DE3428176A1

DE3428176A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3428176A1
Application number: DE19843428176
Authority: DE
Inventors: Walter Ing.(grad.) 8000 München Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-07-31
Filing date: 1984-07-31
Publication date: 1986-02-13
Anticipated expiration: 2004-08-01
Also published as: GB8519119D0; JPH0681939B2; US4587940A; GB2162592A; JPS6143268A; DE3428176C2; GB2162592B

Description

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Firma Robert Bosch GmbH, 7000 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 (US-PS 2 147 390) weist der Steuerschieber an seiner oberen und unteren Stirnkante schräge Steuerkanten auf, wobei die untere Steuerkante durch Eintauchen der unteren im Pumpenkolben verlaufenden Steuerbohrung den Pörderbeginn und die obere Steuerkante durch Austauchen der oberen im Pumpenkolben verlaufenden Steuerbohrung das Förderende bestimmt. Hierdurch ergibt sich eine verhältnismäßig große Baulänge des Steuerschiebers, was sich bei derartigen ohnehin verhältnismäßig großen schiebergesteuerten Einspritzpumpen als erheblicher Nachteil erweist. Hinzu kommt, daß gegenüber der Mündung der oberen Steuerbohrung bei

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deren Austauchen aus dem Steuerschieber eine extra Prallplatte vorgesehen werden muß. Nachteilig' für die Pumpenarbeitsraumauffüllung während des Saughubes ist auch, daß nur gegen UT eine Steuerbohrung aüfgesteuert sein kann, was bei den verhältnismäßig niederen Auffülldrücken bei hohen Drehzahlen entweder zu mangelnder Pumpenarbeitsraumfüllung führen kann oder verhältnismäßig große Querschnitte der Steuerbohrungen erfordert mit dem Nachteil eines erhöhten schädlichen Raumes und dem Nachteil einer Abhängigkeit der Steuerqualität von der Drehzahl infolge des unterschiedlichen Zeitquerschnitts aufgrund des verhältnismäßig großen Querschnitts der Steuerbohrung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Steuerschieber und die Höhe des den Steuerschieber aufnehmenden Durchbruchs verhältnismäßig kurz zugunsten der gesamten Baugröße der Einspritzpumpe ausgebildet werden kann. Aufgrund der verhältnismäßig großen verbleibenden Gleitflächen zwischen Steuerschieber und Pumpenkolben werden die Reibkräfte reduziert und durch die Konstruktion die Massen, wodurch die Verstellung des Steuerschiebers erleichtert wird. Da die Abströmung des abgesteuerten Kraftstoffes durch die Ausnehmung erfolgt, ist es konstruktiv problemlos, den Steuerbohrungen gegenüber Prall■ flächen vorzusehen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in an sich bekannter Weise zur Fördermengenänderung der Pumpenkolben verdreh-

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bar und zur Förderbeginnverstellung der Steuerschieber axial verschiebbar. Der Pumpenkolben kann durch übliche Verdrehmittel, wie beispielsweise eine Regelstange, um den die Menge bestimmenden Winkel verdreht werden, während der Steuerschieber bezüglich seiner Drehlage lediglich für die Justierung leicht verdreht wird, hingegen für die Spritzbeginnänderung,die durch den Förderbeginn bestimmt wird, axial verschiebbar ist. Hierdurch ist das Zuordnen der Stellgrößen für die Fördermenge und für den Förderbeginn getrennt und sehr exakt durchführbar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verläuft die obere Steuerkante schräg mit einer der unteren Steuerkante entgegengesetzten Steigung, so daß der Förderbeginn mit zunehmender Fördermenge früher erfolgt. Durch entsprechendes Zuordnen der Steigungen kann der üblicherweise mit zunehmender Last, also zunehmender Einspritzmenge gewünschte frühere Spritzbeginn (Förderbeginn) erreicht werden, ohne daß deshalb der Steuerschieber axial verschoben werden müßte. Eine Axialverschiebung wird somit nur dann vorgenommen, wenn dies das Kennfeld der Einspritzung, das bei verschiedenen Motoren voneinander abweichen kann, erfordert.

Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstand zwischen den Steuerbohrungen größer als die Stegbreite des Steuerschiebers zwischen oberer Steuerkante und oberer Stirnkante, aber kleiner als der Abstand zwischen unterer Steuerkante und oberer Stirnkante. Hierdurch wird erreicht, daß nach Aufsteuern der ersten Bohrung durch die obere Steuerkante die zweite Steuerbohrung zur Ausnehmung hin offen ist,

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so daß beim weiteren Druckhub des Pumpenkolbens der abgesteuerte Kraftstoff über zwei Bohrungen entweichen kann, was eine wesentliche Druckentlastung zur Folge hat,und daß außerdem beim darauffolgenden Saughub mindestens zeitweise zwei Bohrungen zur Auffüllung des Pumpenarbeitsraums zur Verfügung stehen.

Zusätzliche Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einzylinder-Rraftstoffeinspritzpumpe, Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch einen Teil der Pumpe nach Linie H-II in Fig. T,in vergrößertem Maßstab verschiedene Hubstellungen des Pumpenkolbens darstellend, und Fig. 4, 5 und 6 zwei Längsschnitte und eine Draufsicht vom Steuerschieber in vergrößertem Maßstab.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Bei dem dargestellten- Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine durch eine Motornockenwelle fremd angetriebene und in das Motorgehäuse eingesetzte Kraftstoff einspritzpumpe der in Fig. 1 dargestellten Art. Natürlich kann die Erfindung auch an anderen geeigneten Kraftstoffeinspritzpumpen verwirklicht werden, wie

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beispielsweise an Reihenpumpen.

Bei dem Beispiel ist in einem Pumpengehäuse 10, welches an ein nicht dargestelltes Motorgehäuse geflanscht wird, eine Zylinderbüchse 11 eingesetzt, in der ein Pumpenkolben 12 axial verschiebbar und verdrehbar geführt ist. In einem Durchbruch 13 der Zylinderbüchse arbeitet auf dem Pumpenkolben 12 axial verschiebbar und verdrehbar ein Steuerschieber 14. Der Pumpenkolben begrenzt mit seiner oberen Stirnfläche 15 einen Pumpenarbeitsraum 16, der durch eine Abdeckplatte 17 verschlossen, ist, in welcher eine Druckleitung 18 verläuft, die zu einem nicht dargestellten Druckventil und mit den Motorzylindern verbundenen Druckleitungen führt.

Der Pumpenkolben 12 wird in bekannter Weise über einen im Pumpengehäuse 10 geführten und entgegen der Kraft von zwei Stößerfedern 19 bewegbaren Stößel 20 angetrieben. Die Federn 19 stützen sich oben über, einen Federteller 21 am Pumpengehäuse 10 ab und unten über einen zweiten Federteller 22 am Stößel 20. Der im Stößel 20 geführte untere Teil des Kolbens 12 weist Abflachungen 23 für den Eingriff einer Verdrehvorriehtung auf, so daß der Pumpenkolben 12 unabhängig vom Stößel 20 verdrehbar ist. Das Pumpengehäuse 10 ist nach unten durch einen flanschartigen Deckel 24 verschlossen, in dem der Stößel 20 geführt ist.

Im Bereich um den Steuerschieber 14 ist das Gehäuse 10 zur Bildung eines Saugraumes 25 leicht erweitert, der über eine Bohrung. 26 mit Kraftstoff unter geringem vorbestimmtem Druck versorgt wird. Im Pumpenkolben 12 ist eine Sackbohrung 27 angeordnet, die einer-

