DE2803049A1

DE2803049A1 - Pumpe-duese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2803049A1
Application number: DE19782803049
Authority: DE
Inventors: Ewald Dr Ing Eblen; Odon Dipl Ing Kopse; Heinz Dipl Ing Links
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1979-08-09
Also published as: JPS54112418A; GB1577092A; JPH025910B2; US4271807A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Pumpe-Düse gemäß dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es ist bereits eine Pumpe-Düse dieser Bauart bekannt, bei der der Pumpenkolben durch den im Füllraum eingeschlossenen Kraftstoff nach dem das Pörderende bestimmenden Abschluß der zum Einspritzventil führenden Druckleitung zum Halten gebracht wird. Der eingeschlossene Kraftstoff wirkt dabei in nachteiliger V/eise wie ein fester bzw. elastischer Anschlag, und es besteht die Gefahr, daß der Pumpenkolben zurückprallt, wiederholt die Druckleitung aufsteuert und Nachspritzer an der Einspritzdüse verursacht.

Die bekannte Pumpe-Düse ist desweiteren mit einem im Pumpenkolben angeordneten, mindestens annähernd zugleich mit dem bei Fo'rderende von dor stirnseitigen Steuerkante gesteuerten Abschluß der zum Einspritzventil führenden Druckleitung eine Verbindung von der Druckleitung zu einem Raum niederen Drukkes herstellenden Entlastungskanal ausgestattet, durch den die Druckleitung auf den unter Vorförderpumpendruek stehenden Diuck in einer Rücklaufleitung entlastet wird, was ze einem schnelleren Schließen des Einspritzventiis führt. Bei einer bekannten Pumpe-Düse wird durch diese Leitungsentlastung das Einspritzende bestimmt und danach erst durch die stirnseitige Steuerkante des Pumpenkolbens die Verbindung zur Druckleitung abgesperrt und der Pumpenkolben abgebremst. Erfolgt diese Entlastung auf einen sehr niedrigen Standdruck, in der Nähe des Pörderpumpendruckes, dann erfolgt der Druckabfall in der Druckleitung schneller als die Ventilnadel schließen kann und Brenngase können in die Düsenöffnungen des Einspritzventils gelangen, was zu deren Verkoken und zu Punktionsstörungen bis zum Ausfall des Einspritzventils führen kann. Durch den vor Abschluß der Druckleitung erfolgten Druckabbau

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im Pumpenarbeitsraum ist auch der Druck im angrenzenden Füllraum so weit abgesunken, daß keine brauchbare Dämpfung des Endes der Hubbewegung des Pumpenkolbens mehr erfolgen kann.

Weiterhin ist es auch bei Pumpe-Düsen ähnlicher Bauart bekannt , vor Abschluß der "Pumpenförderung den aus dem Raum zwischen dem Servokolben und Pumpenkolben verdrängten Kraftstoff derart in seinem Abfluß zu hindern, daß eine Bewegungsdämpfung erfolgt. Da diese Bewegungsdämpfung aber während des letzten Teiles des Förderhubes erfolgt, wird zugleich auch das Spritzende verschleppt, wodurch der für moderne Motoren notwendige schnelle Nadelsehluß verhindert wird. Diese Verschleppung des Spritzendes hat eine entsprechende Verschlechterung der Abgaswerte zur Folge, ganz abgesehen von einem höheren Kraftstoffverbrauch sowie ungünstiger Geräuschentwicklung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Pumpe-Düse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, durch das von der Drosseleinrichtung gesteuerte, zeitlich 7erzc&,3rte Entweichen des Kraftstoffs aus dem Füllraum, das Abstcppen der Bewegung des. Pumpenkolbens derart zu dämpfen, daß sowohl ein zu hartes Abstoppen und damit Zurückprallen des Pumpenkolbens als auch ein ungedämpftes Aufprallen des Pumpenkolbens mit seiner Stirnseite am Ende des Pumpenarbeitsraumes verhindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind Verbesserungen und vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Pumpe-Düse möglich. So wird kein zusätzlicher Bauraum für die Drosseleinrichtung benötigt, wenn

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sie als Teil eines innerhalb des Pumpenkolbens angeordneten Dämpfungskanals ausgebildet ist, der mit einer vorzugsweise abstimmbaren Strömungsdrossel versehen ist. Der zeitliche Verlauf des Dämpfungshubes läßt sich in besonders vorteilhafterweise steuern, wenn die Strömungsdrossel von den bei den Hubbewegungen des Pumpenkolbens aneinander vorbeigleitenden Querschnittsflächen einer Querbohrung des im Pumpenkolben angeordneten Entlastungskanals und des Rückströmkanals gebildet wird und wenigstens eine dieser Querschnittsflächen eine von der Kreisform abweichende Form aufweist, wodurch die Drosselung hubabhängig entsprechend einer von dem Querschnittsverlauf abhängigen Gesetzmäßigkeit steuerbar ist.

