DE3148214A1

DE3148214A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3148214A1
Application number: DE19813148214
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 7143 Vaihingen Bofinger; Werner 7016 Gerlingen Faupel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-12-05
Filing date: 1981-12-05
Publication date: 1983-06-09
Also published as: JPH0330700B2; GB2111252A; DE3148214C2; US4430974A; JPS58104329A; GB2111252B

Description

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ε. ITS! 1

2 5.11.1981 Kh/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, bei der der den Spritzbeginn ändernde, normalerweise drehzahlproportionale Kraftstoffdrück durch ein temperaturabhängig arbeitendes Ventil änderbar ist. Durch diese Änderung wird beispielsweise beim Kaltstart der Spritzbeginn so weit nach Früh verschoben, daß dadurch für die Aufbereitung des Kraft-' stoffes genügend Zeit bleibt und eine entsprechend bessere Zündung bzw. Verbrennung erfolgt. Hierbei werden die Umgebungstemperatur oder die Kühlwassertemperatur berücksichtigt. Weiterhin ist es bekannt, an Kraftstoffeinsprit-zpumpen eine Angleicheinrichtung vorzusehen, die die Stellung eines Vollastanschlages bestimmt, der an einem mit einem Fördermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe verbundenen Regelhebel angreift und dessen Verstellweg zur Einstellung der maximal zulässigen Vollastfördermenge begrenzt. Die gleichzeitige Wirkung dieser beiden Baugruppen, der sogenannten Kaltstartbeschleunigungs-Vorrichtung

unti d'er hydraulischen Angleicheinrichtung zum Anglaich der maximal zulässigen Vollastfördermenge, ist bei diesen Kraftstoff einspritzpumpen nicht möglich, da die Kaltstartbeschleunigung s-Vorr ichtung im Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe Druckänderungen bewirkt, die unerwünschte Mengenänderungen bei kalter Brennkraftmaschine durch die hydraulische Angleielrvorrichtung zur Folge haben.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die hydraulische Angleicheinrichtung zur Bestimmung der maximal zulässigen Vollastfördermenge und die hydraulische automatische Kaltstartbeschleunigungs-Vorrichtung auch bei kalter Brennkraftmaschine gleichzeitig ihre Funktion ausüben können, ohne daß es zu unerwünschten Mengenänderungen durch die hydraulische Angleicheinrichtung kommt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung •vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

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Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Als Beispiel einer Kraftstoffeinspritzpumpe ist in der Zeichnung eine Verteilereinspritzpumpe 1 für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit einem in den Saugraum 2 integrierten mechanischen Drehzahlregler 3, der am Pumpengehäuse k gelagert ist, vereinfacht dargestellt. Ein Fliehgewiehtsregler 5 des Drehzahlreglers 3 betätigt über eine Regler-

_//^_s muffe 6 und einen Regelhebel 7 in bekannter Weise einen als Fördermengenverstellglied der Verteilereinspritzpumpe 1 dienenden Ringschieber 8, dessen vom Regelhebel 7 gesteuerte Lage das Förderende der Verteiler einspritzpumpe 1 steuert. In der gezeichneten Vollaststellung liegt der Regelhebel 7 an einem Vollastanschlag 11 an. Die Vorspannkraft einer den Regelhebel 7 in Anlage mit dem Vollastanschlag 11 haltenden Regelfeder 12 bestimmt die Abregeldrehzahl. Der Vollastanschlag 11 ist an einem Anschlaghebel 13 ausgebildet, der als zweiarmiger Hebel ausgestaltet um eine gehäusefeste Achse 1k schwenkbar gelagert ist. Dem als Saugraum 2 dienenden Innenraum des Kraftstoffeinspritzpumpengehäuses k wird von einer Förderpumpe 16 Kraft-

