DE3032933C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpvor­ richtung zur Kraftstofförderung an einem Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung ist aus der CH-PS 3 29 158 bekannt. Die gattungsgemäße Vorrichtung ar­ beitet nach dem Überlaufprinzip. Die dem Motor von der Ein­ spritzpumpe zugeführte Kraftstoffmenge wird dabei während des Verdrängungsvorganges, d. h. während der Einwärtsbewegung der Kolben, durch das Abführen von überflüssigem Kraftstoff durch Überlaufkanäle zurück zum Kraftstoffeinlaß gesteuert.

Ein Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß auf­ grund des permanenten Leckstromes eine relativ hohe Pumplei­ stung erforderlich ist.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfolgt ferner die Ab­ messung der zum Motor geförderten Kraftstoffmenge über die Dosierung der zum Einlaß zurückgeführten Kraftstoffmenge. Zu diesem Zweck wird durch axiales Verschieben oder durch Dre­ hen von Hülsen, die den Verteiler umgeben, der Durchmesser der Überströmöffnungen variiert. Eine Dosierung der der Boh­ rung zugeführten Kraftstoffmenge ist jedoch nicht möglich. An diesem Prinzip ändert auch die gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 der CH-PS 3 29 158 zusätzlich vorgesehene Hülse nichts, da sie gemäß der Erläuterung in der zugehörigen Be­ schreibungspassage die Einlaßöffnungen entweder nur voll öffnet oder schließt, wobei die Kraftstoffmengensteuerung auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 durch die mit den Überströmöffnungen zusammenwirkende Hülse erfolgt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraft­ stoffeinspritzpumpvorrichtung der im Oberbegriff des Anspru­ ches 1 angegebenen Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine Dosierung der zugeführten Kraftstoffmenge bei gegenüber dem Stand der Technik verminderter Pumpleistung möglich macht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspru­ ches 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine grafische Darstellung der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm eines Nockens und der zugehörigen Öff­ nung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 ein Fig. 2 ähnliches Diagramm der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung,

Fig. 4, 5 und 6 Darstellungen eines Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Stellungen,

Fig. 7 eine Modifikation der in Fig. 1 gezeigten Vorrich­ tung, und

Fig. 8 ein Diagramm eines modifizierten Nockens.

Entsprechend Fig. 1 der Zeichnung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen rotierenden Verteiler 10 in einem (nicht näher dargestellten) Gehäuse auf. Der Verteiler 10 wird während des Betriebs in Taktung mit dem zugehörigen Motor angetrieben. Im Verteiler 10 ist eine rechtwinklig sich erstreckende Querbohrung 11 angeordnet, in der sich ein Paar Kolben 12 befindet. Die Querbohrung 11 steht mit einem Förderkanal 13 im Verteiler 10 in Verbindung, der, wenn der Verteiler 10 rotiert, nacheinan­ der mit Auslässen 14 zur Deckung kommt, die in das Gehäuse eingeschnitten und mit den Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind. Von den Auslässen 14 ist nur einer dargestellt.

Am äußeren Ende der Kolben 12 greifen Schuhe 15 an, die Walzen 16 tragen, an welchen auf der inneren Umfangsoberfläche einer Nockentrommel 17 angeordnete Paare von Nocken angreifen. Eine ausführliche Darstellung eines Teils einer Nockentrommel, wie sie im Beispiel von Fig. 1 anwendbar wäre, ist in Fig. 3 gezeigt.

Weiterhin sind in den Verteiler 10 eine Einlaßöffnung 18 so­ wie eine umlaufende Nut 19 eingeschnitten, die in ständiger Verbindung mit dem Auslaß einer Speisepumpe 20 steht. Die Pumpe 20 entnimmt Kraftstoff aus einem (nicht dargestellten) Tank; ihr Ausgangsdruck wird durch das Ventil 21 gesteuert. Den Verteiler 10 umgibt eine Hülse 22, in deren innerer Um­ fangsoberfläche eine Mehrzahl von Einschnitten 23 sich befinden, mittels derer die Einlaßöffnung 18 mit der Nut 19 in Verbindung gebracht werden kann.

Während des Betriebs wird eine Kraftstoffmenge, die auf eine noch zu beschreibende Art und Weise abgemessen wird, an die Querbohrung 11 gefördert, und die Kolben 12 bewegen sich nach außen. Wenn der Verteiler 10 weiter rotiert, bewegt sich die Einlaßöffnung 18 aus der Übereinstimmung mit dem Einschnitt 23, und der Kanal 13 kommt mit einer der Auslaßöffnungen 14 zur Deckung. Wenn diese Verbindung hergestellt ist, werden die Kolben 12 nach innen bewegt, und Kraftstoff wird an den zugehörigen Motor gefördert.