Bei einer nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ausgebildeten Pumpe-Düse mit einem im Pumpenkolben angeordneten, mindestens annähernd zugleich bei Förderende von der stirnseitigen Steuerkante gesteuerten Abschluß der zum Einspritzventil führenden Druckleitung aine Verbindung von der Druckleitung zu einem Raum niedrigeren Druckes herstellenden EntlasGungskanal läßt sich die Drosseleinrichtung a^f kleinstem Raum ohne zusätzlichen Bauraumauiwand unterbringen, wenn der innerhalb des Pumpenkolbens angeordnete Dämpfungskanal und der Entlastungskanal in eine nach Spritzende mit dem Rückströmkanal in Verbindung stehende Ringnut am Pumpenkolben münden.

Ist der Pumpenkolbendurchmesser so klein, daß zwei innerhalb des Pumpenkolbens angeordnete Kanäle nicht unterzubringen sind, dann wird erfindungsgemäß nur der Dämpfungskanal innerhalb des Pumpenkolbens geführt und der Entlastungskanal als Längsnut in die Kolbenmantelfläche eingearbeitet, wobei die Längsnut zur Aufrechterhaltung der Punktion in eine besondere Ringnut mündet. Durch die Anordnung einer weiteren Ringnut am Pumpenkolben können auch bei der

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Ausbildung von zwei Kanälen innerhalb des Pumpenkolbens beide Ringnuten an getrennte Rückströmkanäle angeschlossen werden, welche jeweils mit verschiedenen Räumen niederen Druckkes verbunden sind, die einen sowohl für die Dämpfung als auch für die Entlastung besonders günstigen Gegendruck aufweisen. Wird der Dämpfungskanal mit einem unter dem relativ hohen Servodruck stehenden Raum verbunden, kann eine entsprechend starke Dämpfung gesteuert werden, während der Entlastungskanal auf Tankdruck entlastet oder mit dem Vorförderpumpendruck beaufschlagt einen genügend hohen Druckunterschied für eine schnelle Entlastung ermöglicht.

Bei einer nach dem Hauptanspruch ausgebildeten und mit einem Entlastungskanal versehenen Pumpe-Düse wird das zeitlich verzögerte Abbremsen des Pumpenkolbens dadurch erzielt, daß als Drosseleiarichtung eine Strömungsdrossel dient, die von einem hubabhängig sich verändernden zwischen einem der stirnseitigen Steuerkante benachbarten Endabschnitt des Pumpenkolbens und der Zylinderwand des Füllraumes angeordneten Drosselquerschnitt gebildet ist, durch den aus dem Püilraum entweichender Kraftstoff über den Entlabtungskanal zum Raum ni ederen Druckes verdränt,-bar ist. Durch diese Anordnung werden zusätzliche Kanäle im Pumpenkolben vermieden, so daß der schädliche Raum des Pumpenarbeitsraumes sehr klein gehalten werden kann. Eine vorzeitige, die Dämpfbewegung des Pumpenkolbens reduzierende Druckabsenkung im Pumpenarbeitsraum wird dabei dadurch vermieden, daß der Entlastungskanal erst nach dem Abschluß der Druckleitung aufsteuerbar ist. Vorteilhafterweise wird der Drosselquerschnitt durch mit der Zylinderwand des Püllraumes zusammenwirkende, in den Endabschnitt des Pumpenkolbens eingearbeitete und von der stirnseitigen Steuerkante ausgehende Drosselnuten gebildet, die zur Abstim-

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mung der Dämpfung eine unterschiedliche Länge aufweisen und /oder einen sich vom Füllraum weg verkleinernden Querschnitt aufweisen.

Wird der beim Entlasten aus der Druckleitung und beim Resthub des Pumpenkolbens aus dem Füllraum entweichende Kraftstoff zur Schließdruckerhöhung in einen Raum an der Rückseite der Ventilnadel des Einspritzventils geleitet und kann er dann erst über eine Drosselstelle zum Raum niederen Druckes abfließen, dann wird sowohl ein beschleugnistes Schließen der Ventilnadel als auch eine verstärkte Dämpfung des Resthubs des Pumpenkolbens auf einfache und vorteilhafte Weise erzielt.

Zeichnung

Vier Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Pumpe-Düse sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine vereinfachte Darstellung einer Kraftstoffeinspritzsinrichtung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Pumpe-Düse, Figur 2 ein konstruktiv ausgestalter Ausschnitt aus der Pumpe-Düse nach Figur 1 im Bereich des erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpenkolben.? in vergrößertem Maßstab, Figur 3 ein Ausschnitt entsprechend Figur 2, jedoch für das zweite Ausführungsbeispiel, Figur 4 eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit einer als drittes Ausführungsbeispiel ausgebildeten Pumpe-Düse, Figur 5 ein Ausschnitt in vergrößertem Maßstab entsprechend Figur 2, jedoch für das dritte Ausführungsbeispiel und Figur 6 eine vereinfachte Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei der in Figur 1 dargestellten Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist mit 10 das erste Ausführungsbeispiel einer Pumpe-Düse bezeichnet, die im wesentlichen aus einer hydraulisch angetriebenen Kolbenpumpe 11 und einer, als druckge-

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steuertes Einspritzventil ausgebildeten Einspritzdüse 12 besteht, wobei die Kolbenpumpe 11 in bekannter Weise als Servo-Kolbenpumpe ausgebildet ist, d.h. sie weist einen aus einem Servokolben 13 und Pumpenkolben 14 bestehenden Differentialkolben auf. Die eine mit 15 bezeichnete Stirnseite des Servokolbens 13 begrenzt als bewegliche Wand eine Seite eines Servodruckraumes 16, dem unter Servodruck (p„) stehender Kraftstoff von einer Druckquelle 17 über eine Förderleitung 18, ein Umschaltventil 19 und eine Steuerleitung 21 zugeführt wird.

