DE2931944A1

DE2931944A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2931944A1
Application number: DE19792931944
Authority: DE
Inventors: Karl 7140 Ludwigsburg Konrath; Helmut 7000 Stuttgart Laufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1981-03-26
Also published as: GB2057720B; FR2463271B1; JPS5629030A; US4378002A; FR2463271A1; DE2931944C2; GB2057720A; JPH0129976B2

Description

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3.7.1979 Su/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7QOO Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist in dem Abflußkanal des Rückstellraums ein gesteuertes Druckhalteventil angeordnet. Hierdurch ändert sich mit der Drehzahl stets auch der Druck und zwar jeweils bestimmt durch die Funktion des Drucksteuerventils als solches sowie den zusätzlichen Eingriff des einwirkenden Druckhalteventils. Der Druck ändert sich also jeweils mit der Drehzahl, jedoch je nach Wirkung des gesteuerten Druckhalteventils unterschiedlich stark. Für manche Motoren ist es jedoch wünschenswert, daß eine gewisse Verstellung des Spritzverstellkolbens, z.B. in Richtung Früh erfolgt, und daß diese Verstellung dann über der Drehzahl, inbesonder-e über einen bestimmten Drehzahlbereich konstant bleibt, sich also nicht, oder wenn, dann nur ganz unwesentlich mit der Drehzahl ändert.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine Verstellung des Spritzverstellkolbens über einen bestimmten Drehzahlbereich fixiert wird. Eine insbesondere beim-Kaltstart vorteilhafte Frühverstellung wird dadurch nicht in Richtung Früher bei zunehmender Drehzahl verstärkt. Der Motorlauf und das Abgasverhalten wird somit wesentlich verbessert.

Wie in den Unteransprüchen ausgeführt, kann das im Abflußkanal des Rückstellraums angeordnete Steuerventil in vorteilhafter Weise gleichzeitig zur Steuerung des Entlastungskanals dienen. Auch die anderen in den Unteransprüchen oder in der Beispielsbeschreibung genannten Steuerungen weisen wesentliche Vorteile auf.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figuren 1, 3 und H Schaltschemen, Figur 2 und 7 Diagramme, Figur 5 ein konstruktives Detail aus Figur 4 und Figur 6 und 8 Ansteuerdetails des Abflußkanal und Entlastungskanal steuernden Wegeventils.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

In den Nockentrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe 1 greift über einen Stift 2 ein Verstellkolben 3 ein, für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes. Der Verstellkolben ist durch in einem Arbeitsraum 4 befindliche Druckflüssig-

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keit entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 5 verschiebbar, wobei, je weiter- der Kolben in Richtung Feder 5 verschoben ist, der Spritszeitpunkt bezüglich des oberen Totpunktes des Motorkolbens nach Früh verschoben wird. Eine Förderpumpe 6 saugt aus einem Kraftstoffbehälter Kraftstoff an und fördert ihn in einen Saugraum 8 der· Einspritzpumpe 1, aus welchem, nicht näher dargestellt, die eigentliche Kraftstoffeinspritzpumpe mit Kraftstoff versorgt wird und welcher über eine Bohrung 9 im Verstellkolben 3 mit dem Arbeitsraum ü verbunden ist. Diese Bohrung 9 weist eine Drosselstelle 10 auf. über ein Drucksteuerventil 11 wird der Förderdruck der Förderpumpe 6 und damit der Dr⁷UCk im Saugraurn 8 drehzahlabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Drehzahl dar Druck proportional steigt. Dieser drehr,ahlabhängige Druck herrscht; auch im Arbeitsraum 4, so daß bei zunehmender Drehzahl und somit zunehmendem Druck der Spritzverstellkolben 3 in Richtung Früh entgegen der Kraft der Feder 5 verschoben wird. Der die Feder 5 aufnehmende Raum 12 ist zum Kraftstoffbehälter 7 hin druckentlastet.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Diagramm ist über der Drehzahl η (Abszisse) der Hub s (Ordinate) des Verstellkolbens 3 dargestellt. Mit I ist die Kennlinie für die Spritzverstellung erfaßt, für Normalbetrieb des Drucksteuerventils 11 nämlich eine mit der Drehzahl gleichmäßige Verstellung in Richtung Früh. Die Verstellung beginnt bei einer Drehzahl n-.

Das Drucksteuerventil weist einen Druckraum 13 und einen Rückstellraum 14 auf, die durch einen von einer Rückstellfeder 15 belasteten Steuerkolben 16 getrennt sind.

