DE3516455A1

DE3516455A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE3516455A1
Application number: DE19853516455
Authority: DE
Inventors: Helmut 7016 Gerlingen Laufer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1986-11-13
Also published as: JPS61255261A; GB2176544A; GB8611060D0; US4711221A; GB2176544B

Description

_ 20002
Κ»

26. Februar 1985 Bö

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1 Kraftstoff einspritzpumpe

Stand der Technik

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

Bei den bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art wird der Entlastungskanal des Pumpenarbeitsraumes zur Beendigung der Einspritzung durch den Regelschieber aufgesteuert und bleibt bis zum Ende des Druckhubes offen. Je nach axialer Lage des Regelschiebers erfolgt damit dieses Auf steuern nach Zurücklegung eines unterschiedlichen Druckhubes oder nach Einspritzung einer dieses jeweiligen Druckhubs entsprechenden Einspritzmenge. Besonders bei solchen Kraftstoffeinspritzpumpen, die mit einem hohen Einspritzdruck arbeiten, wie beispielsweise für Direkteinspritzmotoren, treten im Pumpenarbeitsraum und den Druckleitungen und infolge der hohen Entlastungsgeschwindigkeit des gegen einen sehr geringen Kraftstoffdruck ausströmenden Kraftstoffs Hohlräume im Pumpenarbeitsraum und den mit diesem verbundenen Kanälen auf, nämlich je nach Druckventilbauart bis hin in die Druckleitungen hinein. Aufgrund der bis zum nächsten Druckhub zur Verfügung stehenden Zeit und aufgrund des verhältnismäßig niedrigen Förderdruckes beim Wiederauffüllen des Pumpenarbeitsraums werden diese Hohlräume oft nur unzureichend wieder aufgefüllt. Dies führt einerseits zu Kavitation im Pumpen-

2 -

arbeitsraum und zu einer geringeren Ist-Einspritzmenge gegenüber der durch den Regelschieber eingestellten Soll-Einspritzmenge. Außerdem ergibt sich eine Verschiebung des Förderbeginns oder des Spritzbeginns, da die Hohlräume erst wieder mit Kraftstoff aufgefüllt sein müssen, bevor sich der erfoderliche Einspritzdruck aufbauen kann.

Aufgrund des beschriebenen Unterdrucks im Pumpenarbeitsraum kann sich auch am Öffnungsventil der Kraftstoffeinspritzdüse eine so hohe Druckdifferenz aufbauen, daß Gase aus dem Brennraum des Motors über die Düse in die Einspritzdruckleitungen gelangen können, bevor die Düsennadel geschlossen hat, was einerseits zu Verschmutzungen am Ventilsitz und Undichtheiten führen kann und andererseits die obengenannte Abnahme der Soll-Einspritzmenge und die Streuungen des Spritzbeginns verstärkt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruch hat demgegenüber den Vorteil, daß durch ein schnelles Schließen der Einspritzdüse ein scharfes Spritzende erzielt wird, da der Aufsteuerkanal zu Beginn voll geöffnet ist und daß aufgrund der nachfolgenden Drosselung durch den Aufsteuerkanal die Abströmgeschwindigkeit des entlasteten Kraftstoffes reduziert wird, wodurch vor allem das Bilden von Hohlräumen im Pumpenarbeitsraum oder den mit ihm verbundenen Kanälen unterbunden wird. Außerdem wird die festgelegte Funktion der Einspritzdüse nicht durch unvorgesehene Druckänderungen in der Kraftstoffeinspritzleitung gestört, so daß auch keine Brenngase in die Einspritzleitungen eindringen können.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als den Abflußkanal teilweise bildende Ausnehmung in der Mantelfläche der Regelschieberbohrung eine Ringnut, die während des Aufsteuerhubs in Überdeckung mit der Mündung des Entlastungskanals steht. Im Gegensatz zu in anderer Art geformten Ausnehmungen ist eine derartige Ringnut sehr genau in der Innenbohrung des Regelschiebers plazierbar und auch herstellbar. Zur Steuerung werden die glatten Begrenzungskanten dieser Ringnut verwendet, so daß die komplizierteren

