DE3541049C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues für eine ge­ trennte Vor- und Haupteinspritzung bei einer Brennkraftma­ schine, mit einem in einem Führungsteil geführten und entgegen einer Vorspannkraft unter Wirkung des Druckes des vom Pumpen­ arbeitsraum aus beim Druckhub des Pumpenkolbens zugeführten Kraftstoffes bis an einen Anschlag verschiebbaren Ausweichkör­ per, dessen ständig dem Druck im Pumpenarbeitsraum ausgesetzte Druckangriffsfläche in Schließstellung klein ist, im Vergleich mit jener nach dem Abheben des Ausweichkörpers von seinem Sitz im Führungsteil freigegebenen Druckangriffsfläche, und der bei Überschreitung eines bestimmten Druckpegels ein vom Ausweich­ körper und vom Führungsteil begrenztes Ausweichvolumen frei­ gibt, welches nach Beendigung der Haupteinspritzung über eine separate Entlastungsleitung zur Rückführung des Ausweichkör­ pers in seine Schließstellung druckentlastbar ist.

Zweck der vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues ist es dabei, die Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine in eine Vor- und Haupteinspritzung zu un­ terteilen, womit der Verbrennungsablauf beeinflußt und insbe­ sonders 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 Vergröße­ rung der dann zur Verfügung stehenden vergrößerten Angriffs­ fläche - ein Ausweichvolumen freigegeben, was zu einem vor­ übergehenden 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 mittler­ weile weitergehender Förderung durch die Einspritzpumpe ein neuerlicher Druckanstieg im einzuspritzenden Kraftstoff er­ folgt, der schließlich zur Haupteinspritzung führt.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der AT-PS 2 92 382, Fig. 5 und 6, bekannt, bei welcher der Ausweichkörper in der Schließstellung mit seinem vorderen Ende gegen die Zuströmöffnung abdichtet, wobei der hier vom Druck beauf­ schlagte Durchmesser kleiner ist als jener des anschließenden Führungsbereiches des Ausweichkör­ pers. Zur Druckentlastung des Ausweichvolumens beim Schließ­ vorgang des Ausweichkörpers ist bei dieser bekannten Einrich­ tung eine separate, zusätzlich zur Zuströmöffnung vorhandene Entlastungsleitung vorgesehen, die von einem federbelasteten Schieberventil absperrbar ist. Auf dieses Schieberventil wirkt der Kraftstoffdruck im Pumpenarbeitsraum in gleicher Weise wie auf den Ausweichkör­ per selbst, wobei allerdings vorgesehen ist, daß das Schieber­ ventil bereits bei einem geringeren Kraftstoffdruck anspricht als der Ausweichkörper, womit sichergestellt ist, daß zum Zeitpunkt der Freigabe des Ausweichvolumens diese Entlastungsleitung geschlossen ist. Im einspritzfreien Zustand ist das Schieberventil in der Entla­ stungsleitung offen, womit sichergestellt ist, daß kein zu­ folge von Undichtheiten in seiner tatsächlichen Größe un­ kontrollierbarer Restdruck im Ausweichvolumen verbleibt, der seinerseits die Unterbrechung der Einspritzung im nachfolgen­ den Arbeitsspiel unkontrolliert beeinflussen würde.

