DE3138606C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs aus.

Bei einer durch die DE 29 31 944 A1 be­ kannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art erfolgt die Steuerung eines den Steuerkolben belastenden, mit Hilfe des Druckventils ein­ stellbaren Drucks durch ein als Kugel ausgebildetes Schließglied des Druckventils. Das Schließglied wird dabei von einer Feder belastet, deren Vorspannung in Abhängigkeit vom Umgebungsdruck änderbar ist. Weiterhin ist zwischen dem Drucksteuerventil und dem Druckventil in der Entlastungsleitung ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil an­ geordnet, dessen Schließglied als Kolbenschieber ausgebildet von ei­ nem Dehnstoffstellglied verschiebbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Nachteil, daß zusätzlich noch ein Druckbegrenzungsventil vorge­ sehen werden muß, damit bei geschlossenem Druckventil der höchste zulässige Druck nicht überschritten wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß der Gattung des Hauptanspruchs so weiterzubilden, daß außer der tempe­ ratur- und luftdruckabhängigen Beeinflussung des Spritzbeginns in einfacher Weise auch die Kraftstoffeinspritzmenge und/oder die Abgasrückführmenge in die­ ser Abhängigkeit gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfin­ dungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs ge­ löst. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also in vorteilhafter Weise der den Steuerkolben beauf­ schlagende Steuerdruck für mehrere Korrektureingriffe gleichzeitig verwendet.

Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 2 bis 4 der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, während anhand von Fig. 1, die dem Stand der Technik entspricht, insbesondere die Verhältnisse in bezug auf eine höhendruckabhängige Spritzbeginnverstellung erläutert werden.

In den Nockentrieb einer Kraftstoffeinspritzpumpe 1 greift über ei­ nen Stift 2 für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein Ver­ stellkolben 3 ein. Der Verstellkolben 3 ist durch in einem Arbeits­ raum 4 befindliche Druckflüssigkeit entgegen einer Rückstellfeder 5 verschiebbar, wobei, je weiter der Kolben in Richtung Feder verscho­ ben wird, der Spritzzeitpunkt nach "Früh" verschoben wird. Eine Kraft­ stofförderpumpe 6 saugt aus einem Kraftstoffbehälter 7 Kraftstoff an und fördert ihn in einen Saugraum 8 der Einspritzpumpe 1, aus wel­ chem - nicht näher dargestellt - die eigentliche Kraftstoffein­ spritzpumpe mit Kraftstoff versorgt wird und welcher über eine Boh­ rung 9 im Verstellkolben 3 mit dem Arbeitsraum 4 verbunden ist. Über ein Drucksteuerventil 11 wird der Förderdruck der Kraftstofförder­ pumpe 6 und damit der Druck im Saugraum 8 drehzahlabhängig ge­ steuert, wobei mit zunehmender Drehzahl der Druck proportional steigt. Dieser drehzahlabhängige Druck herrscht also auch im Ar­ beitsraum 4, so daß bei zunehmender Drehzahl und somit zunehmenden Druck der Verstellkolben 3 in Richtung "Früh" verschoben wird.

Dies ergibt eine Kennlinie für die Spritzverstellung, die linear mit der Drehzahl ansteigt. Eine parallel dazu verlaufenden Kennlinie wä­ re erforderlich, wenn die Brennkraftmaschine in größerer Höhe gefahren werden würde. Dies wird dadurch erreicht, daß der Druck im Saugraum 8 und damit im Arbeitsraum 4 über ein Druckventil 12 beeinflußt wird, welches über eine Baro­ meterdose 13 steuerbar ist. Das Drucksteuerventil 11 weist einen Steuerkolben 14 auf, mit dem eine vom Druckraum 10 vor dem Steuerkolben abzweigende Abflußöffnung 15 steuer­ bar ist und der durch den Förderkraftstoff der Förder­ pumpe 6 gegen eine Rückstellfeder 16 verschiebbar ist. Der Steuerkolben 14 weist eine Drosselbohrung 17 auf, durch die der Druckraum 10 auf seiner einen Stirnseite mit einem Steuerdruckraum 18 auf seiner anderen Stirnseite verbunden ist. Der die Rückstellfeder 16 aufnehmende Steu­ erdruckraum 18 hat eine Entlastungsleitung 19, in der das Druckventil 12 angeordnet ist. Das Druckventil 12 wiederum weist als Ventilglied einen Schieber 20 auf, der einen Durchtrittsquerschnitt der Entlastungsleitung 19 steuert und an dem eine Ventilfeder 21 angreift. Auf der dem Schieber 20 abgewandten Seite stützt sich die Ventilfeder 21 an der Barometerdose 13 ab, die hier aus zwei Membrandosen besteht und über die die Vorspannung der Ventilfeder 21 änderbar ist. Die Funktion dieser Schaltung ist derart, daß bei Druck etwa auf Meereshöhe die Ventilfeder 21 weitgehend entspannt ist und da­ durch der Schieber 20 den Durchtrittsquerschnitt der Entlastungsleitung 19 nahezu voll geöffnet hat. Das Drucksteuerventil 11 arbeitet demnach nahezu unbeein­ flußt, wobei über die Drossel 17 eine konstante Menge abströmt. Sobald nun z. B. in einem Fahrzeug die Brennkraftmaschine in einen anderen Höhenbereich gelangt, d. h. der Außen­ druck abnimmt, wird durch die Entspannungsfunktion der Barometerdose die Ventilfeder 21 stärker vorgespannt und dem Abfluß in der Entlastungsleitung 19 ein Wider­ stand entgegengesetzt. Dieser Widerstand bewirkt eine Erhöhung des Druckes im Steuerdruckraum 18 und damit wiederum eine Erhöhung des Druckes im Saugraum 8 der Einspritzpumpe bzw. dem Arbeitsraum 4 des Drucksteuer­ ventils 11, wodurch eine Veränderung des Spritzbeginns in Richtung "Früh" erfolgt. Dabei ermöglicht die Ver­ wendung eines Schiebers als Ventilschließglied für das Druckventil 12 eine sehr genaue Einstellung des Druckes im Steuerdruckraum 18, so daß die höhenabhängige Spritzbeginnverstellung sehr genau dem sich ändernden Luftdruck folgt.

