DE3541049A1 - Einrichtung zur unterbrechung des druckaufbaues bei einer kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

#■■*'■ it * *

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Führungsteil geführten, von einer Vorspannkraft belasteten und entgegen derselben unter Wirkung des Druckes des vom Pumpendruckraum zugeführten Kraftstoffes bis zu einem Anschlag verschiebbaren Ausweichkörper, dessen Druckangriffsfläche in Schließstellung klein ist, im Vergleich mit jener nach dem öffnen des Ausweichkörpers, welcher bei Überschreitung eines bestimmten Druckpegels ein von diesem und vom Führungsteil begrenztes Ausweichvolumen freigibt, welches über eine separate Entlastungsleitung druckentlastbar ist.

Zweck der vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues ist es dabei, die Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine in eine Vor- und Haupteinspritzung zu unterteilen, womit der Verbrennungsablauf beeinflußt und insbesonders das Verbrennungsgeräusch reduziert wird. Sobald der Druck im Einspritzsystem eine durch die Vorspannkraft sowie die beaufschlagte Fläche des Ausweichkörpers definierte Größe überschreitet wird üblicherweise schlagartig durch Vergrößerung der dann zur Verfügung stehenden vergrößerten Angriffsfläche - ein Ausweichvolumen freigegeben, was zu einem vorübergehenden Druckabbau im Einspritzsystem und damit nach einem anfänglichen öffnen der Einspritzdüse zur Voreinspritzung zu einem zwischenzeitlichen Schließen der Einspritzdüse führt. Sobald der Ausweichkörper seinen größtmöglichen Hub erreicht hat bleibt das Ausweichvolumen konstant, womit bei mittlerweile weitergehender Förderung durch die Einspritzpumpe ein neuerlicher Druckanstieg im einzuspritzenden Kraftstoff erfolgt, der schließlich zur Haupteinspritzung führt.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der AT-PS 292 382 bekannt, bei welcher der Ausweichkörper in der Schließstellung mit seinem vorderen Ende gegen die Zuströmöffnung abdichtet, wobei der

vom Druck beaufschlagte Durchmesser kleiner ist, als jener des Ausweichkörpers. Zur Druckentlastung des Ausweichvolumens beim Schließvorgang des Ausweichkörpers ist bei dieser bekannten Einrichtung eine separate, zusätzlich zur Zuströmöffnung vorhandene Entlastungsleitung vorgesehen, die von einem federbelasteten Schieberventil absperrbar ist. Auf dieses Schieberventil wirkt der Kraftstoffdruck in gleicher Weise wie auf den Ausweichkörper selbst, wobei allerdings vorgesehen ist, daß das Schieberventil bereits bei einem geringeren Kraftstoffdruck anspricht, womit sichergestellt ist, daß zum Zeitpunkt der Freigabe des Ausweichvolumens diese Entlastungsleitung geschlossen ist. Im einspritzfreien Zustand ist das Schieberventil in der Entlastungsleitung offen, womit .15 sichergestellt ist, daß kein zufolge von Undichtheiten in seiner tatsächlichen Größe unkontrollierbarer Restdruck im Ausweichvolumen verbleibt, der seinerseits die Unterbrechung der Einspritzung im nachfolgenden Arbeitsspiel unkontrolliert beeinflussen würde.

Nachteilig bei der genannten bekannten Einrichtung ist, daß durch das zusätzliche Schieberventil samt den zu seiner Betätigung und Rückstellung erforderlichen konstruktiven Maßnahmen einerseits die Einrichtung weiter kompliziert wird und andererseits zusätzliche Fördermengenstreuungen bzw. Streuungen hinsichtlich der Aufteilung in Vor- und Haupteinspritzung nicht zu vermeiden sind, was zu Unstabilitäten bei der Einspritzung und damit bei der Verbrennung führt, die unkontrollierbare und jedenfalls unerwünschte Auswirkungen auf den Kraftstoffverbrauch, die Leistungsabgabe und auch die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf konstruktiv einfache und zuverlässige Weise eine Unterteilung der Einspritzung in Vor- und Haupteinspritzung erzielbar ist, wobei nachteilige Streuungen in der den einzelnen Einspritzbereichen jeweils zugeordneten Fördermenge vermieden werden sollen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Entlastungsleitung vom Ausweichvolumen ausgehend bis zu einer in der Zylinderwand des Pumpendruckraumes angeordneten und vom Pumpenkolben überschliffenen Entlastungsöffnung verläuft, und daß die Entlastungsöffnung mit Steuerkanten am Pumpenkolben zusammenwirkt und von diesem während des einspritzfreien Zustandes freigegeben ist. Zufolge dieser Entlastungsleitung wird nach jedem Einspritzvorgang eine definierte Druckentlastung vom Ausweichvolumen in den Pumpenraum bewirkt, wodurch stets gleiche Verhältnisse herrschen und gleichmäßige Voreinspritzungen erzielt werden.