Im oberen Teil von Fig. 2 ist das Profil eines Nockens 24 für eine Vorrichtung der beschriebenen Art gezeigt, die jedoch zur Steuerung der an die Querbohrung geförderten Kraftstoffmenge eine Drossel aufweist. Die Nocken sind gegenüberliegend angeordnet, so daß die Kolben 12 gleichzeitig einwärts bewegt werden. Jeder Nocken 24 enthält eine Führungsflanke 25, die mit einer Walze 16 zusammenwirkt, um den Kolben 12 eine Einwärtsbewegung zu verleihen. Der Förderkanal 13 ist wäh­ rend der in Fig. 2 mit A-B bezeichneten Zeitspanne zu einem Auslaß 14 hin offen. Es ist zu beachten, daß diese Verbin­ dung noch bestehen bleibt, nachdem die Walze den Höhepunkt des Nockens 24 überquert hat und während sich der Kolben 12 in begrenztem Umfang wieder nach außen bewegt. Dies ge­ schieht, um den Kraftstoffdruck in der Verbindungsleitung zwischen dem Auslaß und der vorgenannten Einspritzdüse zu senken. Im Punkt B fällt die Ablaufflanke des Nockens 24 steil zum Punkt C hin ab, der sich mehr oder weniger auf dem Grundkreis des Nockens befindet. Durch eine Öffnung, die im Punkt C öffnet, wird Kraftstoff an die Bohrung geför­ dert, und dieser Kraftstoffluß wird durch eine Drossel ge­ steuert. Die Öffnung schließt bei D und der Förderkanal 13 kommt bei A' mit dem nächsten Auslaß 14 zur Übereinstimmung, worauf die nächste Einwärtsbewegung des Kolbens erfolgen kann.

In Fig. 3 ist ein beträchtlich verändertes Nockenprofil zu sehen, bei dem der steile Abschnitt der Ablaufflanke sich fast bis zum Beginn der Führungsflanke des nächsten Nockens erstreckt. Dieser Abschnitt des Nockens ist in Fig. 3 mit 26 bezeichnet und bildet den Meßabschnitt des Nockens. In Fig. 3 ist außerdem zu sehen, daß sich der Förderkanal 13 etwas früher aus der Übereinstimmung mit einem Auslaß 14 bewegt als in der herkömmlichen Kon­ struktion, daß jedoch die gleiche Druckverminderung statt­ findet. Die Einlaßöffnung 18 und die umlaufende Nut 19 werden beim Punkt C, der sich am Beginn der Ablaufflanke 26 be­ findet, in Verbindung gebracht. Das Ausmaß der Drehung des Verteilers 10 und damit die Zeitspanne, während der die Öffnung 18 und die Nut 19 in Verbindung stehen, bestimmt die Kraftstoffmenge, die an die Querbohrung 11 fließt, und wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, wird mehr Kraftstoff an die Quer­ bohrung 11 gefördert, wenn diese Zeitspanne ausgedehnt wird.

In Fig. 4, 5 und 6 ist zu erkennen, daß die gegenüberliegen­ den Wände des Einschnittes 23 in der Wand der Hülse 22 nicht parallel sind, und daß ein Endabschnitt des Einschnittes 23 von im allgemeinen dreieckiger Form ist. In Fig. 4 ist die Rotationsrichtung des Verteilers 10 eingezeichnet, wobei zu erkennen ist, daß unabhängig von der axialen Stellung der Hülse 22 auf dem Verteiler 10 die Verbindung zwischen der Öffnung 18 und dem Einschnitt 23 immer bei der gleichen Winkel­ stellung des Verteilers 10 zustande kommt. Die axiale Stellung der Hülse 22 bestimmt dagegen den Zeitpunkt, an dem die Ver­ bindung wieder unterbrochen wird. Bei der in Fig. 4 ge­ zeigten Stellung der Hülse 22 wird nur eine geringe Kraftstoff­ menge an die Querbohrung 11 gefördert. In Fig. 5 befindet sich die Hülse 22 in einer Stellung, in der die Öffnung 18 und die Nut 19 für die größtmögliche Zeitspanne miteinander verbun­ den sind. In dieser Stellung wird die größtmögliche Kraft­ stoffmenge gefördert.

In Fig. 6 ist die Hülse 22 so weit wie möglich nach links bewegt worden, so daß die Öffnung 18 sich außerhalb der Hülse befindet. Die Öffnung 18 steht deshalb mit dem Inneren des Gehäuses der Vorrichtung in Verbindung. Auch wenn sich die Kolben nach außen bewegen, wird während ihrer Einwärts­ bewegung kein Kraftstoff an den zugehörigen Motor geför­ dert, sondern aller Kraftstoff, der sich in der Querbohrung 11 befindet, fließt zurück in das Gehäuse der Vorrichtung.

Bei einer besonders praktikablen Ausführungsform wird die Hülse 22 mit einem Steuermechanismus verbunden, wodurch sie die in Fig. 6 gezeigte Stellung einnimmt, wenn entweder die Motorgeschwindigkeit einen Höchstwert überschreitet oder wenn die Motorgeschwindigkeit verringert werden soll.