Bei dem erfindungsgemäß weitergebildeten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist in die Ent­ lastungsleitung 19 zwischen Drucksteuerventil 11 und Druckventil 12 ein Druckhalteventil 23 eingesetzt, das thermostatisch gesteuert wird. Dies kann in einer be­ kannten Ausführungsform derart aufgebaut sein, daß auf das federbelastete Schließglied in Öffnungsrichtung ein Stift 25 wirkt, der von einem Thermostat 26 betätigt wird. Dieser kann entweder über einen elektrischen Heiz­ widerstand oder auch durch das Kühlwasser der Brenn­ kraftmaschine unmittelbar aufgeheizt werden. Je nach dem wie weit das Ventilschließglied 24 durch den Stift 25 von seinem Sitz entgegen der Kraft der Rückstellfeder abgehoben wird, kann mehr oder weniger Kraftstoff zum Druckventil hindurch fließen. Bei betriebswarmer Brenn­ kraftmaschine ist das Druckhalteventil 23 geöffnet, so daß die Funktion des Druckstuerventils 11 unbeeinflußt ist. Bei kalter Brennkraftmaschine ist die Entlastungs­ leitung 19 durch das Ventil 23 geschlossen, so daß sich im Steuerdruckraum 18 ein Druck aufbaut, entsprechend dem der Verstellkolben 3 in Richtung auf frühen Einspritzbeginn verschoben wird.

Zur Begrenzung des Drucks bei geschlossenem Druckhalte­ ventil 23 und Druckventil 12 kann zwischen Druckhalteventil und Drucksteuerventil 11 zusätzlich noch ein Druckbegren­ zungsventil 27 vorgesehen werden, das einen zu hohen Steuerdruck im Raum 18 vermeidet. Dieses Druckbegren­ zungsventil entlastet direkt zur Entlastungsseite.

Dadurch kann ab einer bestimmten Höhe die Spritzbe­ ginnverschiebung begrenzt werden.

Wenn das Druckhalteventil 23 bei betriebswarmer Brenn­ kraftmaschine voll geöffnet wird, ist die Verbindung zwischen Drucksteuerventil 11 und Druckventil 12 herge­ stellt. Der über die Entlastungsleitung 19 dann ab­ fließende Kraftstoff ist der Kraftstoff, der durch die Drosselbohrung 17 in den Steuerdruckraum 18 des Drucksteuer­ ventils fließt. Diese Drosselbohrung 17 kann auch als Drossel 17′ in einer separaten, von der Entlastungsleitung 19 zur Druckseite der Förderpumpe 6 führenden Verbindungs­ leitung 28 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt, daß das Druckhalteventil 23 auch stromab­ wärts des Druckventils 12 in Reihe geschaltet in der Entlastungsleitung 19 angeordnet werden kann.

Fig. 2 zeigt weiterhin erfindungsgemäß, daß zwischen Druckhalteventil 23 und Drucksteuerventil 12 von der Entlastungsleitung 19 eine Steuerleitung 30 abzweigt, die zu einer Verstelleinrichtung 31 führt. Diese weist einen in einem Gehäuse eingeschlossenen Druckraum 32 auf, in den die Steuerleitung 30 mündet. Der Druckraum 32 ist durch eine bewegliche Wand, z. B. eine Membran 33, begrenzt, die auf einen ver­ stellbaren Anschlag 34 für ein Mengenverstellglied 35 der Kraftstoffeinspritzpumpe wirkt. Dazu weist der verstellbare Anschlag 34 eine Kontur auf und hat die Funktion eines Lastbegrenzungsanschlags, z. B. eines Vollastanschlags, der die Maximalkraftstoffeinspritz­ menge, die an der Kraftstoffeinspritzpumpe einstellbar ist, begrenzt. Auf die Membran 33 wirkt entgegen dem Steuerdruck eine Ausgleichsfeder 36, die sich am Gehäuse abstützt. Auf diese Weise kann gleichzeitig mit der Spritzbeginnverstellung in vorteilhafter Weise die maximale Kraftstoffeinspritzmenge an den Umgebungs­ druck angepaßt werden.