' stoff aus einem Kraftstoffbehälter 17 zugeführt, wobei der Kraftstoffdruck auf der Druckseite der Förderpumpe 16 durch ein Drucksteuerventil 18 drehzahlabhängig gesteuert wird. Ein von einem hin- und hergehenden sowie gleichzeitig rotierenden Pumpenkolben 19 beaufschlagter Pumpenarbeitsraum 20 wird beim Saughub des Pumpenkolbens 19 über eine Saugbohrung 21 und Steuernuten 22 des Pumpenkolbens 19 gefüllt und beim Druckhub des Pumpenkolbens 19 bei geschlossener Saugbohrung 21 über eine Längsbohrung 23 und eine mit dieser verbundenen Fördernut 2k über ein Rückschlagventil 25 und eine Druckleitung 26 zu einer nicht näher

R.

dargestellten Einspritzdüse am Motorzylinder der Brennkraftmaschine gefördert. Bei Förderende wird eine mit der Längsbohrung 23 verbundene Querbohrung 27 des Pumpenkolbens 19 -vom Ringschieber 8 auf gesteuert.

Die Stellung des Anschlaghebels 13 und damit des Vollastanschlages 11 wird durch eine Angleicheinrichtung 30 bestimmt, die ein als Angleichkolben 3-1 ausgebildetes Steuerglied aufweist, -der in einer gehäusefesten Arbeitsbohrung.32 gleitbar gelagert ist. An der Oberfläche des Angleichkolbens 31 ist eine Steuerkurve 33 ausgebildet, die ein Taster 3^ des Anschlaghebels 13 abtastet. An der einen Stirnfläche 35 des Angleichkolbens 31 wirkt der Kraftstoffdruck im Saugraum 2, während die andere Stirnfläche 36 des Angleichkolbens 31 in einen Angleichraum 37 ragt, in den eine sich an der Stirnfläche 36 abstützende Angleichfeder 38 angeordnet ist.

In den bekannten Nockentrieb kl der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 greift über einen Stift k-2. für die Verstellung des Spritzbeginnzeitpunktes ein Verstellkolben h-3 ein. Die Längsachse des Verstellkolbens h-3 verläuft senkrecht zur Zeichenebene, der Verstellkolben lj-3 wurde jedoch aus darstellungstechnischen Gründen in die Zeichenebene gedreht. Der Verstellkolben 1+3' ist durch in einem Arbeitsraum ^4 befindlichen Kraftstoff entgegen einer Rückstellfeder U5 verschiebbar, und zwar derart, daß je weiter der Verstellkolben Ij-3 in Richtung zur Rückstellfeder Ij-5 verschoben wird, der Spritzzeitpunkt bezüglich des oberen Totpunktes des Motorkolbens der Brennkraftmaschine nach Früh verschoben wird. Ein Verbindungskanal U6 führt vom Saugraum 2 der Kraftstoffeinspritzpumpe 1 zu einer Bohrung hj im Verstellkolben ¹O, die in den Arbeitsraum Ij-Ij- mündet.

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Eine Druckleitung V8 stromaufwärts der Förderpumpe 16 führt nicht nur zum Saugraum 2, sondern auch zu einem Druckraum JU-9 des Drucksteuerventiles 18. Durch das Drucksteuerventil 18 wird der stromaufwärts der Förderpumpe 16 herrschende Kraftstoffdruck, also auch der Druck im Saugraum 2, drehzahlabhängig gesteuert, wobei mit zunehmender Drehzahl der Druck proportional steigt. Dieser drehzahlabhängige Druck herrscht auch im Arbeitsraum kk, so daß bei zunehmender Drehzahl und somit zunehmendem Druck der Verstellkolben 1+3 in Richtung Früh verschoben wird. Das Drucksteuerventil arbeitet mit einem als bewegliche Wand dienenden Kolben 51, der gegen eine Steuerfeder 52 verschiebbar einerseits den Druckraum ^9 begrenzt und eine Absteueröffnung 53 mehr oder weniger aufsteuert, über die Kraftstoff in eine Rücklaufleitung 5h und von dort zum Kraftstoffbehälter zurückströmen kann. Ein die Steuerfeder 52 aufnehmender Rückstellraum 55 des Drucksteuerventiles 18 ist dem Druckraum i+9 abgewandt vom Kolben 51 angeordnet und über eine Drosselbohrung 56 im Kolben 51 mit dem Druckraum lj-9 verbunden.