Es ist einzusehen, daß bei einer einzelnen Einlaßöffnung 18 die Hülse 22 vier Einschnitte 23 auf ihrer inneren Umfangs­ oberfläche aufweist, wenn die Vorrichtung zur Kraftstoff­ örderung an einen Vierzylindermotor verwendet werden soll. Durch zwei Paare von Nocken wird bei jeder Umdrehung des Verteilers 10 vier Mal Kraftstoff gefördert. Dement­ sprechend besitzt die Vorrichtung dann auch vier Auslässe 14. Statt vier Einschnitten auf der inneren Oberfläche der Hülse 22 kann auch ein einziger Einschnitt mit vier Einlaß­ öffnungen 18 versehen sein.

Eine Modifikation ist in Fig. 7 gezeigt. In diesem Fall er­ streckt sich der Verteiler 10 durch eine Kammer 27 im Ge­ häuse der Vorrichtung, die mit dem Auslaß der Pumpe 20 in Verbindung steht. Außerdem ist die Hülse 28 mit einer Öffnung 29 versehen, die der Form des Einschnittes 23 ent­ spricht.

In Fig. 8 besteht die den Meßabschnitt bildende Ablaufflanke 30 des Nockens aus drei Teilen: Einem ersten, relativ steilen Abschnitt 31; einem zweiten, weniger steilen Abschnitt 32 und schließ­ lich einem relativ steilen dritten Abschnitt 33. Das Mittel­ stück 12 unternimmt die genaue Steuerung der durch die Vor­ richtung geförderten Kraftstoffmenge, wenn diese sich ihrem Höhepunkt nähert. Der Abschnitt 33 liefert einen Kraftstoffüberschuß zum Starten des Motors; wie zu sehen ist, fällt er bis zum Grundkreis des Nockens ab.

Wie oben erwähnt, ist die Hülse 22, 28 mit dem Ausgangsteil eines Steuermechanismus im Gehäuse der Vorrichtung verbunden, der zum Beispiel mechanischer Natur sein kann. Die Hülse 22, 28 kann aber auch elektronisch betrieben werden, zum Beispiel durch einen Betätigungsmechanismus, wie z. B. einen Schalt­ motor, der durch eine elektronische Steuervorrichtung an­ getrieben wird. Zur Anzeige der jeweiligen Stellung der Hülse 22, 28 kann ein Umformer verwendet werden.

Damit die Taktung der Kraftstofförderung an den zugehörigen Motor reguliert werden kann, kann die Nockentrommel 17 in ihrer Winkelstellung an dem Gehäuse justiert werden. Diese Winkelregulierung ist gleichbedeutend mit einer Winkel­ bewegung der Hülse 22, 28; d. h., die geförderte Kraftstoffmenge würde sich auch verändern. Um dies zu vermeiden, wird die Hülse 22, 28 um denselben Betrag und in der selben Richtung winkel­ bewegt wie die Nockentrommel. Auf diese Weise wird die Taktung der Kraftstofförderung, nicht aber die Menge ver­ ändert.

Alternativ dazu kann die Nockentrommel eine Winkelbewegung ausführen und die Hülse 22, 28 axial bewegt werden in einem Ausmaß, daß die geförderte Kraftstoffmenge konstant bleibt. Diese Methode ist besonders für eine Vorrichtung geeignet, bei der die axiale Stellung der Hülse 22, 28 und die Winkelstellung der Nockentrommel durch eine elektronische Steuerung bestimmt werden, welche einen Microprozessor enthält, der so pro­ grammiert ist, daß er die Meß-Charakteristik berücksichtigt.

Claims (3)

1. Kraftstoffeinspritzpumpvorrichtung zur Kraftstofförderung an einem Verbrennungsmotor,
mit einem rotierenden Verteiler (10),
mit einer Querbohrung (11) in dem Verteiler (10),
mit einem Kolben (12) in der Querbohrung (11),
mit einer Einlaßöffnung (18), die sich zum Rande des Verteilers (10) öffnet, wobei die Einlaßöffnung mit der Querbohrung (11) in Verbindung steht und mit einer Quelle für unter Druck stehenden Kraftstoff verbunden werden kann, um eine Auswärtsbewegung des Kolbens (12) zu bewir­ ken,
mit einer Hülse (22, 28), welche auf dem Verteiler (10) zur Steuerung des Kraftstoffflusses verschiebbar angeord­ net ist, und
mit einem Nocken (24), dessen Führungsflanke (25) dem Kolben (12) eine Einwärtsbewegung erteilt, wobei der von dem Kolben (12) verdrängte Kraftstoff zu dem zugeordneten Motor fließt, und dessen Ablaufflanke (26, 30) die Aus­ wärtsbewegung des Kolbens (12) steuert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hülse (22, 28) einen ringförmigen Einschnitt (23) begrenzt, der in Zusammenwirkung mit der Einlaßöffnung (18) die zur Querbohrung (11) geförderte Kraftstoffmenge steuert, derart, daß die axiale Stellung der Hülse (22, 28) das Ausmaß der Drehung des Verteilers (10) und damit die Öffnungsdauer der Einlaßöffnung (18) bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt (23) gegenüberliegende nicht-parallele Wände aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufflanke (30) des Nockens (24) einen ersten Abschnitt (31) aufweist, der steiler ist als ein zweiter Abschnitt (32), gefolgt von einem dritten Abschnitt (33), der steiler ist als der zweite Abschnitt (32).