Nachteilig bei der genannten bekannten Einrichtung ist, daß durch das zusätzliche Schieberventil samt den zu seiner Betä­ tigung und Rückstellung erforderlichen konstruktiven Maßnahmen einerseits die Einrichtung weiter kompliziert wird und ande­ rerseits durch notwendige Toleranzen und Abnützungserscheinun­ gen durch das Schieberventil zusätzliche Fördermengenstreuun­ gen bzw. Streuungen hinsichtlich der Aufteilung in Vor- und Haupteinspritzung nicht zu vermieden sind, was zu Unstabilitä­ ten bei der Einspritzung und damit bei der Verbrennung führt, die unkontrollierbare und jedenfalls unerwünschte Auswirkungen auf das Geräuschverhalten, den Kraftstoffverbrauch, die Leistungsabgabe und auch die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine haben.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs genannten Art die Unterteilung der Einsprizung in eine Vor- und Haupteinspritzung auf konstruk­ tiv einfache und zuverlässige Weise zu erzielen.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Entla­ stungsleitung vom Ausweichvolumen ausgehend bis zu einer in der Zylinderwand im Bereich des Pumpenarbeitsraumes angeordne­ ten und vom Pumpenkolben überschliffenen Entlastungsöffnung verläuft, die nach Beendigung der Haupteinspritzung, vom Pumpenkolben gesteuert, freigegeben wird. Zufolge dieser direkt vom Pumpenkolben gesteuerten Entlastungsleitung wird nach jedem Einspritzvorgang eine definierte Druckentlastung vom Ausweichvolumen in den Pumpenarbeitsraum 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.

Aus der CH-PS 2 17 313 ist es zwar bekannt in Verbindung mit einer Vor- und Haupteinspritzung eine Entlastungssteuerung mit Hilfe des Pumpenkolbens vorzunehmen. Allerdings erfolgt hier die Steuerung der Vor- und Haupteinspritzung insgesamt durch Steuerkanten am Pumpenkolben und ohne daß ein Ausweichkörper im Zusammenhang mit der Beendigung der Voreinspritzung Verwendung findet, so daß eine gänzlich andere Pumpengattung vorliegt. Außerdem wird auch keine außerhalb des Pumpenkolbens verlaufende Entlastungsleitung verwendet.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung nach der Erfindung, bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe, die, als Verteilereinspritzpumpe ausgebildet, einen umlaufenden, zugleich als Verteilerrotor dienenden Pumpenkolben aufweist, der mit pumpenarbeitsraumseitig mündenden Umfangslängsnuten versehen ist, von denen jeweils eine während des Saughubs der Pumpe mit einer Kraftstoffzuführbohrung in Verbindung steht, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die vom Pumpenkolben gesteuerte Entlastungsöffnung ebenfalls mit den am Pumpenkolben ausgebildeten Umfangslängsnuten zusammenwirkt, so daß während des Kraftstoffeinlasses in den Pumpenarbeitsraum dieser gleichzeitig über eine der Umfangslängsnuten mit dem Ausweichvolumen in Verbindung steht. Damit ist der zusätzliche Aufwand für die Druckentlastung des Ausweichvolumens weiter verringert und auch die nachträgliche Umrüstung bereits existierender Pumpen auf einfache Weise möglich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in einem schematischen Schnitt den wesentlichen Teil einer Verteilereinspritzpumpe zeigt.

Im Pumpengehäuse 1 einer auf das wesentliche beschränkt dargestellten Vertei­ ler-Einspritzpumpe ist eine Zylinderbüchse 2 eingesetzt, in der ein zugleich als Verteilerrotor dienender Pumpenkolben 3 geführt ist, der einen Pumpenarbeitsraum 16 begrenzt und in Richtung der Achse 4 hin und her bewegt sowie außerdem um die Achse 4 gedreht wird. Am pumpenarbeitsraumseitigen Ende 5 des Pumpenkolbens 3 sind an dessen Umfang Umfangslängsnuten 6 vorge­ sehen, die je nach der Verdrehstellung des Kolbens 3 mit einer nur durch ihre Mittellinie 7 angedeuteten Bohrung zur Zufüh­ rung von Kraftstoff zusammenwirken. Auf die nähere Funktion der im wesentlichen durch diese Teile gebildeten Verteilereinspritzpumpe sei hier nicht weiter eingegangen.

Oberhalb der Zylinderbüchse 2 ist in das Pumpengehäuse 1 ein Schraubteil 8 eingesetzt, der eine Einrichtung zur vorüberge­ henden 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 verschiebba­ ren Ausweichkörper 11 auf. Dieser Ausweichkörper 11 ist im we­ sentlichen zylindrisch ausgebildet und an der vom Kraftstoff über eine Zuströmöffnung 12 beaufschlagten Stirnseite 13 stu­ fenförmig abgedreht, wobei der verbleibende Bereich der Stirn­ seite nach Art eines Ventilsitzes die in ihrem Querschnitt kleiner ausgeführte Zuströmöffnung 12 unter der Wirkung der mittels eines Federtellers 14 und eines Zapfens 15 angreifen­ den Feder 10 abschließt. An der dem Pumpenarbeitsraum 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.