Da kein separates Absperrorgan erforderlich ist, kann der konstruktive Aufwand gering gehalten und Herstellung und Montage vereinfacht werden. Da zusätzliche bewegte Teile fehlen, sind auch weitere Fördermengenstreuungen unterbunden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung nach der Erfindung, mit einer als Drehstempel-Verteilerpumpe ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe, ist vorgesehen, daß die Entlastungsöffnung unmittelbar mit den am Pumpenkolben vorgesehenen Nuten zur Kraftstoffzufuhr zusammenwirkt, und daß während des Kraftstoffeinlasses in den Druckraum die Entlastungsöffnung geöffnet ist. Damit ist der zusätzliche Aufwand für die Druckentlastung des Ausweichvolumens weiter verringert und auch die nachträgliche Umrüstung bereits existierender Pumpen einfach möglich. Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung in einem teilweise schematischen Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Im Pumpengehäuse 1 einer nicht weiter dargestellten Verteiler-Einspritzpumpe ist eine Zylinderbüchse 2 eingesetzt, in der ein Kolben 3 geführt ist, der in hier ebenfalls nicht dargestellter Weise in Richtung der Achse 4 hin und her bewegt und um die Achse A gedreht wird. Am druekraumseitigen Ende 5 des Kolbens 3 sind an dessen Umfang Nuten 6 vorgesehen, die je nach der Verdrehstellung des Kolbens 3 mit einer nur durch ihre Mittellinie 7

i*s s * r

angedeuteten Bohrung zur Zuführung von Kraftstoff zusammenwirken. Auf die nähere Funktion der im wesentlichen durch diese Teile gebildeten Drehstempel-Verteilerpumpe sei hier nicht weiter eingegangen.

Oberhalb der Zylinderbüchse 2 ist in das Pumpengehäuse 1 ein Schraubteil 8 eingesetzt, der eine Einrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues enthält. Diese weist einen in einem Führungsteil 9 geführten und über eine Feder 10 von einer Vorspannkraft belasteten, entgegen der Wirkung der Feder unter Wirkung des Druckes des Kraftstoffes verschiebbaren Ausweichkörper 11 auf. Dieser Ausweichkörper 11 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und an der vom Kraftstoff über eine Zuströmöffnung 12 beaufschlagten Stirnseite 13 stufenförmig abgedreht, wobei der verbleibende Bereich der Stirnseite nach Art eines Ventilsitzes die in ihrem Querschnitt kleiner ausgeführte Zuströmöffnung 12 unter der Wirkung der mittels eines Federtellers 14 und eines Zapfens 15 angreifenden Feder 10 abschließt« An der dem 20. Druckraum 16 der Einspritzpumpe abgewandten Seite des Führungsteiles 9 ist eine Hülse 17 in den Schraubteil 8 eingeschraubt, welche einerseits zur Fixierung des Führungsteils 9 und andererseits mit einem ringförmigen Bereich als Anschlag für den Ausweichkörper 11 dient. Ausgehend von dem vom Führungsteil 9 einerseits und von dem unter der Wirkung des über die Zuströmöffnung 12 vom Druckraum 16 zuströmenden Kraftstoff entgegen der Wirkung der Feder 10 bis zum Anschlag an der Hülse 17 beweglichen Ausweichkörper 11 andererseits begrenzten Ausweichvolumen 18 ist eine Entlastungsleitung 19 vorgesehen, welche einen gegenüber der Zuströmöffnung 12 verringerten Querschnitt aufweist. Nach einem im Führungsteil 9 ausgebildeten Abschnitt 20 folgen eine Anschlußbohrung 21 im Schraubteil 8 und 22 in der Zylinderbüchse 2; die Entlastungsleitung 19 mündet dann im Bereich der Nuten 6 über eine Entlastungsöffnung 24 in der Zylinderwand 23 in den Innenraum der Zylinderbüchse 2*

Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung läßt

* * β fc -. J

sich wie folgt kurz beschreiben:

Nachdem der Kolben 3 bei seinem Aufwärtsgang mittels der zwischen den Nuten 6 verbleibenden Umfangsbereiche die mit der Mittellinie 7 charakterisierte Bohrung zur Zuführung von Kraftstoff sowie auch die Entlastungsöffnung 24 abgeschlossen hat, erfolgt bei weiter aufwärts gehendem Kolben 3 ein Druckaufbau im Druckraum 16 sowie in dem über die hier nicht dargestellten Einspritzleitungen verbundenen weiteren Einspritzsystem, der nach Überschreitung eines bestimmten Druckwertes zu einer Öffnung der ebenfalls nicht dargestellten Einspritzdüse und damit zur Kraftstoffeinspritzung führt. Bei weiterem Druckaufbau über den nach oben gehenden Kolben 3 wird sodann ein Druckpegel erreicht, der ausreicht, um den Ausweichkörper 11 entgegen der Wirkung der Feder 10 von seinem Sitz bzw, von der Mündung der Zuströmöffnung 12 abzuheben. Daraufhin steht schlagartig der gesamte Querschnitt des Ausweichkörpers 11 für die Druckbeaufschlagung zur Verfügung, wodurch der Ausweichkörper 11 ziemlieh rasch bis zum Anschlag an der Hülse 18 angehoben wird. Das dadurch frei werdende Ausweichvolumen resultiert in einer Druckabsenkung im gesamten Einspritzsystem, die nach Unterschreitung des Schließdruckes der Einspritzdüse zu einer Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung führt. Bei weiter nach oben bewegtem Kolben 3 wird schließlich wieder ein Druckwert im Kraftstoff erreicht, der ein neuerliches öffnen der Einspritzdüse zur Haupteinspritzung ermöglicht. Mit der einsetzenden Druckentlastung am Ende der Kraftstoffförderung bewegt sich der Ausweichkörper 11 wieder auf die Mündung der Zuströmöffnung 12 zu und schließt diese wieder ab.

über die Entlastungsleitung 19 ist das Ausweichvolumen 18 zwischen den einzelnen Einspritzvorgängen über eine der Nuten 6 des Kolbens 3 mit dem Innenraum der Zylinderbüchse 2 verbunden und damit auf den Wert des Kraftstoffvorlaufdruckes entlastet; während des Einspritzvorganges bleibt zufolge einer Verdrehung des KoI-

bens 3 die Entlastungsöffnung 24 geschlossen. Damit ist sichergestellt, daß im Ausweichvolumen 18 beim bzw. nach dem Schließen des Ausweichkörpers 11 kein unkontrollierbarer Restdruck verbleibt, der beim nachfolgenden Ärbeitsspiel unkontrollierbare Verhältnisse bezüglich der Unterteilung der Einspritzung hervorrufen würde. Da keine separaten Absperrorgane in dieser Entlastungsleitung 19 vorgesehen zu werden brauchen ist der konstruktive Aufbau sehr einfach und können diesbezügliche Fördermengenstreuungen verhindert werden.

Abgesehen von der dargestellten Drehstempel-Verteilerpumpe könnte aber auch eine beliebige andere Pumpenbauart mit einer erfindungsgemäßen Druckentlastungseinrichtung ausgerüstet werden, wobei je nach deren Aufbau entweder die für die Funktion der Pumpe ohnedies erforderlichen Steuerkanten am Pumpenkolben oder aber zusätzliche Steuerkanten für die Steuerung der Entlastungsöffnung verwendbar sind.

1985 10 16
Kr/Lu/Fr

Claims (2)

1. Patentansprüche

   (1 Λ Einrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, mit einem in einem Führungsteil geführten, von einer Vorspannkraft belasteten und entgegen derselben unter Wirkung des Druckes des vom Pumpendruckraum zugeführten Kraftstoffes bis zu einem An- \ schlag verschiebbaren Ausweichkörper, dessen^ Druckangriffsfläche in Schließstellung klein ist. Im Vergleich mit jener nach dem öffnen des Ausweichkörpers, welcher bei Überschreitung eines bestimmten Druckpegels ein von diesem und vom Führungsteil begrenztes Ausweichvolumen freigibt, welches über eine separate Entlastungsleitung druckentlastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsleitung (19) vom Ausweichvolumen (18) ausgehend bis zu einer in der Zylinderwand (23) des Pumpendruckraumes (16) angeordneten und vom Pumpenkolben (3) überschliff enen Entlastungsöffnung (2A) verläuft, und daß die Entlastungsöffnung (2A) mit Steuerkanten (6) am Pumpenkolben (3) zusammenwirkt und von diesem während

   des einspritzfreien Zustands freigegeben ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einer als Drehstempel-Verteilerpumpe ausgeführten Kraftstoffeinspritzpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastungsöffnung (2A) unmittelbar mit den am Pumpenkolben (3) vorgesehenen Nuten (6) zur Kraftstoffzufuhr zusammenwirkt, \

   und daß während des Kraftstoffeinlasses in den Druck raum (16) die Entlastungsöffnung (2A) geöffnet ist.

   85 10 Kr/Lu/Fr