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seits auf der Stirnfläche 15 in den Pumpenarbeitsraum 16 endet und zwei Querbohrungen aufweist, eine obere Steuerbohrung 28 und eine untere Steuerbohrung 29. Durch die einen Kanal für den Zu- und Rückfluß des Kraftstoffs bildende Sackbohrung 27 und Querbohrungen 28 und 29 sind der Pumpenarbeitsraum 16 und der Saugraum 25 miteinander verbindbar. Diese Verbindung wird durch den Steuerschieber 14 gesteuert, der in seinem Mantel zwei gegenüberliegende Ausnehmungen 30 aufweist. Diese Ausnehmungen 30 enthalten je eine untere Steuerkante 31 und eine obere Steuerkante 32 als Begrenzung. Die beiden Steuerkanten 31 und 32 weisen eine gegenläufige Neigung auf, wobei die untere Steuerkante 31 verhältnismäßig steil, hingegen die obere Steuerkante 32 flach verläuft. Eine weitere Steuerkante wird durch die Stimsteuerkante 34 der Stirnfläche 33 des Steuerschiebers 14 gebildet.

Der Steuerschieber 14 wird für seine Grundeinstellung in Drehrichtung über einen Exzenter 35 justiert, der im Gehäuse 10 verdrehbar geführt ist und über einen Zpafen 36 in eine Längsnut 37 des Steuerschiebers 14 greift. Die Axialverschiebung des Steuerschiebers 14 wird über einen Spritzbeginnversteller 38 vorgenommen, bei dem auf einer gehäusegelagerten Welle 39 ein Betätigungshebel 40 mit Mitnahmezapfen 41 befestigt ist. Der Mitnahmezapfen 41 greift in eine Quernut 42 auf der Mantelfläche des Steuerschiebers 14. Um die Grundeinstellung des Steuerschiebers 14 innerhalb des Durchbruchs 13 vornehmen zu können, sind die den Durchbruchwänden 43 gegenüberliegenden Mantelflächen 44 des Steuerschiebers 14, wie aus Fig. 6 entnehmbar, abgeschrägt.

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Solange beide Steuerbohrungen 28 und 29 durch den Steuerschieber. 14 verschlossen sind, kann die Kraftstofförderung und damit die Einspritzung in den Motor stattfinden. Solange mindestens eine der Steuerbohrungen frei ist, ist der Pumpenarbeitsraum 16 mit dem Saugraum 25 verbunden, und es kann entweder eine Auffüllung des Pumpenarbeitsraums 16 vom Saugraum 25 her erfolgen oder ein Rückfluß des Kraftstoffes vom Pumpenarbe it sraum 16 zum Saugraum .25 zurück. In Fig. 2 und 3 sind vier verschiedene Hubstellungen des Pumpenkolbens 12 dargestellt, wobei zur Erläuterung lediglich der Pumpenkolben 12, die Zylinderbüchse 11 und der Steuerschieber 14 dargestellt sind. Die Hubstellungen entsprechen von links nach rechts gesehen in Fig. 2 dem unteren Totpunkt (UT) und Förderbeginn (FB), in Fig. 3 dem Förderende (FE) und oberen Totpunkt (OT) . ,.In allen vier Hubstellungen des Kolbens UT, FB, FE und OT nimmt der Steuerschieber 14 zum leichteren Verständnis folgender Funktionserläuterung stets die gleiche axiale Lage ein. Während in UT-Stellung noch eine Auffüllung des Pumpenarbeitsraumes 16 aus dem Saugraum 25 und dem Durchbruch 13 bzw. die Ausnehmung 30 und von dort über die obere Steuerbohrung 28 und die Sackbohrung 27 erfolgt, sind in FB-Stellung beide Steuerbohrungen.28 und 29 gesperrt. Ab dieser FB-Stellung wird für den weiteren Druckhub des Pumpenkolbens 12 aus dem Pumpenarbeitsraum 16 Kraftstoff zum Motor gefördert. Ab FE-Stellung wird durch die untere Steuerbohrung 29 im Zusammenwirken mit der unteren Steuerkante 31 das Förderende eingeleitet, d.h. die Einspritzung unterbrochen, indem die Mündung der unteren Steuerbohrung 29 in die Ausnehmung 30 taucht, so daß der Kraftstoff aus dem Pumpenarbeits-

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raum 16 in die Sackbohrung 27 und die Steuerbohrung 29 in die Ausnehmung 30 bzw. zurück in den 'Saugraum 25 strömen kann. In OT-Stellung sind dann beide Steuerbohrungen 28 und 29 aufgesteuert, so daß der Pumpenarbeitsraum 16 eine Verbindung mit größtmöglichem Querschnitt zum Saugraum 25 aufweist. Diese Verbindung bleibt auch während des ersten Hubabschnitts des Saugraums bestehen.

