DE2840038A1 - Kraftstoff-foerdervorrichtung - Google Patents

Kraftstoff-foerdervorrichtung

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DE2840038A1 DE19782840038 DE2840038A DE2840038A1 DE 2840038 A1 DE2840038 A1 DE 2840038A1 DE 19782840038 DE19782840038 DE 19782840038 DE 2840038 A DE2840038 A DE 2840038A DE 2840038 A1 DE2840038 A1 DE 2840038A1
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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Description

28^0033
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Fördervorrichtung mit einer Einspritzpumpe, die die Kraftstoffeinspritzung in zeitlicher Relation zu der Brennkraftmaschine bewirkt, der sie zugeordnet ist und der der Kraftstoff unter Druck mit einer Speisspumpe zugeleitet wird, wobei ein Ventil zur Steuerung des Förderdruckes der Speisepumpe vorgesehen ist, so daß dieser in Übereinstimmung mit der Antriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung veränderlich ist und wobei weiter eine von einer Bedienungsperson, d.h. willkürlich zu betätigende Drossel zur Veränderung der der Einspritzpumpe zuzuführenden Kraftstoffmenge vorgesehen ist.
Wird eine solche Vorrichtung zur Kraftstoffzuführung zu einer aufgeladenen Brennkraftmaschine verwendet, so ergibt sich die Notwendigkeit einer Zuordnung von Mitteln, die auf den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft ansprechen, um den Rauchgehalt der Motorabgase einen vorbestimmten Wert nicht übersteigen zu lassen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer solchen auf den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft ansprechenden Vorrichtung, die baulich einfach, preiswert und betriebssicher ist.
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Gemäß der Erfindung enthält eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung ein Ventil in der Kraftstoff-Führung zwischen der Speisepumpe und der Einspritzpumpe, das ein Ventilglied einschließt, das dem Förderdruck der Speisepumpe unterworfen ist, um in einer Richtung bewegt zu werden, in der der Drosseleffekt des Ventiles verringert wird, wobei ein Bauelement vorgesehen ist, das auf den Druck der der Brennkraftmaschine zugeführten Luft anspricht und das einen Anschlag aufweist, der mit einem Teil zusammenwirkt, das mit dem Ventilglied verbunden ist, wobei der Anschlag so geformt ist, daß mit einem Ansteigen des Druckes der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft das Ventilglied so verstellt wird, daß sein auf die Kraftstoff-Förderung wirkender Drosseleffekt verringert wird, wobei ein vorgespanntes Federelement zwischen dem Ventilglied und dem vorgenannten, mit dem Anschlag zusammenwirkenden Teil vorgesehen ist und wobei schließlich bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine die Bewegung des Ventilgliedes allein durch die auf den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft ansprechenden Mittel bestimmt wird, während bsi einer vorbestimmten höheren Drehzahl der Brennkraftmaschine der Förderdruck der Speisepumpe das Ventilglied entgegen der Wirkung des Federelementes in Richtung auf eine Verringerung der Drosselwirkung des Ventiles verstellt.
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8 / n Π
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Figurenbeschreibung
Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 als Schemazeichnung die Brennkraftmaschine und
das ihr zugeordnete Kraftstoffsystem, Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung gemäß Fig. 1 in
größerer Darstellung und im Schnitt, Fig. 3 in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung eine
Alternative zu der Lösung gemäß Fig. 2 und Fig. 4 einen Teil der Anordnung gemäß Fig. 2 in einer modifizierten Ausführungsform.
