zugeordnet. Dabei müssen den Wicklungen nachgiebige Anschlußklemmen zugeordnet sein, um der Verstellbewegung der Armatur Rechnung zu tragen. Wird dies als zu vermeidende bauliche Schwierigkeit angesehen, so sind die 'Ticklungen dem Stator 22 zuzuordnen. Darüber hinaus kann die Armatur 21 als Kohlkörper ausgebildet sein.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 ist der Kolben 23 gegenüber dem Kolben 13 der Fig. 1 modifiziert ausgebildet. Der Kolben 23 weist eine Blindbohrung 24 auf, die sich von dem einem den Auslaß definierenden Einsatz 29 zugehörigen Ende des Kolbens aus in axialer Richtung erstreckt. Die Blindbohrung 24 nimmt einen axial verstellbaren Kolben 25 auf, von dem aus in den Bereich des Auslasses eine Stange 26 ragt, deren unteres Ende als Schließkörper mit dem den Auslaß umgebenden Ventilsitz 27 zusammenarbeitet. Der Kolben 25 steht unter der Wirkung einer Schraubendruckfeder 28, die sich am inneren Ende der Blindbohrung 24 abstützt und das

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untere Ende der Stange 26, den Auslaß verschließend, in Anlage am Sitz 27 h"lt. Der Zylinderraum zwischen den inneren Ende des Kolbens 2 5 und dem inneren Ende der Elindbohruncj steht mit der Ringnut 17 in Verbindung. Die /.nordnung ist so getroffen, daß, wenn die öffnung verschlossen ist, sich in der Bohrung 11 Kraftstoffdruck aufbaut, wenn der Kolben 2 3 nach unten bewegt wird. Dieser Kraftstoffdruck wirkt auf die untere Stirnseite des Kolbens 25, um diesen relativ zum Kolben 2 3 und entgegen der Wirkung der Feder 28 in die Blindbohrung 24 hinein zu verschieben. Hat der Kolben 2 3 seine Eewegung beendet, dann kommt das untere Ende der Stange 26 zur Auflage auf dem Sitz 27 und verhindert einen weiteren Kraftstoffaustritt. Werden die Wicklungen 21a, 21b entregt, kehren die einzelnen Vorrichtungsteile in ihre Ausgangsposition zurück, in der das untere Ende der Kolbenstange 26 in Kontakt mit dem Sitz 27 steht.

Die Einspritzvorrichtung ist, da eine Veränderung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge während des Betriebes der Maschine nicht vorgesehen ist, besonders für Schichtlade-Motoren geeignet. Die Zufuhr der elektrischen Energie zu den Wicklungen wird in zeitlicher Abhängigkeit von der zugehörigen Brennkraftmaschine mittels Schaltern, die entsprechend betätigt werden, geregelt.

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Die Einspritzvorrichtung hat eine einfache 3auweise mit wenigen bewegten Teilen und, insbesondere bei der Lösung nach Fig. 1, kann der Einsatz 9 zusammen mit dem ventilgesteuerten Auslaß leicht ausgewechselt werden.

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Claims

P a te η t a η s r> r ü ehe

1. ^V; iCraftstoffeinspritzpumpe zum Anbau an eine brennkraftmaschine rait innerer Verbrennung und zur Förderung von Kraftstoff in den Brennraum der ßrennkraftmaschine, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10) und einen in einer einen Zylinder bildenden Bohrung (11) cles Gehäuses verstellbaren Förderkolben (13) , wobei am einen Snde der Bohrung ein von einem Ventil gesteuerter Kraftstoffauslaß (12) vorgesehen ist, wobei ferner eine K stoffeinlaßöffnung (15) vorgesehen ist, die in dia Bohrung mündet und von dem Kolben V7^!ihr"end seiner Bewegung in dichtung auf den Kraf.tstoffauslaß verschlossen ist und wobei ferner eine elektromagnetische Vorrichtung (19) vorgesehen ist, die den Kolben zu der Bewegung in Richtung auf den \uslaß bewegt, v/obei Kraftstoff durch den Kraftstoffauslaß bei geschlossenem Kraftstoffoinlaß gefördert wird.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellbewegung des Förderkolbens (13) von einer Rückstellfeder (14) bewirkt wird.

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3. Zinsoritzpumpe nach Anncruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß (12) in einen in die iiohrung (11) eingesetzten ^TJiasdtz (9) angeordnet ist.

4. Sinsr-ritzpun^c· nach \nsoruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (9) einen Sitz bildet, der den Auslaß unaibt und rait dom der Ventilkörper zu r.animen wirkt.

5. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ^v7entil ein Tellerventil ist und Teil der Anordnung Mit dem "insatz (9) und einer die Schließstellung des Ventiles bewirkenden Rückstellfeder ist.

6. Einsnritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Kolben (25) mit einer Kolbenstange (2G) aufweist, der in einer Iiängsbohrung (24) des Förderkolbens (13) verstellbar ist, und zwar entgegen der Wirkung einer Feder (23) , die sich mit ihrera einen 'ilnde am Ende der als Blindbohrung ausgebildeten Längsbohrung abstützt und mit ihren anderen Ende die Kolbenstange mit deren ".ußerem Ende in Auflage auf dem Ventilsitz (27) hält.

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7. Einspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindbohrung (24) mit einem weiteren Einlaß in der den Förderkolben (13) fahrenden Bohrung (11) in Verbindung steht, wobei beide Einlasse mit der Kraftstoffzuführungsbohrung im Gehäuse in Verbindung stehen.

8. Einspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Vorrichtung eine Armatur (21) aufweist, die mittels Energiezufuhr zu einer elektrischen Wicklung (21a, 21b) verstellbar ist, un die Verstellbewegung des Förderkolbens (13) zu bewirken und die in der entgegengesetzten dichtung bei entregter Wicklung von einer Rückstellfeder in ihre Ausgangslage zurückgebracht wird.

9. Einspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Armatur (21) in einen Stator (22) angeordnet ist, der auf dem Gehäuse der Einspritzpumpe aufgebaut ist, wobei Stator und Armatur an den einander zugekehrten Seiten zv/ei oder ein Vielfaches von zwei Schraubennuten bilden, wobei in den Nutteilen des Stators oder der Armatur die

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'Ticklungen (21a, 21b) angeordnet sind so, daß der Stromfluß in benachbarten Muten entgegengesetzt gerichtet ist.

10. Einspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Armatur (21) mittels einer Rückstellfeder bei entregten Wicklungen in ihrer Ausgangsstellung gehalten ist, die durch einen Anschlag fixiert ist.

11. EinsDritzpumpe nach Ansoruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (14) zwischen dem Förderkolben (13) und den Einsatz (9) angeordnet ist.

12. Einspritzpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkolben (13) mit einer Ringnut (17) zwischen seinen beiden Enden versehen ist, die mit beiden Einlassen in der Bohrungswand verbindbar ist, die mit den Kraftstoffeinlaß (16) des Gehäuses verbunden sind.

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