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Druckraura 13 und Rückstellraum 1^;J haben eine Drosselverbindung in Form einer Bohrung 17 im Steuerkolben 16. Diese Bohrung 17 weist entsprechend eine Drossel 18 auf. Durch den Steuerkolben 16 wird der Absteuerquerschnitt des Drucksteuerventils 11 bestimmt. Vom Rückstellraum Ik des Drucksteuerventils 11 zweigt ein Abflußkanal 20 ab, der durch ein Wegeventil 21 steuerbar ist.

Parallel zum Drucksteuerventil 11 zweigt von der Druckseite der Förderpumpe 6 ein Entlastungskanal 22 ab, der ebenfalls durch das Wegeventil 21 gesteuert wird und in dein ein Druckhalteventil 23 angeordnet ist. Je nach Sohaltstellung des Wegeventils 21 durchströmt zur Drucksteuerung die nicht von der Kraftstoffeinspritzpumpe verbrauchte Fördermenge der Förderpumpe 6 über eines der Ventile 11 oder 23. Wenn das Druckhalteventil 23 im öffnungsdruck niedriger als das Drucksteuerventil 11 eingestellt ist, kann eine Spätverstellung bewirkt werden, wenn es höher eingestellt ist, eine Frühverstellung. In jedem Fall ist jedoch die Verstellung sprunghaft anzusehen, d.h., es wird ein bestimmter Druck unabhängig von der Drehzahl eingesteuert. In dem in Figur 2 dargestellten Diagramm zeigt die gestrichelte Kurve II die Schaltstellung des Wegeventils 21, für die das Drucksteuerventil 11 geschlossen und das Druckhalteventil 23 eingesteuert ist. Gemäß dem Verlauf der Kurve 2 ist der konstante öffnungsdruck des Druckhalteventils 23 bei niederen Drehzahlen bis zur Drehzahl n- größer als der entsprechende öffnungsdruck des Drucksteuerventils 11.

Bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Wegeventil 21 als Magnetventil ausgebildet,

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bei dem ein Magnet 24 durch ein Steuergerät 25 angesteuert ist. In der dargestellten Normallage ist das Druckhalteventil 23 gesperrt und das Drucksteuervent.il 11 in Betrieb. Die nicht von der Brennkraftmaschine verbrauchte und von der Förderpumpe 6 geförderte Kraftstoffmenge strömt über den Absteuerquerschnitt 19 sov.-i·:- über* die Verbindung 17 und den Abflußkanal 20 ab. Sobald, beispielsweise beim Starten der kalten Brennkraftmaschine oder sonstiger Steuerungen, das Wegeventil 21 durch den Magneten 2h umgeschaltet wird, wird der Abflußkanai 20 gesperrt und der Entlastungskanal 22 aufgesteuert. Durch das Sperren des Abflußkanals 20 baut sich über die Drosselverbindung 17 im Rückstellraum 14 ein Druck auf, der die Kraft der Feder 15 unterstützt und den Steuerkolben 16 nach links verschiebt, so daß das Drucksteuerventil 11 sperrt. Aufgrund des dann steigenden Druckes wird das Druckhalteventil 23 geöffnet und der Kraftstoff strömt entsprechend der Kennlinie II zum Kraftstoffbehälter 7 bzw. der Saugseite der Förderpumpe 6.

Es ist jedoch auch denkbar, daß das Wegeventil 21 lediglich den Abflußkanal 20 steuert, sofern das Druckhalteventil 23 für eine Frühverstellung einen höheren öffnungsdruck aufweist, oder daß das Wegeventil 21 lediglich der Entlastungskanal 22 steuert, sofern für eine Spätverste.1-lung der Druck des Druckhalteventils 23 sehr niedrig, auf alle Fälle niedriger al" der Steuerdruck im Drucksteuerventil 11 eingestellt ist. Eine derartige Anlöge wird als sweites bzw. drittes Ausführungsbeispiel betrachtet. Bei dem in Figur 3 dargestellter! vierten Aukführungsbeispiel wird das Wogeventil 21" über einen Dehn-