BAD ORIGINAL

Ausbildungen an den Steuerkanten der Ausnehmungen der Pumpenkolbenmantelfläche vorgesehen werden können, die wesentlich leichter zu bearbeiten sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Mantelfläche des Pumpenkolbens in Druckhub richtung vor der Mündung des Entlastungskanal eine den Abflußkanal teilweise bildende taschenförmige Ausnehmung vorgesehen, deren der Mündung abgewandtes Ende zur Bestimmung des Aufsteuerbeginns, mit in der durch das Steuerschieberende gebildeten Steuerschieberkante zusammenwirkt und deren anderes Ende mit der Ringnut in Überdeckung'bringbar ist. Das andere Ende der Tasche weist eine Breiteneinengung auf, deren Anfang nach Beginn des Aufsteuerhubes von der Ringnut getrennt wird, so daß die Einengung als Drossel des Abflußkanals wirkt. Eine derartige Tasche unterschiedlicher Breite kann sehr genau auf der Mantelfläche des Pumpenkolbens platziert werden, da eine äußere Bearbeitungs des Pumpenkolbens verhältnismäßig einfach ist. Anfang und Ende der Tasche sowie auch der Einengung derselben weist entsprechend meist geradlienig· ausgebildete Steuerkanten auf, die den Steuerkanten der Ringnut bzw. des Ringschiebers sehr genau zugeordnet sind. Je nach Länge, Tiefe und Lage des verengenden Abschnitts der Tasche kann erreicht werden, daß der Drosselquerschnitt mit dem Hub des Pumpenkolbens weiter verengt wird oder konstant bleibt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch die von der Erfindung betroffenen Teile einer Kraftstoffeinspritzpumpe; Figur 2 eine Draufsicht auf eine in der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnete Tasche; Figur 3 eine Figur 2 entsprechende Darstellung einer anders geformten Tasche und Figur 4 ein Funktionsdiagramm des Absteuerquerschnitts über dem Kolbenhub.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

2OQQ

Ein Pumpenkolben 1 wird entsprechend den angedeuteten Pfeilen durch nicht dargestellte Mittel in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung angetrieben. Mit seiner dem Antrieb abgewendeten Stirnseite 2 begrenzt er die eine Seite eines im Gehäuse 3 vorgesehenen Pumpenarbeitsraum 4. In den Pumpenarbeitsraum 4 mündet ein Saugkanal 5, der über im Pumpenkolben vorgesehene Längsnuten steuerbar ist. Der Pumpenkolben weist eine zentrale Axialbohrung 7 auf, von der eine Radialbohrung 8 abzweigt, die in eine Längsnut 9 mündet. Durch diese als Verteilernut dienende Längsnut 9 werden nacheinander Druckleitungen 10 mit dem Pumpenarbeitsraum 4 verbunden, wobei diese Druckleitungen 10 gleichmäßig um denn Kolben 1 verteilt angeordnet sind und in der Anzahl der Anzahl der Hubbewegung des Pumpenkolbens 1 während einer Umdrehung und der Anzahl der zu versorgenden Motorzylinder entspricht.

Auf dem Pumpenkolben 1 ist axial verschiebbar ein Regelschieber 12 angeordnet, der durch einen nicht dargestellten Drehzahlregler, der mit mechanischen oder elektrischen Mitteln arbeiten kann, axial auf dem Pumpenkolben 1 verschiebbar ist. In der Mantelfläche 13 der Innenbohrung des Regelschiebers 12 ist eine Ringnut 14 vorgesehen, in die nach Zurücklegung eines bestimmten Druckhubes eine im Pumpenkolben 1 verlaufende Querbohrung 15 mündet, die mit der zentralen Bohrung 7 verbunden ist und mit dieser gemeinsam einen Entlastungskanal bildet. In der Mantelfläche des Pumpenkolbens 1 sind auf einander abgewandten Seiten Taschen 17 vorhanden, die mit der Ringnut 14 in Überdeckung stehen und deren der Ringnut 14 abgewandte Steuerkante 18 mit einer Steuerkante 19 des Regelschiebers 12 zusammenwirkt, die durch den Schnittpunkt der Stirnfläche 20 des Steuerschiebers mit dessen zentraler Bohrung 13 gebildet wird.