Je nach Drehlage des Pumpenkolbens 12, d.h. je nach Zuordnung der Steuerbohrungen 28, 29 in Bezug auf die Ausnehmung 30 ändert sich der Hubabschnitt zwischen PB und FE, für den beide Steuerbohrungen 28 und 29 gesperrt sind, und damit die zum Motor geförderte Menge. Durch axiales Verschieben des Steuerschiebers 14 wird lediglich bei FB die obere Steuerbohrung 28 früher oder später geschlossen und entsprechend im gleichen Verhältnis die untere Steuerbohrung 29 früher oder später geöffnet, so daß sich durch diese Spritzbeginnänderung keine Mengenänderung ergibt.

Wie aus den Schnittzeichnungen des Steuerschiebers in Fig. 4 und 5 ersichtlich ist, sind achssymmetrisch zwei Ausnehmungen 30 vorgesehen, die entsprechend jeweils mit zwei Mündungen der Steuerbohrungen 28 und 29 zusammenwirken. Hierdurch wird in bekannter Weise ein radialer Kräfteausgleich zwischen Steuerschieber 14 und Pumpenkolben 12 erzielt.

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Claims

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Firma Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoffeinsprit;zpumpe für Brennkraftmaschinen

-Ansprüche

·
Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolben, auf dem ein mit mindestens einer schrägen Steuerkante versehener Steuerschieber axial verschiebbar ist, welcher zwei mit axialem Abstand auf der Mantelfläche des Pumpenkolbens mündende und über einen Kanal mit dem Pumpenarbeitsraum verbundene Steuerbohrungen steuert, einer ersten Steuerbohrung für den Förderbeginn und einer zweiten Bohrung für das Förderende, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerschieber (14) mindestens eine fensterartige Ausnehmung (30) mit einer in Bezug auf die Kolbenhubrichtung unteren schrägen Steuerkante (31) und einer* oberen SteuefRSnte (32) als Begrenzung vorhanden ist und daß im unteren Totpunkt (UT) des Pumpenkolbens (12) die obere erste Bohrung (28) durch die Ausnehmung (30) freigelegt ist und für den Förderbeginn von der oberen Steuerkante (32)

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überfahren wird, und daß das Förderende durch Freilegen der unteren zweiten Bohrung (29) mittels der unteren schrägen Steuerkante (31) erfolgt.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (1.4) innerhalb eines Durchbruchs (13) der den Pumpenkolben (12) aufnehmenden Zylinderbüchse (11) angeordnet ist und zur Förderbeginnverstellung axial verschiebbar ist, daß zur Fördermengenänderung der Pumpenkolben (12) verdrehbar ist und daß der Steuerschieber (14) innerhalb des Durchbruchs (13) zur

■ Grundeinstellung leicht verdrehbar ist.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die obere Steuerkante (32) schräg verläuft mit einer der unteren Steuerkante (31) entgegengesetzten Steigung, so daß der Förderbeginn mit zunehmender Fördermenge früher erfolgt.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Steuerbohrungen (28, 29) größer als die Stegbreite des Steuerschiebers (14) zwischen oberer Steuerkante (32) und oberer Stirnsteuerkante (34), aber kleiner als der Abstand zwischen unterer Steuerkante (31) und oberer Stirnsteuerkante (34) ist.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerbohrungen (28, 29) und Ausnehmung (30) jeweils achs-

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symmetrisch doppelt vorhanden sind.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (14) an den den Durchbruchwänden gegenüber-

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liegenden MantelflächenrSine die leichte Verdrehung zulassende Abschrägung, aufweist.