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stoffregler 26 angesteuert, der einen Steuerschieber entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 28 betätigt. Der Dehnstoffregler 26 kann wiederum entweder vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine oder auch elektrisch beheizt werden. In der Zeichnung nimmt der Schieber 27 eine Stellung ein, in der er den Entlastungskanal 22 auf-Gteuert. Der Druckverlauf entspricht II in Figur 2. Um ■/,\x erreichen, daß ab einer bestimmten Drehzahl, insbesondere der Drehzahl n„, der Schieber 27 in die andere Schaltstellung geschoben wird, in der das Druckhalteventil 23 gesperrt und das Drucksteuerventil 11 aufgesteuert ist, zweigt von dem Entlastungskanal 22 stromauf des Wegeventil 21' eine Steuerleitung 29 ab, über die der in der Leitung 22 herrschende Kraftstoffdruck der Stirnseite des Schiebers 27 zugeleitet wird, um diesen entsprechend zu verschieben. Damit in der Entlastungsleitung 22 ein entsprechender Druck entsteht, ist stromab des Wegeventils 21' in der Entlastungsleitung 22 eine Drossel 30 angeordnet. Durch diese drehzahlabhängige Umschaltung des Wegeventils 21' wird erreicht, daß bei entsprechender Steuerlage des Dehnstoffreglers 26 der Druck zuerst gemäß der Kennlinie II in Figur 2 verläuft, um dann ab einer bestimmten Drehzahl, nämlich beim Umschalten des Wegeventils 21, in die Kennlinie I überzusehen.

In die Abflußleitung 20 stromab des Wegeventils 21' ist ein Druckhalteventil 31 mit verhältnismäßig niedrigem cingepräten Druck angeordnet. Dieses Druckhalteventil arbeitet mit einer Barometerdose 32, über die der eingeprägte Druck änderbar ist. Dieses Druckhalteventil 31

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bewirkt eine additive Änderung de;; den Spritzbeglnn bewirkenden Drucks, z.B. in Form der Kennlinie III in Figur 3, durch die eine Verstellung des Spritzbeginns in Richtung Früh erfolgt.

Bei dem in Figur 4 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel zweigt im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel die Steuerleitung 29' vor dem Druckhalteventil 23 von dem Entlastungskanal 22 ab. Hierdurch kann die in vorigen Beispiel genannte Drossel 30 gesperrt werden und es erfolgt eine sehr genaue drehzahlabhängige Verstellung des Schiebers 27. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß parallel zum Druckhalteventil 31' in der Abflußleitung 20 ein Steuerventil, z.B. Magnetventil 33» angeordnet ist. Durch dieses Magnetventil 3? kann die Wirkung des Druckhalteventils 31' gesielt ab- oder zugeschaltet werden.

In Figur 5 ist letztgenannte Schaltung konstruktiv ausgeführt dargestellt. Das Druckhalteventil 31' ist in dem Ventilblock 34 angeordnet, in dem die AbfluBleiturig 20 zu einem Ventilsitz 35 führt, der mit einem beweglichen Ventilteil 36 zusammenwirkt, welches an einem Anker 37 eines Magneten 38 angeordnet ist. Das Druckhalteventil 31 hat seinen Sitz an einem konischen Absatz einer Querbohrung 40 im Körper 34, deren Enden jeweils zur Aufnahme eines Anschlußnippels 4l einen grüß-: ren Durchmesser aufweist. Als bewegliches Ventilteil dient eine Kugel 42, die durch eine Feder 43 auf ^r'en Sitz 39 gepreßt wird und sich rückseitig an einer Stufe 45 im Anschlußnippel 41 abstützt. Vom Innenraum des Magnetventils 38 zum Federraum des Druckhalteventils 31" ist eine Verbindung 46 vorgesehen, die ein nahezu unge-

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drosseltes Abströmen des Kraftstoffes bei geöffnetem Macnetventil 38 ermöglicht. Infolge der kompakten Bauweise kann diese Druckhalte-Magnetventil-Kombination bausteinartig mit der Einspritzpumpe verbunden werden bei einem Minimum an Fertigungsaufwand.

In Figur 6 ist als siebtes Ausführungsbeispiel zwischen dem Dehnstoffregler 26 und dem Schieber 27 des Wegeventils 21' eine Feder 47 angeordnet. Im Unterschied zu dem fünften und vierten Ausführungsbeispiel wird dadurch der Schieber 27 nicht unmittelbar und zwangsmäßig verstellt, sondern es wird lediglich eine in der Wirkrichtung bestehende Kraft, nämlich die der Feder 47 geändert. Je nach Regelstellung des Dehnstoffreglers 26 wirkt sich die Steuerstelle 48 am Schieber 27 für den Entlastungskanal 22 als Drossel aus, so daß dadurch ein früheres Umschalten des Wegeventils 21' bewirkt werden kann, wenn wie im vierten in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel die Steuerleitung 29 stromab des Druckhalteventils 23 von dem Entlastungskanal 22 abzweigt.