in Figur 2 ist die Tasche 17 in der Draufsicht dargestellt. Während die eine Seite der Tasche 17 durch die geradlinige Steuerkante 18 begrenzt ist, weist diese Tasche 17 auf der der Ringnut 14 zugewandten Seite eine Verschmälerung auf, wodurch eine unterbrochene Steuerkante 19 entsteht und ein in der Breite eingeengter Abschnitt 20 der Tasche 17, welcher durch eine parallel zur Steuerkante 18 verlaufende Steuerkante 21 begrenzt ist.

fa« V \J U *

Die beschriebene Kraftstoff einspritzpumpe arbeitet wie folgt: Während des nach außen gerichteten Saughubes des Pumpenkolbens 1 wird über die Saugleitung 5 und eine der Längsnuten 6 Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum 4 geleitet. Sobald dann der Druckhub beginnt, wird dieser Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 4 über die zentrale Bohrung 7 und die abzweigende Bohrung 8, die Verteilernut 9 und eine der Druckleitungen 10 Kraftstoff unter hohem Druck zur Einspritzpumpe gefördert. Wenn nach Zurücklegung eines bestimmten Förderhubes, der von der axialen Lage des Regelschiebers 12 abhängt, durch die Steuerkante 18 der Tasche 17 und die Steuerkante 19 ein Abflußkanal aufgesteuert wird, strömt bei gleichzeitigem Druckabbau Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 4 über die zentrale Bohrung 7, die Querbohrung 15, die Ringnut 14 und die Tasche 17 der Kraftstoff ab. Da der Pumpenkolben 1 seinen Förderhub fortsetzt, überfährt die Steuerkante 19 der Tasche 17 die Begrenzungskante 22 der Ringnut 14, wodurch dieser Abflußkanal aus Ringnut 14 und Tasche 17 gedrosselt wird. Wenn hierbei die verbleibende Überdeckungslänge a mit der Ringnut 14 schmäler als die Tiefe ρ der Tasche 17, so wird der Drosselquerschnitt durch die. Breite dieses eingeengten Abschnittes 20 der Tasche 17 und dieser Länge a bestimmt. Wenn hingegen die Tiefe ρ geringer ist als die verbleibende Überdeckung a, so wird der Durchgangsquerschnitt durch die aus Breite b dieser eingeengten Stelle und der Tiefe t bestehenden Fläche bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich, die D rössel wirkung durch entsprechende Längenbegrenzung dieses Taschenabschnitts 20, d. h. durch Verkleinern der Länge a während des weiteren Aufsteuerhubs zu verkleinern.

In Figur 3 ist eine Tasche 117 anderen Aufbaus dargestellt. Natürlich ist auch hier die Steuerkante 118 vorgesehen, die mit der Steuerkante 19 des Regelschiebers die Entlastung einleitet. Die Tasche 117 besteht allerdings breiteren Abschnitten, die über eine Verengung 120 miteinander verbunden sind. Während der der Ringnut 14 zugewandte Abschnitt 23 stets mit der Ringnut 14 in Überdeckung bleibt, wird die Verengung 120, nachdem die Steuerkanten 119 von der Ringnut 14 getrennt wurden, allmählich von der Mantelfäche der Bohrung 13 des Regelschiebers 12 überdeckt, so daß diese Verengung den Drosselquerschnitt des Abflußkanals bestimmt.