Neben dieser Verstelleinrichtung 31 ist eine zweite Verstelleinrichtung 38 vorgesehen, die in ähnlicher Weise aufgebaut ist und ein Abgasrückführventil 39 steuert. Auch hier kann höhenabhängig die Abgasrück­ führrate verringert werden. Die Betätigung des Abgas­ rückführventils kann mit Hilfskraft erfolgen und zwar mit pneu­ matischen, hydraulischen oder elektromotorischen Mit­ teln, wobei die zweite Verstelleinrichtung diese Mit­ tel steuert.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist grundsätzlich gleich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3, nur daß das Druckventil 12′ in abgewandelter Form aufgebaut ist. Das Druck­ ventil 12′ weist wie das Druckventil 12 einen Schieber 20 auf, der den Durchtrittsquerschnitt der Entlastungs­ leitung 19 steuert. Dieser Schieber 20 ist weiterhin durch die Ventilfeder 21 belastet, die sich an einer beweglichen Wand, z. B. einer Membran 41, abstützt. Die Membran schließt dabei einen Referenzdruckraum 42 im Gehäuse des Druckventils dicht ein. Die dem Referenz­ druckraum gegenüber liegende Seite der Membran 41, d. h. der die Ventilfeder 21 aufnehmende Raum, ist dem atmosphärischen Umgebungsdruck ausgesetzt. Weiterhin ist die Membran durch eine im Referenzdruckraum 42 ange­ ordnete Ausgleichsfeder 43 belastet. Der Referenzdruckraum ist durch eine Steuerdruckleitung 45 mit einer Referenzdruckquelle 46 verbunden, die einen konstanten Referenzdruck abgibt. Bei sich änderndem atmosphärischen Druck wird nun die Membran 41 mehr oder weniger ausgelenkt, so daß die Ventilfeder 21 mehr oder weniger vorgespannt wird und entsprechend der auf den Steuerkolben 14 des Druck­ steuerventils 11 wirkende Druck geändert wird zusammen mit dem Druck im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe. Mit abnehmendem Höhendruck wird somit der Saugraumdruck der Kraftstoffeinspritzpumpe erhöht und dadurch wiederum der Spritzbeginn in Richtung "Früh" durch den Verstell­ kolben 3 verschoben.

Claims (3)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer syn­ chron zur Kraftstoffeinspritzpumpe angetriebenen Kraftstofförderpum­ pe, deren Druckseite mit einem Arbeitsraum vor einem der Spritzbe­ ginnverstellung dienenden, von einer Rückstellkraft beaufschlagten, Verstellkolben verbunden ist und über eine von einem Steuerkolben eines Drucksteuerventils gesteuerte Abflußöffnung mit einem Entla­ stungsraum zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen Steuerdrucks im Arbeitsraum am Verstellkolben verbindbar ist, wobei der Steuerkolben auf seiner Rücksei­ te einen Steuerdruckraum begrenzt, der eine den Steuerkolben be­ aufschlagende Rückstellfeder enthält und mit der Druckseite der Kraftstofförderpumpe über eine Drossel und mit dem Entlastungsraum über eine Entlastungsleitung verbunden ist, in der ein Druckventil angeordnet ist, dessen Ventilschließglied von einer Ventilfeder be­ aufschlagt ist, deren Vorspannung durch einen in Abhängigkeit vom Luftdruck verschiebbaren Stützpunkt änderbar ist, und insbesondere als Schieber ausgebildet ist, wobei in der Entlastungsleitung zusätzlich ein temperaturgesteuertes Ventil in Reihe zum Druckventil (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig gesteuerte Ventil als Druckhalteventil (23) ausgebildet ist und daß von der Entlastungleitung (19) stromauf­ wärts des Druckventils (12) eine Steuerleitung (30) abzweigt, die zu einer Verstelleinrichtung (31) für die Verstellung der Kraftstoff­ einspritzmenge und/oder zu einer Verstelleinrichtung (38) zur Beein­ flussung der Abgasrückführmenge führt.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckventil (12) einen in seinem Gehäuse eingeschlossenen, an eine Referenzdruckquelle (46) angeschlossenen Referenzdruckraum (42) aufweist, der durch ein bewegliches, den ver­ schiebbaren Stützpunkt bildendes Stellglied (Membran 41) begrenzt ist, das auf der dem Referenzdruckraum abgewandten Seite dem atmos­ phärischen Druck ausgesetzt ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Entlastungsleitung (19) zwischen Druckhalteventil (23) und Drucksteuerventil (11) stromaufwärts des Druckventils (12) eine ein Druckbegrenzungsventil (27) enthaltende Leitung zur Entlastungsseite abführt.