Die den Servodruck erzeugende Druckquelle 17 besteht im wesentlichen aus einer vom Motor 22 angetriebenen regelbaren Servodruck-Pörderpumpe 23 und einem Druckbegrenzungs- oder Druckregelventil 24. Die Servodruck-Förderpumpe 23 wird von einer als Vorförderpumpe dienenden Niederdruck-Pörderpunipe 25 gespeist, die den Kraftstoff aas einem Tank 26 ansaugt und über ein Filter 27 zur Servodruck-Förderpume 23 fördert und deren Förderdruck durch ein weiteres Druckbegrenzungsventil 28 begrenzt wird, über eine Zweigleitung 29 werden zwei weitere, weiter hinten näher erläuterte Druckeinheiten 31 und 32 mit Kraftstoff von der Förderpumpe 25 versorgt.

Das Umschaltventil 19 ist als Schieberventil ausgebildet und sein im Kopf der Pumpe-Düse 10 untergebrachter Steuerschieber 33 verbindet in der gezeichneten Ruhelage den Servodruckraum 16 mit der unter Servodruck stehenden Förderleitung 18, wobei durch einen verjüngten Abschnitt 33a des Steuerschiebers 33 ein mit der Förderleitung 18 verbundener erster Ringraum 34 des Umschaltventils 19 mit einem zweiten über die Steuerleitung 21 mit dem Servodruckraum 16 verbundenen Ringraum 35 verbunden ist. Durch einen von der Druckeinheit 31 im Takt des Motors 22 erzeugten Steuerdruckimpuls der über eine Leitung

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36 zu einem Steuerdruckraum 37 gefördert wird, ist der Steuerschieber 33 in seine zweite nicht dargestellte Schaltstellung entgegen der Kraft einer Feder 38 bewegbar. In dieser Schaltstellung ist der Servodruckraum 16 über die Steuerleitung 21, den Ringraum 35 und den verjüngten Abschnitt 33a mit einem dritten Ringraum 40 des Umschaltventils 19 verbunden, der an einer Rücklaufleitung 39 angeschlossen ist, die in die Verbindung zwischen den Förderpumpen 25 und 23 mündet und somit unter dem Druck des von der Förderpumpe 25 geförderten Kraftstoffes steht. Selbstverständlich kann diese Rücklaufleitung 39 auch direkt zum Tank 26 geführt werden, so daß lediglich der Atmosphärendruck in dieser Leitung vorhanden ist.

Als Druckeinheit 31 kann in bekannter Weise ein Drehverteiler oder eine Kolbenpumpe oder auch eine magnetventilgesrauerte Einrichtung dienen, die durch Druckentlastung des Steuerdruckraumes 37 die Bewegung des Steuerschiebers 33 in seine gezeichnete Stellung bewirkt und damit den Einspritzbeginn auslöst, zu dem Servokraftstoff in den Servodruckraum 16 geleitet wird. Die zweite Druckeinheit 32 ist, als Fördernengeri-Zumeßeinrichtupg über eine Füllleitung 41 und ein Füllventil 42 ir.it einen: vom Pumpenkolben 14 beaufschlagten Pumpenarbeitsraum 43 verbunden. Als Fördermengen-Zumeßeinrichtung kann eine oeliebi^e mengengeregelte Einspritzpumpe dienen, die - wie gezeichnet vom Motor 22 angetrieben wird. Beide Druckeinheiten 31 und 32 werden im folgenden nicht näher beschrieben, da sie nicht direkt von der Erfindung umfaßt werden.

In der gezeichneten Lage des Pumpenkolbens 14 nach Beendigung seines Pumphubes ist die Verbindung vom Pumpenarbeitsraum 43 zur Einspritzdüse 12 unterbrochen und über einen Entlastungskanal 44 im Pumpenkolben 14 sind zwei Ringräume 45 und 46 in der Wand eines den Pumpenkolben 14 aufnehmenden Pumpenzylin-

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ders 47 miteinander verbunden, wobei der eine Ringraum 45 über eine als Längsbohrung ausgebildete Druckleitung 48 mit einem dem Ventilsitz 49 benachbarten Druckraum 51 in dem mit 50 bezeichneten Ventilgehäuse der Einspritzdüse 12 verbunden ist. Der Ringraum 46 ist über einen Rückströmkanal 53 mit dem unter Servodruck stehenden Ringraum 34 des Umschaltventils 19 verbunden, so daß in der gezeichneten Stellung des Pumpenkolbens l4 der Druckraum 51 an der Einspritzdüse 12 auf den in der Förderleitung 18 herrschenden Servodruck p„ entlastet ist.

