DE3418174C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Insbesondere für selbstzündende Brennkraftmaschinen, sogenannte Dieselmotoren, ist es erforderlich, den Kraftstoff unter hohem Druck in den Brennraum des Dieselmotors einzuspritzen. Derartige Kraftstoffeinspritzpumpen sind entweder aus einer Anzahl einzelner, in Reihe angeordneter Pumpenelemente - sogenannte Reiheneinspritzpumpen - aufgebaut, wobei jedem Brennraum des Dieselmotors ein gesondertes Pumpenelement zugeordnet ist, oder sie besitzen ein Pumpenelement, an dem ein Verteilerkolben Hub- und Drehbewegungen ausführt und auf diese Weise den unter Druck stehenden Kraftstoff einzelnen Verteilernuten auf der Mantelfläche des Pumpenzylinders zuführt - sogenannte Verteilereinspritzpumpen -, wobei jedem Brennraum des Dieselmotors eine Verteilernut zugeordnet ist, über die der zugemessene Kraftstoff aus dem Pumpenelement über eine Einspritzdüse in den jeweiligen Brennraum gelangt.

Eine solche der Gattung des Patentanspruchs 1 zugrunde liegende Kraftstoffeinspritzpumpe ist durch die DE-OS 28 44 910 bekannt.

Diese Kraftstoffeinspritzpumpe weist einen Verstellhebel auf, der innerhalb eines vorgesehenen Motorkennlinienfeldes die Drehzahl des Dieselmotors linear und proportional zu seiner Auslenkung regelt. Da der Verstellhebel über einen sogenannten Bowdenzug willkürlich betätigt wird, hängt somit im wesentlichen der Grad des Eingriffes des Drehzahlreglers auf die zugemessene Kraftstoffmenge linear von der willkürlichen Betätigung ab. Im Arbeitsbereich im unteren Verstellbereich des Verstellhebels, bei niederen Drehzahlen, wirken sich sprungartige Änderungen bei Betriebsgrößen, aber insbesondere bei der willkürlichen Betätigung, ungünstig auf das Einschwingverhalten aus, indem es zu ungleichförmigen Bewegungsstößen kommt, die allgemein als "Ruckeln" bezeichnet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Verstellhebel so weiterzubilden, daß bei einer willkürlichen Betätigung des Verstellhebels im unteren Verstellbereich eine Verzögerung der Zunahme der Kraftstoffeinspritzmenge gegenüber einer Verstellung im oberen Verstellbereich des Verstellhebels erzielt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe hat dabei den Vorteil, daß sich der nichtlineare Zusammenhang zwischen der willkürlichen Verstellung und dem Eingriff auf den Drehzahlregler wie eine zusätzliche Dämpfung im unteren Verstellbereich auswirkt. Damit werden sprungartige willkürliche Betätigungen, beispielsweise an dem Fahrpedal eines Fahrzeuges, im unteren Bereich stärker gedämpft, und die erfindungsgemäße Koppelvorrichtung wirkt sich ähnlich wie ein degressiver Tiefpaß, dessen Eingangsgröße die willkürliche Betätigung und dessen Ausgangsgröße der Eingriff auf den Drehzahlregler ist. Damit wird das Ruckeln vermieden und die Nachteile eines linearen Tiefpasses im gesamten Verstellbereich, die in einem zu langsamen Ansprechen auf willkürliche Betätigungen bestehen, treten nicht auf. Obwohl die Nichtlinearität sich dämpfend auf Einschwingbewegungen des Gesamtsystems auswirkt, führt sie zu keiner Phasenverschiebung zwischen ihrer Ausgangs- und Eingangsgröße, die als verzögertes Ansprechen wahrnehmbar ist. Die erfindungsgemäße Koppelvorrichtung ist dabei genauso für Serienspritzpumpen wie für Verteilereinspritzpumpen einsetzbar.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Koppelvorrichtung zur Erzeugung des nichtlinearen Zusammenhangs einen einseitig ortsfest gelagerten Hebel mit einem Langloch in seiner Längsachse aufweist, in welchem ein an einer Verstelleinrichtung angebrachtes Führungselement gleitet, wobei die willkürliche Verstellung an der Verstelleinrichtung angreift und die Bewegung des Hebels den Drehzahlregler beaufschlagt. Somit wirkt sich im unteren Verstellbereich eine gleichgroße sprungartige willkürliche Betätigung wesentlich weniger auf den Drehzahlregler aus, als im oberen Verstellbereich, da ein Teil des willkürlichen Verstellweges lediglich in den Gleitweg des Führungselementes im Langloch umgesetzt wird.