f**^ Bekanntlich erfolgt die Einspritzung beim Dieselmotor, wenn der Motorkolben im Bereich seines oberen Totpunktes ist. Der Zeitpunkt des Spritzbeginns liegt dabei je nach Drehzahl vor bis kurz nach dem oberen Totpunkt, und zwar im allgemeinen bei höherer Drehzahl früher als bei niederer Drehzahl. Während die Zeit, die der Kraftstoff für den Weg zwischen Kraft stoffeinspritzpumpe und die Einspritzdüse braucht unabhängig von der Drehzahl weitgehend konstant bleibt, ändert sich entsprechend der Drehzahl der Zeitaufwand von Pumpenförderung und Verbrennung. Diese Veränderung des Zeitverhältnisses wird durch den Spritzzeitpunktversteller ausgeglichen, wofür ein Großteil sei-

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nes Arbeitsvermögens verwendet wird. Der Rest des Arbeitsvermögens dient je nach Forderung einer Verbesserung des Kraftstoffverbrauches, der Leistung, des Motorgeräusches und/oder des Abgases. Bekanntlich ist der Zündverzüg einer Diesel-Brennkraftmaschine abhängig von der Temperatur des Kraftstoffes und der Zylinderwandtemperatur. Zum Ausgleich dieses Zündverzuges ist es bei kalten Brennkraftmaschinen vorteilhaft, den Spritzbeginn bei niederen Drehzahlen früher zu legen. Bei warmer Brennkraftmaschine würde dies jedoch zu einem harten Gang führen, die Brennkraftmaschine wäre laut. Eine Frühverstellung ist bekanntlich auch beim Start günstig, um ein schnelles Hochlaufen der Brennkraftmaschine zu erreichen. Ein weiteres Merkmal der kalten Brennkraftmaschine ist, daß sie beim frühen Spritzbeginn weniger Blaurauch entwickelt als bei spätem Spritzbeginn.

Für den Warmlauf der Brennkraftmaschine ist es vorteilhaft , wenn der Kraft stoffdruck im Saugraum 2 und damit im Arbeitsraum hk des Verstellkolbens k3 relativ erhöht wird, um dadurch eine vorübergehende zusätzliche Frühverstellung des Spritzbeginns zu erreichen. Eine Druckerhöhung erfordert jedoch eine Verkleinerung des Absteuerquerschnittes an der Absteueröffnung 53 des Drucksteuerventils 18 für die rückfließende Kraftstoffmenge. Zur temperaturabhängigen Beeinflussung des Kraftstoffdruckes beim Starten der Brennkraftmaschine ist in Reihe mit dem Drucksteuerventil 18 ein Druckventil 57 angeordnet. Hierfür führt ein Abflußkanal 58 vom Rückstellraum 55 des Drucksteuerventils 18 zu einem Absteuerraum 59 des Druckventils 5T₅ das die Kaltstartbeschleunigungs-Vorrichtung darstellt. In den Absteuerraum 59 ragt ein Betätigungäglied 61 eines temperaturabhängig arbeitenden Elementes 62, beispiels-

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weise eines Dehnstoffelementes oder einer Bimetallfeder, das derart am "beweglichen Ventilteil 63 des Druckventils 57 angreift, daß nur bei Temperaturen oberhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine das bewegliche Ventilteil 63 durch das Betätigungsglied 61 in Öffnungsstellung des Druckventlies 57 bewegt wird.