Der Ventilsitz 49 der Einspritzdüse 12 ist in bekannter Weise von einer entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes und gegen die Kraft einer Schließfeder 55 den Ventilsitz 49 öffnenden Ventilnadel 56 zwischen den Einspritzungen, d.h. in den Einspritzpausen verschlossen. Die Schließfeder 55 ist bei auf Servodruck entlastetem Druckraum 51 so vorgespannt, daß der Schließdruck und damit auch der Öffnungsdruck an der Einspritzdüse 12 über dem Servodruck liegen.

Ein die Schließfedex" 55 aufnehmender und dem dem Ventilsitz 49 abgewandten Ende 56a der Ventilnadel 56 benachbarter Feuerraum 57 ist durch eine Leckölleitung 58 mit einein drucKentlasteten Raum 59 zwischen Servokolben 13 und Pumpenkolben 14 und von dort über eine Leitung 6l und einen die Feder 38 des Umsehaltventils 19 aufnehmenden Raum 62 mit der Rücklaufleitung 39 verbunden. Ein in die Leitung 61 eingesetztes Kugelventil 63 soll ein Rücksaugen von Kraftstoff aus der Rücklaufleitung 39 in den Raum 59 verhindern.

Damit der Pumpenkolben 14 bei Erreichen seines in Figur 1 gezeichneten Hubendes nicht hart auf das Ventilgehäuse 50 der Einspritzdüse 12 aufprallt, wird sein nach Abschluß der Verbindung vom Pumpenarbeitsraum 43 zur Druckleitung 48 erfolgender Resthub zeitlich verzögert durch eine Drosseleinrichtung 65 gedämpft. Dieser erfindungswesentliche Vorgang wird nachfolgend anhand des in Figur 2 dargestellten Ausschnitts im einzelnen beschrieben.

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Wie der in Figur 2 dargestellte vergrößerte Ausschnitt aus einem praktischen Ausführungsbeispiel zu Figur 1 zeigt, enthält der Pumpenkolben 14 außer dem Entlastungskanal 44 die in Form ei nes Dämpfungskanals ausgebildete Drosseleinrichtung 65. Diese Drosseleinrichtung 65 besteht aus einer von der mit 66 bezeichne ten Stirnfläche des Pumpenkolbens 14 ausgehenden Längsbohrung 67 und einer rechtwinklig von dieser abgehenden und in die Mantelfläche 68 des Pumpenkolbens 14 mündenden Querbohrung 69s welche als enge Drosselbohrung ausgebildet ist und somit als Strömungsdrossel dient. Eine Abstimmung dieser Strömungsdrossel bezüglich ihres Drosselwiderstandes kann durch Ausläppen der Querbohrung erfolgen oder durch einen mit der Strömungsdrossel 69 versehenen auswechselbaren Schraubeinsatz (nicht dargestellt) ermöglicht werden. Die als Strömungsdrossel dienende Querbohrung 69 mündet in eine in die Mantelfläche 47 des Pumpenkolbens 14 eingearbeitet^ Ringnut 715 die suKieich auch als Mündungsstelle für den Lntlastungskanal 44 dient und in der gezeichneten Stellung des Pumpenkolbens 14 über den Ringraum 46 mit dem Rückströmkanal 53 verbunden ist.

nd von Figur 1 steht in Figur 2 der Pumpenkolben 14 in einer Stellung, die er bei Spritzende nach Abschluß aer Verbindung vom Pumpenarbeitsraum 43 zur Druckleitung 48 mittels einer stirnseitigen Steuerkante 72 einnimmt. In dieser das Förderende bestimmenden Stellung des Pumpenkolbens 14 ist z. B. die Steuerkante 72 etwa 0,1 mm tief in einen über die Füllleitung 4l mit Kraftstoff versorgten als Füllraum dienenden Endabschnitt 43a. des Pumpenarbeitsraumes 43 eingetaucht, während die untere Begrensungskante einer zweiten, in die Mantelfläche 68 des Pumpenkolbens 14 eingearbeiteten Ringnut oder Aussparung 73 gerade mit der oberen Begrenzungskante des Ringraumes 45 fluchtet und bei weiterer Abwärtsbewegung

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des Pumpenkolbens 14 eine Verbindung von der Tsunr DrucHPaum 51 der Einspritzdüse 12 führenden Druckleitung 48 zum Entlastungskanal 44 herstellt. Damit ist gewährleistet, daß die Entlastung nicht vor Abschluß der Pumpenförderung und vor dem Spritzende stattfindet, denn ein vorzeitiges Entlasten führt zu einem verschleppten Spritzende und zu einem zu frühen Absinken des Einspritzdruckes.

Da während des gesamten Einspritzhubes das Füllventil 42 geschlossen ist, kann der nach Abschluß der Verbindung vom Pueipenarbeitsraum 43 zur Druckleitung 48 durch die Steuerkante 72 im Füllraum 43a eingeschlossene Kraftstoff nur über den Dämpfungskanal 65, durch die Strömungsdrossel 69 zeitlich verzögert, zum Ruckströmkanal abfließen.