BAO

Bei dem in Figur 4 dargestellten Diagramm ist über der Abszisse der Drehwinkel Alpha des Pumpenkolbens und über der Ordinate der Querschnitt f des Abflußkanals aufgetragen. Entsprechend der dargestellten Kurve nimmt bis
zum Drehwinkel Alpha 1 der Aufsteuerquerschnitt des Abflußkanals sehr
schnell auf den Wert Fj zu, um dann bis zum Drehwinkel Alpha 2 auf den als Drossel wirkenden Querschnitt F£ zurückzufallen. Zu Beginn der Aufsteuerung wird schnell ein großer Abflußquerschnitt erreicht, um danach auf einen Wert reduziert zu werden, bei dem der Kraftstoff eine gewisse Stauung erfährt, die ein Auslaufen des Pumpenarbeitsraums 4 und der mit ihm verbundenen Kanäle vermeidet.

Claims

R. 20002

26. Februar 1985 ^Βδ

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Kraftstoff einspritzpumpe

Ansprüche

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem hin- und hergehenden, das eine Ende eines Pumpenarbeitsraums begrenzenden Pumpenkolben und mit Steuerung der Einspritzmenge durch Aufsteuern eines im Pumpenkolben vorhandenen und in dessen Mantelfläche mündenden Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraum während des Druckhubs des Pumpenkolbens mittels eines um den Pumpenkolben angeordneten und auf diesem zur Mengenänderung axial verschiebbar Regelschieber, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufsteuerung der Entlastungskanal (7, 15) in einen zwischen Pumpenkolben (1) und Regelschieber (12) durch in der einander zugewandten Seiten angeordnete Ausnehmungen (14, 17) während des Aufsteuerhubabschnittes sich ändernde überdeckung gebildeten Abflußkanal (14, 17) mündet und daß dieser Abflußkanal (14, 17) zu Beginn des Auf Steuerhubs c^» ^ voll geöffnet und während des Hubverlaufs<?C2 gedrosselt (20, 120) ist.
2. Kraftstoff einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einen Teil des Abflußkanals bildende Ausnehmung in der Mantelfläche der Regelschieberbohrung (13) eine Ringnut (14) dient, die während des Aufsteuerhubs in Überdeckung mit der Mündung des Entlastungskanals (7, 15) steht. " ₀

ϊ·
3. Kraftstoffeinspritzpume nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mantelfläche des Pumpenkolbens (1) in Druckhubrichtung vor der Mündung des Entlastungskanals (7, 15) einen Teil des Abflußkanals bildende taschenförmige Ausnehmung (17) vorgesehen ist, deren der Mündung abgewandtes Ende zur Bestimmung des Aufsteuerbeginns mit einer durch das Regelschieberende gebildeten Steuerkante (19) zusammenwirkt und deren anderes Ende (21, 23) mit der Ringnut in Überdeckung bringbar ist.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende (20) eine Breiteneinengung aufweist, deren Anfang nach Beginn des Aufsteuerhubs von der Ringnut (14) getrennt wird, so daß die Einengung (20) als Drossel (F2) im Abflußkanal wirkt.
5. Krafteinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (a) des in der Breite eingeengten Abschnittes (20) der Tasche (17) geringer ist als deren Tiefe (t), so daß der Drosselquerschnitt (F2) durch Länge (a) χ Breite (b) des die Ringnut (14) überdeckenden Abschnitts der Tasche (17) gebildet wird.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (t) und die Breite (b) des eingeengten Abschnittes (20) den D rössel querschnitt (F2) bestimmt.
7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als Ausnehmung dienende im Pumpenkolben (1) angeordnete Tasche (117) aus zwei über eine Verengung (120) verbundene Abschnitten besteht, von denen der eine stromauf vorgesehene Abschnitt (23) mit der Ringnut (14) stets in Überdeckung ist.
8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (1) gleichzeitig als Verteiler einer Verteilereinspritzpumpe dient.

BAD