In Fig. 1 ist mit 10 eine als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine bezeichnet, deren Lufteinlaß 11 mit dem Auslaß eines Laders 12 verbunden ist, der zweckmäßigerweise als Turbolader ausgebildet ist und der von den Auspuffgasen der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Im Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine mit vier Einspritzdüsen versehen, mit denen der Kraftstoff den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
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Der Kraftstoff wird den Einspritzdüsen mit einer Kraftstoff-Fördervorrichtung 14 zugeführt, die eine Einspritzpumpe 15 und eine Speisepumpe 16 aufweist, von denen jede mittels eines geeigneten Antriebes von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird. Zweckmäßigerweise ist die Einspritzpumpe eine Rotationspumpe mit einem Drehschieber, wobei die Pumpelemente der Einspritzpumpe den Einspritzdüsen 13 in aufeinanderfolgender Reihenfolge den Kraftstoff zuführen. Die Speisepumpe 16 hat einen Drehkörper, der zweckmäßigerweise vom vorgenannten Drehschieber angetrieben wird.
Um die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge steuern zu können, ist eine einstellbare Drossel 17 vorgesehen, die in der Förderleitung zwischen der Speise- und der Einspritzpumpe angeordnet ist. Die Stellung der Drossel ist durch einen Regler 18 bestimmt, mit dem eine von einer Bedienungsperson, d.h. willkürlich, einstellbare Steuerung 19 verbunden ist. Der Pfeil 20 symbolisiert ein dem Regler 18 mitzuteilendes Geschwindigkeitssignal. Soll während des Betriebes die Steuerung 19 so verstellt werden, daß die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht wird, so wird die Drossel 17 geöffnet, damit der Einspritzpumpe mehr Kraftstoff zugeführt wird. Ist die Drehzahl der Brennkraftmaschine angestiegen, dann wird der Regler
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die Drossel zum Stillstand veranlassen, um die entsprechend höhere Drehzahl konstant zu halten, die durch die Stellung der Steuerung 19 bestimmt ist.
Die Kraftstoffzuführung zu einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, insbesondere zu einer Brennkraftmaschine, deren Lader von ihren Auspuffgasen angetrieben V7ird, erfordert eine besonders sorgfältige Steuerung.
Bei niedrigen Maschinengeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen der Brennkraftmaschine wird der Lader den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft nicht in ausreichendem Maße erhöhen. Steigt aber die Energie der Auspuffgase an, so wird der Aufladeeffekt ausgeprägter,und der Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft steigt an. Steigt der Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft an, so kann der Brennkraftmaschine mehr Kraftstoff zugeführt werden, ohne daß die Gefahr exzessiver Rauchbildung im Auspuff der Brennkraftmaschine besteht.
Der Einspritzpumpe können Anschläge zugeordnet v/erden, um unter allen Umständen zu verhindern, daß die Menge des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffes einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die entsprechende Anschlageinstellung wird jedoch nicht für niedrige Geschwindigkeiten
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bzw. Drehzahlen der Brennkraftmaschine passend sein, weshalb, wenn der Anschlag für die naximale Kraftstoffraenge bei niedrigen /iaschinendrehzahlen wirksam ist, bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine aus deren Auspuff Rauch austreten wird. Es ist notwendig, eine Vorrichtung zu haben, die auf den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft anspricht. Für diesen Zweck ist ein Ventil 21 vorgesehen, das zwischen der Drossel und der Einspritzpumpe 15 angeordnet ist. Es kann jedoch auch zwischen der Speisepumpe und der Drossel angeordnet v/erden, wenn bei dieser Anordnung nicht die Übertragung des Geschwindigkeitssignales auf die Regler beeinträchtigt wird, wenn di-aser ein hydraulischer Regler ist.