Durch entsprechende Abstimmung der Bohrungsdurehmesser, der Kanäle der Strömungsdrossel 69, des Resthubes äes Pumpenkolb^ns 14 und des in Rückströmkanal 53 herrschenden Gegendruckes ist eine genau dosierte gedämpfte Bewegung des Pumpenkolbens 14 während seines Resthubes steuerbar.

Diese Drosseleinrichtung 65 kann auch bei Pumpenkolben angelandet werden, die keinen Entlastungslcanal 44 aufw3isen. Ist, wie Im dargestellten Beispiel, jedoch ein solcher* Entlastungskanal 44 vorhanden, dann darf dieser, wie bereits beschrieben, nicht vor Abschluß der Pumpenförderung aufgesteuert werden, um zu gewährleisten, daß der beim Resthub des Pumpenkolbens 14 im Füllraum 43a eingeschlossene Kraftstoff unter Einspritzdruck steht und aufgrund dieses sehr hohen Druckniveaus eine zeitlich verzögerte und entsprechend steuerbare Dämpfung wirkungsvoll angewendet werden kann.

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Figur 3 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel einer entsprechend Figur 2 nur ausschnittweise in vergrößertem Maßstab dargestellten Pumpe-Düse 10', die gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 2 lediglich eine geringfügig geänderte Drosseleinrichtung 75 und eine für Pumpenkolben mit kleinem Durchmesser besonders günstige Anordnung des Entlastungskanals aufweist. Der Pumpenkolben 14' steht in der gleichen Stellung - nach Abschluß der Pumpenförderung und vor Beginn der Entlastung - wie in Figur 2 (entsprechende Teile sind mit einem Indexstrich und gleiche Teile sind gleich bezeichnet). Die Längsbohrung 67 der wie beim ersten Ausführungsbeispxel als Dämpfungskanal ausgebildeten Drosseleinrichtung 75 ist im wesentlichen mittig in den Pumpenkolben 14' gebohrt und über die Strömungsdrossel 6° mit der Ringnut vsr-Dunden.

Anstelle der als Stromungsdrossel ausgebildeten und in die Ringnut 71 mündenden Querbohrung 69 kann die Querbohrung 69 direkt in die Mantelfläche 68 des Pumpenkolbens 14' münden und zusammen mit dem Ringraum 46 oder einer entsprechend geformten Anschlußstelle für den Rückströmkanal 53 eine hubabhängig veränderbare Strömungsdrossel bilden (nicht ö.argestellt). Durch entsprechende Formgestaltung der bei der Hubbewegung des Pumpenkolbens 14 aneinander vorbeigleitenden Querschnittsflächen der Mündungsstelle der Querbohrung 69 und der Anschlußstelle des Rückströmkanals 53 kann somit der zeitliche Verlauf des Dämpfungshubes steuerbar ausgeführt werden. So kann

z.B. die Mündungsstelle der Querbohrung 69 schlitzförmig mit parallelen oder konischen Seitenbegrenzungskanten und die Anschlußstelle des Rückströmkanals kreisförmig ausgebildet sein, wozu allerdings der Pumpenkolben 14' in seiner Drehlage geführt sein muß.

Wird der Ringraum 46 als Anschlußstelle für den Rückströmkanal 53 beibehalten, dann ist die Drehlage des Pumpenkolbens

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14' für die Funktion unerheblich.

Der Entlastungskanal 44' in Figur 3 ist als in die Kolbenmantelfläche 68 eingearbeite Längsnut ausgebildet, die von der Ringnut 73 ausgehend in eine Ringnut 7β mündet, die zu der ersten, die Mündungsstelle für den Dämpfungskanal 75 bildenden Ringnut 71 einen axialen Abstand aufweist und zugleich einen kürzeren Abstand zur stirnseitigen Steuerkante 72 aufweist als die erste Ringnut 71. In der gezeichneten Stellung des Pumpenkolbens 14¹ ist die Ringnut 76 mit einem zweiten Rückströmkanal 77 verbunden, der als Mündungsstelle einen in die Wand des Pumpenzylinders 47 eingearbeiteten Ringraum

78 aufweist und mit der Leckölleitung 58 verbunden ist. Die das Lecköl aus dem Federraum 57 der Einspritzdüse 12 abführende Leckölleitung 58 steht, wie bereits zu Figu^¹ 1 beschrieben, unter dem nur wenige ba~ betragenden Druck der Vorförde-, pumpe 25 oder bei Verbindung der Leckö!rücklaufleitung 39 direkt mit dem Tank unter Atmospärendruck. Durch diesen voneinander getrennten Anschluß des Entlastungskanals 44' und des Dämpfungskanals 75 an Räume mit unterschiedlich hohem Druckniveau beeinflussen sich beide Vorgänge der Hubdämpfung und der Entlastung des Dr-uckraums 51 an der Düse 12 nicht gegenseitig und können jeweils optimal abgestimnt werden. Soll auch aie Entlastung der Einspritzdüse 12 auf den Servodruck erfolgen, so entfällt der Rückströmkanal 77 und der Ringraum 78 wird, wie strichpunktiert angedeutet, mittels einer Verbindungsleitung