In Figur 7 ist ein Diagramm dargestellt, In dem die in P₁-IgUr 2 über der Drehzahl der Hüb des Spritzverstellkolbrfns bzw. der Druck b aufgetragen ist. Die gestrichelte, eine durch das Druckhalteventil 23 bwirkte Frühverstellung zeigende Kurve IV regelt je nach Vorspannung der Feder 47 drehzahlabhängig früher oder später gemäß den senkrechten Linien V von der Frühverstellung zur Normalkennlinie I ab.

iiei dom in Figur 8 dargestellten achten Ausführungsbeispiel liegt der Schieber 27 des Wegeventils 21'" in sei-

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ner Ausgangslage an einer Ringschulter SO an_a die die entsprechende vom Kraftstoffdruck beaufschlagte Fläche des Schiebers 27 verkleinert. Der sum Abheben des Schiebers vom Sitz 50 notwendige Druck ist demnach höher.¹ als der für eine weitere Verschiebung erforderliche Druck. Dies bewirkt, daß der Schieber sprungartig abhebt und schnell in seine Endlage verschoben wird. In Figur 7 ist der entsprechende Verlauf durch die Kurve YI dargestellt. Die Frühverstellung bricht ab einer bestimmten Drehzahl n-, schlagartig zusammen, bis auf den durch da;; Drucksteuerventil 11 für diese Drehzahl bestimmten Druck.

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Claims

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Ansprüche

1.)Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem zwecks Spritzbeginnverstellung durch Flüssigkeit einer drehzahlproportional fördernden Pumpe entgegen einer Rückstellkraft verstellbaren Verstellkolben und mit drehzahlproportionaler Steuerung des Plüssigkeitsdruckes über ein Drucksteuerventil, welches einen zwischen Druckraum und Rückstellraum gegen eine Rückstellkraft verschiebbaren und einen Absteuerquerschnitt bestimmender-Steuerkolben aufweist und mit einer Drosselverbindung zwischen Druckraum und Rückstellraum sowie einem gesteuerten Abflußkanal des Rückstellraums, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungskanal (22) für die Flüssigkeit vorgesehen ist, in dem parallel zum Drucksteuerventil (11) ein Druckhalteventil (23) angeordnet ist.

2. Kraftstoff einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch £'jkennzeichnet, daß» durch ein gemeinsames Zweistellur^s-Mehrwegeventil (21) einschließlich der Übergangsstellungen eine Umschaltung der Aufsteuerung von Entlastungskanal (22) bzw. Abflußkanal (20) möglich ist.

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3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch ge- ■ kennzeichnet, daß das Wegeventil (21) als k/2- oder 3/2-Ventil ausgebildet ist und durch ein von Betriebseinflußgrößen des Motors abhängig arbeitendes Stellelement
(2k, 26) betätigbar ist. ]

k. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 ' oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellelement ein

Magnet (2k) oder temperaturabhängig arbeitendes Glied :

(26) dient. ;

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 ; bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (27) des
Wegeventils (21) hydraulisch durch den im Entlastungskanal (22) herrschenden Druck betätigbar ist (Figur 3). _;

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5j dadurch ge- ! kennzeichnet, daß der Betätigungsdruck stromauf des ; Druckhalteventils (23) dem Entlastungskanal (22) entnommen wird (Figur k).

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsdruck zwischen Druckhalteventil (23) und Wegeventil (21) entnommen wird und
daß vorzugsweise stromab des Wegeventils (21) eine

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Drossel (30) in dem Entlastungskanal (22) angeordnet ist (Figur 3).

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Schieber (27) auf der hydraulisch beaufschlagten Seite zusätzlich eine Feder (^7) angreift, deren Vorspannung durch ein Stellelernent (26) änderbar ist (Figur 6).

9· Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die am Schieber beaufschlagte Stirnfläche bei Hubbeginn vergrößert wird (Figur 8).

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Abflußkanal (20) ein Druckventil angeordnet ist (Figur 4).

11. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeprägte Druck des Druckventils (3D durch ein in Abhängigkeit von Betriebseinflußgr""ße;i des Motors arbeitendes Stellelement (32) änderbar ist (Figur 3).

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12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehen- , den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Abflußkanal · (20) in parallelen Teilkanälen ein Druckhalteventil (31)
und ein Wegeventil (33) angeordnet sind (Figur 4).

13. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 11, dadurch _t gekennzeichnet, daß Druckhalteventil (31") und Schließventil (33) in einer Baueinheit vereinigt sind (Figur 5)· i

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