Ist die erfindungsgemäße Koppelvorrichtung außerhalb des Pumpengehäuses vorgesehen, so besteht eine vorteilhafte Ausführungsform darin, daß die Verstelleinrichtung als Hilfsverstellhebel ausgebildet ist, die zusammen mit dem das Langloch aufweisenden Hebel eine Kniehebelanordnung bildet, deren Kniegelenk im Langloch gleitet und von dem mit dem Langloch zusammenwirkenden Führungselement gebildet wird. Die bei einer Kniehebelanordnung auftretende Gesamtlängenveränderung wird dadurch aufgenommen, daß das Führungselement im Langloch gleitet, und auf diese Weise entsteht der nichtlineare Zusammenhang zwischen der willkürlichen Auslenkung des Hilfsverstellhebels und der Schwenkbewegung des Hebels, der auf den Drehzahlregler eingreift.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Verstelleinrichtung als Exzenteranordnung ausgebildet ist, deren Exzenter von dem Führungselement gebildet wird und in das Langloch des Hebels eingreift, der seinerseits auf den Drehzahlregler eingreift. Diese Ausführungsform ist besonders für den Einbau in das Innere des Pumpengehäuses geeignet. Die Verstelleinrichtung mit dem Exzenter befindet sich im Inneren des Pumpengehäuses und sind auf der durch das Pumpengehäuse hindurchgeführten Verstellwelle befestigt. Der Hebel mit dem Langloch ist dabei einseitig ortsfest drehbar gelagert und wirkt auf die sogenannte Regelfeder ein. Bei dieser Ausführungsform bleiben die Verstellkräfte über dem gesamten willkürlichen Verstellbereich konstant, so daß sich für den Benutzer eines Fahrzeuges, an welchem die erfindungsgemäße Koppeleinrichtung verwirklicht ist, keine erkennbaren Unterschiede bei der willkürlichen Betätigung des Fahrpedals ergeben.

Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzanlage mit einer an sich bekannten Verteilereinspritzpumpe, bei welcher der Drehzahlregler gezeigt ist, um die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung zu verdeutlichen,

Fig. 2 eine Ausführungsform für die Verwendung außerhalb des Pumpengehäuses und

Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau einer innerhalb eines Pumpengehäuses angeordneten Ausführungsform.

Bei der Kraftstoffeinspritzanlage nach Fig. 1 wird aus einem Kraftstoffbehälter 10 über eine Vorförderpumpe 11 und einen Kraftstoffilter 12 einer Verteilereinspritzpumpe Kraftstoff zugeführt. Das Pumpengehäuse 13 ist soweit aufgebrochen dargestellt, daß die Elemente des Drehzahlreglers sichtbar sind. Die willkürliche Verstellung greift über einen Verstellhebel 14, eine durch das Pumpengehäuse 13 durchgeführte Verstellwelle 15 und einen Exzenter 16 auf die Regelfeder 17 an, die ihrerseits mit der Regelhebelanordnung 18 verbunden ist. Ebenfalls auf die Regelhebelanordnung 18 wirkt die Reglermuffe 19, die drehzahlabhängig von der Fliehgewichtanordnung 20 ausgelenkt wird. Die Regelhebelanordnung verschiebt den Regelschieber 21 auf dem Schaft des Verteilerkolbens 22. Seine axiale Verschiebung bestimmt die unter Hochdruck geförderte Kraftstoffmenge, die über Verteilernuten 23 Einspritzdüsen 24 zur Einspritzung in die Brennräume eines Dieselmotors zugeleitet wird. Synchron zur Motordrehzahl wird die Einspritzpumpe an ihrer Antriebswelle 25 angetrieben.