79 mit dem verlängerten Rückströmkanal 53 verbunden. Um dabei eine hohe Verspannung der Schließfeder 55 zu vermeiden, kann auch der Federraum 57 an den unter Servodruck stehenden Ringraum 46 angeschlossen werden (nicht dargestellt) anstatt, wie gezeichnet, über die Leitungen 58 und 61 an die Rücklaufleitung 39·

Die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Figur 4 enthält das dritte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Pumpe-Düse 10". Die Druckquelle 17 sowie die Druckeinheiten 31 und 32 sind identisch gleich mit den zu Figur 1 beschriebenen, die Pumpe-Düse 10" unterscheidet sich

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von den Pumpe-Düsen 10 und 10' im wesentlichen durch eine abgeänderte Ausbildung der mit 8l bezeichneten Drosseleinrichtung und durch eine zusätzliche Einrichtung 82 zur Schließdruckerhöhung.

Die erfindungswesentlichen Merkmale dieser Pumpe-Düse 10" sind deutlicher aus Figur 5 zu ersehen und werden nachfolgend anhand dieser Figur im einzelnen beschrieben. Um den Resthub des Pumpenkolbens 14" gemäß der Erfindung zeitlich verzögert abzudämpfen, dient als Drosseleinrichtung eine Strömungsdrossel 81, die vom mit der Zylinderwand des Füllraumes 43a zusammenwirkenden, in den Endabschnitt I¹Ja" des Pumpenkolbens 14" eingearbeiteten und von der stirnseitigen Steuerkante 72 ausgehenden Drosselnuten 83 erzeugt wird; und, zwar mittels des Drosselquerschnittes, den die Drosselnden 83 mit der genannten Zylinderwand beim Resthub des Puivpenkolbens 14" bilden. Die Nuten 83 weisen eine unterschiedliche Länge L auf, wodurch der zeitliche Verlauf der Drosselwirkung während des Resthubes des Pumpenkolben 14" vorbestircmbar ist. Anstelle verschieden langer können auch verschieaon tiefe Nuten in die Manteloberfläche dieses KoIi:tnabschnittes 14a" eingebracht werden. Die Drosselnuten 83 können auch mit unterschiedlicher Tiefe oder mit einem sich vom Püllraum 43a. weg verkleinernden Querschnitt ausgebildet sein. Nach dem durch die stirnseitige Steuerkante 72 gesteuerten Abschluß der Verbindung vom Pumpenarbeitsraum 43 zur Druckleitung 48 wird der im Füllraum 43a eingeschlossene Kraftstoff durch den sich fortlaufend verkleinernden wirksamen Querschnitt der Drosselnuten 83 in den Ringraum 45 verdrängt, aus dem er über den inzwischen aufgesteuerten Entlastungskanal 44 in den Ringraum 46 gelangt, der über eine als enge Bohrung ausgebildete Drosselstelle 84 mit dem Rückströmkanal 53 in Verbindung steht.

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Bevcr der Kraftstoff jedoch in den Ruckströmkanal 53 gelangt, wird er in die zur Schließdruckerhohung an der Einspritzdüse dienende Einrichtung 82 geleitet, die im wesentlichen aus einem den Ringraum 46 mit dem Federraum 57 der Einspritzdüse 12 verbindenden Verbindungskanal 85 besteht, durch den der aus den: Füllraun: &3a verdrängte und aus der Druckleitung 48 beim Entlasten abfließende Kraftstoff geleitet wird, so daß dieser kurzfristig durch die Drosselstelle 84 am Abströmen in den Rückströmkanal 53 gehinderte Kraftstoff zu einer Druckerhöhung im Federraum 57 führt und somit auf das dem Ventilsitz 49 abgewandte Ende 56a der Ventilnadel 56 im Sinne einer die Schließkraft der Ventilfeder 55 unterstützenden Schließdruckerhohung einwirkt (s. dazu auch Fig. 4).

Ist der über die Förderleitung 18 vcn der Druckquelle 17 geförderte Kraftstoff in seiner Druckhöhe regelbar, so wirkt dieser geregelte Druck auch i"?i Federraum 57 der Einspritzdüse 12, so daß deren Öffnungsdruck ebenfalls regelbar ist.

Die ei-findungsgemäße Dämpfung aer Bewegung des Pmapenkolbens l4™ durch die Stremun2.sdz*ossel 8l kann selbefc^erstänilich auch dann voll zur Wirkung kommen, wenn die Pumpe-Düse nicht mit einer Einrichtung 82 zur Schließdruckerhohung versehen ist. In diesem Fall ist der Ringraum 46 direkt oder über die als Einstelldrossel dienende Drosselstelle 84 iait dem Rückströmkanal 53 verbunden, die Verbindung vom Ringraum zum Kanal 85 ist dann unterbrochen und letzterer ist, wie in Fig. 4 mit 85" strichpunktiert angedeutet, über die Leitung 6l zur Leitung l8 verbunden, so daß dieser Kanal 85 wie der Kanal in Figur 1 als Leckclkanal dient.