Gemäß Fig. 2 enthält die Drossel 17 ein axial verstellbares Drosselglied 22, in dessen Umfang eine Nut eingeformt ist, die mit der Förderseite der Speisepumpe über eine Axialbohrung 23 in Verbindung steht. Das Drosselglied ist in einer Bohrung 24 angeordnet, die über eine öffnung 25 und über einen Verbindungskanal 26 mit der Einspritzpumpe 15 in Verbindung steht. Der Verbindungskanal 26 ist Teil der leitungsmäßigen Verbindung zwischen der Speisepumpe 16 und der Einspritzpumpe 15 und schließt zwei diametral einander gegenüberliegende öffnungen 27,28 ein, die in einem Abschnitt angeordnet sind, der eine Axialbohrung
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bildet. In der Axialbohrung 29 ist verstellbar ein Ventilglied 30 angeordnet, in dessen Äußenumfang sine Umfangsnut 31 sich befindet, die in Übereinstimmung mit den öffnungen 27,28 zu bringen ist. Eine Stirnseite der Nut 31 läuft kegelförmig zu, so daß der Drosseleffekt bei einer Bewegung des Ventilgliedes 30 sich über einen weiten Bewegungsbereich desselben verändert, an seinem in der Bildebene linken Ende ist das Ventilglied dem Förderdruck der Speisepumpe ausgesetzt, der so gesteuert wird, daß er in Obereinstimmung mit der Antriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung variiert. Das wird durch das in Fig. 1 dargestellte Ventil 32a bewirkt.
Das Ventilglied 30 hat einen Abschnitt 32 mit verringertem Durchmesser, der in einem Kopf 33 endet. Zwischen diesem Kopf 33 und dem Hauptabschnitt des Ventilgliedes ist ein Ring 34 angeordnet, der einen Anschlag für eine gewickelte Druckfeder 35 bildet. Die Druckfeder 35 ist vorgespannt, und der Ring 34 liegt an einem tassenförmigen Bauteil 36 an, in dem sich der Kopf 33 bewegen kann.
Das äußere Ende des tassenförmigen Bauteiles ist abgerundet und kann an einem Anschlag bzw. Widerlager 37 anliegen, das am Ende einer Stange 38 gelagert ist, die in einer Bohrung 39 verstellbar gelagert ist, die rechtwinklig
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zur Bohrung 29 angeordnet ist. Die Stange 38 ist mit einer Membrane 40 verbunden, die in einer Kammer angeordnet ist, die von zwei Gehäuseteilen 41,42 gebildet wird, zwischen denen die Membrane an ihrem Rand gehalten ist. Das Gehäuseteil 42 ist mit einem hohlen Sylinderteil 43 verbunden, der die Bohrung 39 definiert und mit einer Schraubenverbindung einstellbar mit dem Grundkörper der Vorrichtung verbunden ist. Wie es bei solchen Membranen üblich ist, ist sie in ihrer Mitte zwischen zwei Platten gehalten, zwischen denen und dem Teil 43 eine gewickelte Druckfeder 44 angeordnet ist. Die Kammer zwischen der Membrane 40 und dem Gehäuseteil 41 ist mit einem Lufteinlaß 45 versehen, der mit dem Einlaß der Brennkraftmaschine verbunden ist, so daß die Membrane dem Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft unterworfen ist. Die Kammer zwischen der Membrane 40 und dem Gehäuseteil 42 steht mit der Atmosphäre in Verbindung.
Die in Fig. 2 dargestellte Stellung nehmen die Teile der Vorrichtung ein, wenn die zugehörige Brennkraftmaschine stillsteht. Mit dem Anschlag 37 ist das Ventilglied 30 in seine linke Endstellung bewegt, und der Kopf 33 liegt an dem Ring 34 an.
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Wird die Brennkraftmaschine gestartet, so wirkt der Förderdruck der Speisepumpe auf das Ventilglied, um das tassanförmige Bauteil 36 am Anschlag 37 in Anlage zu halten. Die Teile der Vorrichtung werden im wesentlichen in der in Fig. 2 dargestellten Stellung gehalten. Wird die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine erhöht und steigt der Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft an, so wird der Druck der auf die Membrane 40 einwirkenden Luft die Stange 38 nach unten bewegen, was dazu führt, daß sich auch der Anschlag 37 nach unten bewegt, so daß sich das Ventilglied nach rechts bewegen kann. Das führt dazu, daß der Brennkraftmaschine eine größere Kraftstoff menge zugeführt werden kann, wenn die Drossel 17 weit genug geöffnet ist, so daß ihr Drosseleffekt relativ zum Drosseleffekt des Ventiles klein ist.
Steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine weiter an, so wird die Kraft, die vom Förderdruck der Speisepumpe aufgebracht wird und auf das Ventilglied 30 wirkt, die Vorspannung der Feder 35 überwinden, und das Ventilglied 30 kann sich weiter nach rechts bewegen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Gemäß Fig. 3 hat das Ventilglied im wesentlichen seine rechte Endstellung erreicht, und in dieser Stellung drosselt es den Kraftstoff-Fluß zur Einspritzpumpe praktisch nicht. Gemäß Fig. 3 hat sich außerdem
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der Anschlag 36 so weit nach unten bewegt, daß das tassenförmige Bauteil 36 nahezu an einem ebenen Abschnitt des Anschlages 36 anliegt.
Der praktische Effekt der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß bei niedriger Drehzahl der Brennkraftmaschine und niedrigem Druck der vom Lader der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft die der Einspritzpumpe zuströmende Kraftstoffmenge mit dem Ventil 21 spürbar verringert wird. Steigt der Druck der vom Lader gelieferten Luft an, so kann der Brennkraftmaschine eine entsprechend größere Kraftstoffmenge zugeführt werden. Hat die Drehzahl der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Wert erreicht, so beginnt schließlich das Ventilglied, sich unter dem Einfluß des Förderdruckes der Speisepumpe zu bewegen und die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes wird nochmals erhöht.
Bei einer praktischen Ausführung ist vorgesehen, daß das Ventilglied 30 sich unter dem Einfluß des Förderdruckes der Speisepumpe zu bewegen beginnt, wenn die Brennkraftmaschine 1500 Umdrehungen je Minute erreicht hat und die Bewegung des Ventilgliedes unter dem Einfluß des Kraftstoff druckes bei 3000 Umdrehungen beendet ist.
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Besonders darauf hinzuweisen ist, daß das Teil 43 einstellbar im Pumpenkörper gelagert ist, was die Anfangsgröße der von dem Ventil herzustellenden Drosselung ermöglicht, die eingestellt werden soll.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 ist der Anschlag 50 nicht axial sondern in Umfangsrichtung verstellbar und mit einer Stange 51 verbunden, die außerhalb des Vorrichtungskörpers mit einem Hebel verbunden ist, der seinerseits in Wirkverbindung mit einer Membrane steht, die, wie in Fig. 2, dem Druck der Luft unterworfen ist, die der Lufteinlaßöffnung zugeführt wird.
Die Tatsache, daß das Ventilglied zusätzlich auf eine Änderung des Förderdruckes der Kraftstoffpumpe anspricht, hängt mit dem Umstand zusammen, daß der Druck der vom Lader geförderten Luft bei einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ein Maximum hat, die niedriger als die Maximaldrehzahl ist. Wäre das Ventil direkt mit der Membrane gekoppelt und würde es nur mit der Membrane verstellt, so würde es eine ungenügende Drosselung des Kraftstoff-Flusses bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine ergeben. Mit der beschriebenen Anordnung erfolgt das jedoch nicht, weil sich das Ventilglied unter der Wirkung des Kraftstoffdruckes bewegen
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kann. Es soll jedoch darauf hingewiesen v/erden, daß das Ventilglied auch dann von dem Druck des Kraftstoffes bewegbar sein muß, wenn ein Lader Verwendung findet, bei dem der Förderdruck ansteigt, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine bis zu ieren maximaler Drehzahl ansteigt. Der Grund hierfür ist, daß es notwendig ist, mit einer relativ billigen 2tembrane auszukommen und einen langhubigen Kolben zu verwenden, um das Ventilglied gut steuern zu können. Diese Schwierigkeit wird dann überwunden, wenn das Ventilglied auch vom Kraftstoffdruck auf der Förderseite der Speisepumpe bewegt wird.