Erfindungsgemäß soll nun der Kraftstoffdruck zwischen dem Drucksteuerventil 18 und dem Druckventil 57 in dem Ausgleichsraum 37 der Angleicheinrichtung 30 herrschen, weshalb eine Angleichleitung 6h wie in der Figur gezeigt beispielsweise vom Rückstellraum 55 zum Angleichsraum 37 führt; die Angleichleitung 6h kann jedoch ebenfalls von dem Abflußkanal 58 oder dem Absteuerraum 59 zum Angleichraum 37 führen. Bei einem Start unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoffdruck im Absteuerraum 59j Abflußkanal 58 und Rückstellraum 55, der über die Angleichleitung 6h ebenfalls im Angleichraum 37 herrscht, durch den Öffnungsdruck des Druckventiles 57 bestimmt, bei dem das bewegliche Ventilteil 63 entgegen der Kraft einer Ventilfeder 65 zur Rücklaufleitung 5U öffnet. Dieser durch das Druckventil 57 geregelte Kraft stoffdruck erzeugt neben der Steuerfeder 52 eine Kraft in Schließrichtung des Kolbens 515 wodurch die Absteueröffnung 53 mehr geschlossen wird und sich der Kraft stoffdruck auf der Druckseite der Förderpumep 16 und damit auch im Saugraum 2 um einen Differenzdruck p,. _ff erhöht, der nun ebenfalls an der Stirnfläche 35 der Angleicheinrichtung 30 angreift. Der durch das Druckventil 57 geregelte Differenzdruck Pfl-.p.f. greift ebenfalls an der Stirnfläche 36 des Angleichkolbens 31 an, so daß sich die infolge des Differenzdruckes p,._ff ergebenden Druckkräfte auf den Angleichkolben 31,

- η ο. R. '■ '· - ί ι,

die in entgegengesetzten Richtungen wirken, aufheben und der Angleichkolben 31 auch beim Kaltstart infolge der durch, die Kaltstartbeschleunigungs-Vorrichtung bewirkten höheren Kraft stoffdrücke im Saugraum 2 nicht in eine Stellung verschoben wird, die eine unerwünscht höhere maximal zulässige Vollastmenge zur Folge hat.

Claims

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25.11.1991 Kb/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₅ TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

VJ Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen_s ins- ^oesondere Verteilereinspritzpumpe, mit einem zur Spritzbeginnverstellung durch Kraftstoff einer drehzahlproportional in einen Saugraum im Innern des Kraft stoffeinspritzpumpengehäuses fördernden Förderpumpe entgegen einer Rückstellkraft betätigbaren Verstellkolben und mit drehzahlproportionaler Steuerung des Kraftstoffdruckes über ein Drucksteuerventil, welches eine zwischen Druckraum und Rückstellraum gegen eine Rückstellkraft bewegbare und einen Absteuerquerschnitt steuernde bewegliche Wand aufweist und mit einem stromabwärts des Drucksteuerventiles angeordneten, den Kraftstoffdruck zusätzlich beeinflussenden, in Abhängigkeit von mindestens einer Betriebsein£lußgröße, insbesondere der Temperatur des Motors arbeitenden Druckventil, wobei der Saugraum einen mechanischen Drehzahlregler aufnimmt, der an einem mit einem Fördermengenverstellglied der Kraft stoffeinspritzpumpe verbundenen Regelhebel angreift, dessen Verstellweg zur Einstellung der maximal zulässigen Vollastfördermenge durch einen Vollastanschlag begrenzbar ist, dessen Stellung durch eine Angleicheinrichtung beeinflußbar ist, die ein eine Steuerkurve steuerndes bewegliches Steuerglied aufweist, an dem einerseits der Kraftstoffdruck im Saugraum entgegen einer Rückstellkraft angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft an dem Steuerglied (31) der Angleichein-

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richtung (30) durch eine Angleichfeder (38) und den anderer seits des Kraftstoffdruckes im Saugraum (2) am Steuerglied (31) angreifenden Kraftstoffdruck zwischen Drucksteuerventil (i8) und Druckventil (57) erzeugt wird.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß als Steuerglied der Angleicheinrichtung (30) ein Angleichkolben (31) dient, der in einer Arbeitsbohrung (32) gleitbar gelagert ist und an dessen einer Stirnfläche (35) der Kraftstoffdruck im Saugraum (2) der Kraftstoff einspritzpumpe (1) und an dessen anderer Stirnfläche (36) die Angleichfeder (38) sowie der Kraftstoffdruck zwischen Drucksteuerventil (18) und Druckventil (57) angreift.

3· Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch-2, dadurch gekennzeichnet, daß am als Steuerglied dienenden Angleichkolben (31) der Angleicheinri'chtung (30) die Steuerkurve (33) ausgebildet ist. -,