Die erfindungsgemäße Koppelvorrichtung bewirkt, daß die am Verstellhebel 14 über die Verstellwelle 15 angreifende willkürliche Betätigung nichtlinear auf die Regelfeder 17 bzw. die Regelhebelanordnung 18 übertragen wird. Dabei kann die Koppelvorrichtung entweder außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet sein, dann arbeitet sie zwischen dem Verstellhebel 14 und dem Angriff der willkürlichen Betätigung. Oder sie kann in das Innere des Pumpengehäuses 13 eingebaut werden, dann ist sie zwischen dem Exzenter 16 und der Regelfeder 17 anzuordnen.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die nichtlineare Koppelvorrichtung außerhalb des Pumpengehäuses angebracht ist. An der Verstellwelle 15 der Einspritzpumpe ist ein Hebel 30 befestigt, der in seinem unteren Bereich ein Langloch 31 aufweist. In dem Langloch 31 gleitet ein Führungselement 32, das beispielsweise als Rolle ausgebildet sein kann. Das Führungselement 32 befindet sich am Ende eines Hilfsverstellhebels 33, der an einer Grundplatte 34 am Pumpengehäuse 13 ortsfest drehbar gelagert ist. An den Hilfsverstellhebel greift über ein Zwischenstück 35 der Zug 36 der willkürlichen Verstellung an. Der Hebel 30 bildet mit dem Hilfsverstellhebel 33 zusammen eine Kniegelenkanordnung, bei der das Kniegelenk aus dem Langloch 31 zusammen mit dem Führungselement 32 besteht. Die Lage des Kniegelenks und damit die wirksame Länge L des Hebels 30 verschieben sich jedoch, wenn die willkürliche Betätigung den Zug 36 auslenkt. Je größer die wirksame Länge L des Hebels 30 ist, desto geringer wirkt sich ein Zug 36 auf die Verstellwelle 15 aus, so daß die nichtlineare Übertragung der willkürlichen Betätigung vom Zug 36 auf die Verstellwelle 15 durch das Gleiten des Führungselementes 32 im Langloch 31 dadurch zustande kommt, daß sich die wirksame Länge L des Hebels 30 mit zunehmender Auslenkung verringert.

In der Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Koppeleinrichtung gezeigt, die sich innerhalb des Pumpengehäuses befindet. An der Verstellwelle 15 befindet sich im Innern der Pumpe eine Exzentereinrichtung 40, die den Exzenter 16 trägt. Der Exzenter 16 greift jedoch nicht unmittelbar an der Regelfeder 17 an, sondern dient als Führungselement im Langloch 31 des Hebels 30. Der Hebel 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Inneren des Pumpengehäuses ortsfest beweglich an seinem einen Ende gelagert.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem willkürlich betätigbaren Verstellhebel, dessen Bewegung als Sollwertgröße einem Drehzahlregler für die Kraftstoffzumessung eingebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Koppelvorrichtung zwischen der willkürlichen Verstellung und deren Eingriff auf den Drehzahlregler vorhanden ist, die einen nichtlinearen Zusammenhang zwischen der willkürlichen Verstellung und dem Grade des Eingriffs auf den Drehzahlregler aufweist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung zur Erzeugung des nichtlinearen Zusammenhanges einen einseitig ortsfest gelagerten Hebel (30) mit einem Langloch (31) in seiner Längsachse aufweist, in welchem ein an einer Verstelleinrichtung angebrachtes Führungselement (32) gleitet, wobei die willkürliche Verstellung an der Verstelleinrichtung angreift und die Bewegung des Hebels (30) den Drehzahlregler beaufschlagt.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung als Hilfsverstellhebel (33) ausgebildet ist, die zusammen mit dem das Langloch (31) aufweisenden Hebel (30) eine Kniehebelanordnung bildet, deren Kniegelenk im Langloch (31) gleitet und von dem mit dem Langloch (31) zusammenwirkenden Führungselement (32) gebildet wird.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung als Exzenteranordnung ausgebildet ist, deren Exzenter (16) von dem Führungselement (32) gebildet wird und in das Langloch des Hebels eingreift, das seinerseits auf den Drehzahlregler einwirkt.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (32) als Rolle ausgebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenteranordnung innerhalb des Pumpengehäuses (13) angeordnet ist und über eine durch das Pumpengehäuse hindurchgeführte Verstellwelle (15) willkürlich betätigbar ist.

7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsverstellhebel (33) mit einem Ende an einer Grundplatte (34) des Pumpengehäuses (13) gelagert ist und über das Kniegelenk auf den Hebel (30) einwirkt, der an der Verstellwelle (15) angreift, und daß die willkürliche Betätigung am Hilfsverstellhebel (33) erfolgt.