Das in Figur 6 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpe-Düse 10"* unterscheidet

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sich von der Pumpe-Düse 10" in Figur 4 und 5 nur durch eine geänderte Anordnung des hier mit 86 bezeichneten Rückströmkanals, der an den Verbindungskanal 85 zwischen Ringraum 46 und Federraum 57 angeschlossen ist, und durch einen veränderten Entlastungskanal 44"' im Pumpenkolben 24"'. Zwischen den Verbindungskanal und den Rückströmkanal 86 ist die Drosselstelle 84 eingefügt, so daß bei entsprechend starker Drosselung der bei der Entlastung aus der Druckleitung 48 abströmende Druckstoß erst zur Schließdruckerhohung in den Federraum 57 geleitet wird und danach über die Drossel 84 zum Rückströmkanal 86 abfließt. Bei dieser Pumpe-Düse 10"'.ist der Rückströmkanal 86 über den Raum 62 mit der Rücklaufleitung 39 verbunden, die unter VorfOrderpumpendruek steht. Wie bereits in Figur 1 beschrieben, kann diese Rücklauf leitung 39 auch direkt zum Tank geführ-r . werden und somit auf den ?ank- bzw. Atmosphärendruck e^-olastet sein. Zur Vermeidung von Dampfblasenbildung ist jedocli ein gewisser Gegendruck in dieser Leitung 39 vorteilhaft, der auch durch Drosselung des rüekfließenden Kraftstoffs erreicht werden kann. Der ausgehend von der Ringnut 73 schäg durch den Pumpenkolben 14 gebohrte Entlastungskanal 44"' mündet im Bereich des RingrH'jms -¹C derart in der Mantelfläche 68 des Kolcens ?-'!"', dall Je nach Lage dieser Mündungsstelle der Beginn oder das Enao oder je nach Form dieser Mündungsstelle auch der zeitliche Verlauf der Entlastung beeinflußbar sind.

Eine zu schnelle Entlastung, die zum Eindringen von Brenngasen in die Einspritzdüse 12 führt, wird durch eine die Entlastungsgeschwindigkeit steuernde und in den Verbindungskanal 85 eingefügte zusätzliche Drossel 87 verhindert.

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Claims

ROBERT BOSCH GMBH, _7OOO Stuttgart

Ansprüche

(l). Pumpe-Düse für Brennkraftmaschinen mit einem durch Federkraft oder hydraulisch, vorzugsweise durch einen im Durchmesser größeren Servokolben angetriebenen Pumpenkolben, der dichtend in einer den Pumpenarbeitsraum bildenden Zylinderbohrung geführt ist und kurz vor Hubende 5,ur Beendigung der Pumpenförderun^, mit einer stirjiseitigen Steuerkante aie Verbindung vom Pumpenarbeitsraum zu einer im Bereich der Wand der Zylinderbohrung angeschlossenen und zum Einspritzventil führenden Druckleitung absperrt und der bei seinem Resthub in einen als Füllraum dienenden Endabschnitt des Pumpencrbeitsraumes eintaucht und von durch ein Füllventil am Entweichen gehindertem Kraftstoff abgestoppt wird, wobei das Füllventil in einer in den Füllraum mündenden und den Pumpenarbeitsraum mit dem einzuspritzenden Kraftstoff versorgenden Fülleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (14, 14 · , 14", l4^IM) mindestens mittelbar mit einer Drosseleinrichtung (65, 75» 8l) versehen ist, die ein zeitlich verzögertes Entweichen von Kraftstoff aus dem Füllraum (43a) zu einem Raum niederen Druckes (l8, 39) steuert.

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2. ?umpe-Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselexnrichtung ein mit einem in die Wand des Pumpenzylinders (47) mündenden und zum Raum niederen Druckes (18) führenden Rückströmkanal (53) zusammenwirkender, innerhalb des Pumpenkolbens (14, 14') angeordneter Dämpfungskanal (65j 75) dient.
3· Pumpe-Düe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskanal (65, 75) mit einer vorzugsweise abstimmbaren Strömungsdrossel {69) versehen ist.
4. Pumpe-Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnev, daß der Dämpfungskanal (65, 75) aus einer Längsbohrung (67) und einer von dieser abzweigenden und in der Mantelfläche (68) des Pumpenkolben*: (14, 14') mündenden Querbohrung (69) besteht, welche die Strömungsdrossel (69) bildet^ diese enthält oder eine solche mit dem in den Pumpenzylinder (-17) mündenden Rückströmkanal (53) bildet.
5· Pumpe-Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der bei den Hubbewegungen des Pumpenkolbens (14¹) aneinander vorbeigleitenden Querschnittsflächen der Querbohrung (69) oder des Ruckströmkanals (53) eine den zeitlichen Verlauf des Dämpfungshubes steuernde und vorzugsweise von der Kreisform abweichende Form aufweist.