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Claims (1)

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    Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LMITED, Great King Street Birmingham B19 2XF, England
    Titel: Kraftstoff-Fördervorrichtung Patentansprüche
    M-) Kraftstoff-Fördervorrichtung mit einer Einspritzpumpe zur Einbringung von Kraftstoff in eine Brannkraftmaschine in zeitlicher Abhängigkeit von dieser Brennkraftmaschine, mit einer Speisepumpe zur Zuführung von Kraftstoff unter Druck zu der 53insoritzpumpe, mit einem Ventil zur Steuerung des Förderdruckes der Speisepumpe derart, daß er sich in Übereinstimmung mit der Antriebsgeschwindigkeit der Vorrichtung ändert, mit einer zwangsweise verstellbaren Drossel zur Änderung der der Einspritzpumpe zuzuführenden Kraftstoffmenge und mit einem in der Kraftstoff-Führung zwischen der Speisepumpe und der Einspritzpumpe angeordneten Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Ventilglied (30) einschließt, das dem Förderdruck der Speisepumpe (16) unterworfen ist, um das Ventilglied in Richtung einer Verringerung der Drosselwirkung zu verstellen, wobei ein auf den Druck der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft ansprechendes Bauteil (38,40)
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    sowie, ain mit -inen mit dem Ventil verbundenen Bauteil (36) zusammenwirkender Anschlag (37) vorgesehen sind, der infolge seiner Kontur beim Ansteigen des Druckes der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luft das Ventilglied zu einer Verringsrung der Drosselwirkung des Ventiles veranlaßt.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Druck der der Brennkraftmaschina zuzuführenden Luft ansprechende Bauteil eine Membrane (40) aufweist, die eine Kammer (41,42) in zwei Teilkammern (40,41:40,42) unterteilt, von denen die eine Teilkammer (40,41) beim Betrieb mit der Lufteinlaßöffnung der Brennkraftmaschine (10) verbunden ist, während die andere Teilkammer (40,42) zur Omgebungsluft hin offen ist, wobei die Membrane mit dem Anschlag (37) verbunden ist und auf die Membrane eine Feder (44) entgegen dem in der erstgenannten Teilkammer wirkenden Luftdruck einwirkt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Membrane (40) und Anschlag (37) eine Stange (38) einschließt, die in einer Bohrung (39) eines dem Vorrichtungsgehäuse gegenüber verstellbaren Bauteil (43) gelagert ist und die am einen Ende mit der Membrane verbunden ist, am anderen Ende den Anschlag bildet.
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    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (37) konisch ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (50) in Umfangsrichtung verstellbar ist, die Verbindung der Membrane eine auf ihr gelagerte, in Umfangsrichtung verstellbare, den Anschlag tragende Stange (51) aufweist, wobei die Stange aus dem Vorrichtungsgehäuse herausgeführt ist und einen mit der Membrane verbundenen Hebelarm trägt.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (30) in einer Bohrung (28) angeordnet ist, deren eines Ende mit der Förderseite der Kraftstoffpumpe (16) zu verbinden ist, wobei ein Paar Öffnungen (27,23) in diese Bohrung münden, wobei weiter auf dem Ventilglied eine Nut (31) angeordnet ist, die zum Zusammenwirken mit den öffnungen zu bringen ist, wenn das Ventilglied von dem Kraftstoffdruck verstellt wird, so daß die Nut und die Öffnungen Teile einer Kraftstoff-Führung zwischen Speisepumpe (16) und Einspritzpumpe (15) sind, wobei weiter das andere Ende des Ventilgliedes einen reduzierten Querschnitt
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    hat und eine Schulter bildet, an der eine gewickelte vorgespannte Schraubenfeder (35) mit einem Ende anliegt, deren anderes Ende mit einem Anschlagring (34). zusammenwirkt, der auf dem im Durchmesser verringerten Abschnitt des Ventilgliedes gleitend gelagert ist und mit einem nutförmigen Teil (36) zusammenwirkt, das am Anschlag (37) in Anlage gehalten ist.
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    ORIGINAL INSPECTED
DE19782840038 1977-09-15 1978-09-14 Kraftstoff-foerdervorrichtung Pending DE2840038A1 (de)

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