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6. Pumpe-Düse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückströmkanal (53) mit einer als Raum niederen Druckes dienenden Leitung (18) verbunden ist, die unter Servodruck (p~) stehenden und/oder auf einem Standdruck unterhalb des Öffnungsdrucks der Einspritzdüse befindlichen Kraftstoff enthält.
7. Pumpe-Düse nach einem der Ansprüche 2 bis 6 mit einem im Pumpenkolben angeordneten, mindestens annähernd zugleich mit dem bei Förderende von der stirnseitigen Steuerkante gesteuerten Abschluß der zum Einspritzventil führenden Druckleitung eine Verbindung von der Pi'uckleitung zu einem Raum niederen Druckes herstellenden Entlastungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb des Pumpenkolbens (14) angeordnete Dämpfungskanal (65) und der Entlastungskana] (44) in eine nach Spritzende mit dem Rückströmk&^al (53) in Verbindung stehende Ringnut (71) am Pumpenkolben (14) münden.
8. Pumpe-Düse nach dem Oberbegriff von Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskanal (75) und der Entlastungskanal (44') in je eine mit Abstand zueinander in die Mantelfläche (68) des Pumpenkolbens (l4^!) eingearbeitete Ringnut (71) und (76) münden.

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9. Pumpe-Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Ringnut (71) mit dem ersten Rückströmkanal (53) und die andere, mit dem Entlastungskanal (44') verbundene Ringnut (76) mit einem in die Wand des Pumpenzylinders (47) mündenden zweiten Rückströmkanal (77) verbindbar ist.
10. Pumpe-Düse nach Anspruch 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem.Entlastungskanal (44') verbundene Ringnut (76) mit einem kürzeren Abstand zur stirnseitigen Steuerkante (72) in den Pumpenkolben (l4^f) eingearbeitet ist als die mit dem Pämpfungskanal (75) verbundene R:\i-.gnut (7I)₃ und daß dar Entlastungskanai (14') von einer Längsnut (44') in der Kolbenmantelfläche (68) gebildet ist.
11. Pumpe-Düse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rückströmkanal (53) mit einer unter Servodruck (p„) für den Antrieb des Servokolbens (13) stehenden Druckquelle (17) und der zweite Rückströmkanal (77) niit einer unter Vorforderpumpendruck oder Tankdruck stehenden Rücklaufleitung (39) verbunden ist.
12. Pumpe-Düse nach Anspruch 1 mit einem im Pumpenkolben angeordneten, mindestens annähernd zugleich mit dem bei

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Förderende von der stirnseitigen Steuerkante gesteuerten Abschluß der zum Einspritzventil führenden Druckleitung aufgesteuerten Entlastungskanal, der nahe der stirnseitigen Steuerkante eine in die Mantelfläche des Pumpenkolbens eingearbeitete Mündungsstelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosseleinrichtung eine Strömungsdrossel (81) dient, die von einer hubabhängig sich verändernden zwischen einem der stirnseitigen Steuerkante (72) benachbarten Endabschnitt (l4a") des Pumpenkolbens (.Ih''') und der Zylinderwand des Füllraumes (43a) angeordneten Drosselquerschnitt gebildet ist, durch den aus dem Füllr-aum (43a) entweichender Kraftstoff über den Entlastungskanal (44) zum Raum niederen Druckes (18) verdrängbar ist und daß der Entlastungskanal (44) r.vst nach dem Abschluß der Druckleitung (48) aufsteuerbar ist.
13· Pumpe-Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt durch mit der Zylinderwand des Füllraumes (43a) zusammenwirkende, in den Endabschnitt (l4a") des Pumpenkolbens (l4") eingearbeitete und von der stirnseitigen Steuerkante (72) ausgehende Drosselnuten (83) gebildet ist.
14. Pumpe-Düse nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselnuten (83) eine unterschiedliche Länge (L) aufweisen.

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15- Pumpe-Düse nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselnuten einen sich vom Füllraum (43a) weg verkleinernden Querschnitt aufweisen.
16. Pumpe-Düse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselquerschnitt durch einen ringförmigen zwischen der Zylinderwand des Füllraumes (43a) und dem im Durchmesser geringfügig verkleinerten Endabschnitt des Pumpenkolbens entstehenden Drosselspalt gebildet ist.

17· Pumpe-Düse nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichr>3t, daß der Endabschnitt des Pumpenkolbens, mic sich zu seinem pumpenarbeit sraumseitigen Ende hin verkleinernden Durchmesser ausgebildet ist.

l8. Pumpe-Dü^e nach einem der Ansprüche 7 '^r)is 17, dadui ?i\ gekennzeichnet, daß mindestens mittelbar an den mit dem Entlastungskanal (44) verbindbaren Rückströmkanal (53, 86) ein Verbindungskanal (85) angeschlossen ist, durch den der beim Entlasten aus der Druckleitung (48) und beim Resthub des Pumpenkolbens (l4", 14"') aus dem Füllraum (43a) entweichende Kraftstoff zur Schließdruckerhöhung in einen dem Ventilsitz (49) abgewandten Ende (56a) der Ventilnadel (56) benachbarten Druckraum (57) des Einspritzventils (12) leitbar ist und daß dieser Raum (57) und der Rückströmkanal (53» 86) vorzugsweise über eine Drosselstelle (84) mit dem Raum niederen Druckes (l8, 39) verbunden sind.

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19· Pumpe-Düse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, die Entlastungsgeschviindigkeit steuernde Drossel (87) in den Verbindungskanal (85) eingefügt und der in den zum Raum niederen Druckes (18,39) führenden Rückstromkanal (86) befindlichen Drosselstelle (8*0 vorgeschaltet ist. ^,

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