Abgehend von dem vom Führungsteil 9 einerseits und von dem unter der Wirkung des über die Zuströmöffnung 12 vom Pumpenarbeits­ raum 16 zuströmenden Kraftstoff entgegen der Wirkung der Fe­ der 10 bis zum Anschlag an der Hülse 17 beweglichen Ausweich­ körper 11 andererseits begrenzten Ausweichvolumen 18 ist eine Entlastungsleitung 19 vorgesehen, welche einen gegenüber der Zuströmöffnung 12 verringerten Querschnitt aufweist. Nach ei­ nem im Führungsteil 9 ausgebildeten Abschnitt 20 folgen eine Anschlußbohrung 21 im Schraubteil 8 und 22 in der Zylinder­ büchse 2; die Entlastungsleitung 19 mündet dann im Bereich der Umfangslängsnuten 6 über eine Entlastungsöffnung 24 in der Zylinderwand 23 in den Innenraum der Zylinderbüchse 2.

Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung läßt sich wie folgt kurz beschreiben:

Nachdem der Pumpenkolben 3 bei seinem Aufwärtsgang mittels der zwi­ schen den Längsnuten 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 Druck­ aufbau im Pumpenarbeitsraum 16 sowie in dem über die hier nicht dar­ gestellten Einspritzleitungen verbundenen weiteren Einspritz­ systeme der nach Überschreitung eines bestimmten Druckwertes zu einer Öffnung der ebenfalls nicht dargestellten Einspritz­ düse und damit zur Kraftstoffeinspritzung führt. Bei weiterem Druckaufbau durch den weiter nach oben gehenden Kolben 3 wird sodann ein Druckpegel erreicht, der ausreicht, um den Ausweichkör­ per 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 Ausweichkör­ pers 11 für die Druckbeaufschlagung zur Verfügung, wodurch der Ausweichkörper 11 ziemlich rasch bis zum Anschlag an der Hülse 18 angehoben wird. Das dadurch frei werdende Ausweichvo­ lumen resultiert in einer Druckabsenkung im gesamten Ein­ spritzsystem, die nach Unterschreitung des Schließdruckes der Einspritzdüse zu einer Unterbrechung der Kraftstoffeinsprit­ zung führt. Bei sich weiter nach oben bewegendem Kolben 3 wird schließlich wieder ein Druckwert im Kraftstoff erreicht, der ein neuerliches Öffnen der Einspritzdüse für die Haupteinspritzung ermöglicht. Mit der einsetzenden Druckentlastung am Ende der Kraftstoff-Förderung über die Entlastungsleitung 19 und eine der Umfangslängsnuten 6, welche der Entlastungsöffnung 24 gerade gegenübersteht, 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 zwi­ schen den einzelnen Einspritzvorgängen über die eine der Umfangslängsnu­ ten 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 Kolbens 3 die Entlastungsöffnung 24 geschlos­ sen. Damit ist sichergestellt, daß im Ausweichvolumen 18 beim bzw. nach dem Schließen des Ausweichkörpers 11 kein unkontrol­ lierbarer Restdruck verbleibt, der beim nachfolgenden Arbeits­ spiel unkontrollierbare Verhältnisse bezüglich der Untertei­ lung 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 wer­ den.

Abgesehen von der dargestellten Verteilereinspritzpumpe könnte aber auch eine beliebige andere Pumpenbauart mit der beschriebenen Druckentlastungseinrichtung ausgerüstet wer­ den, wobei je nach deren Aufbau entweder die für die Funktion der Pumpe ohnedies erforderlichen Steuerkanten am Pumpenkolben oder aber eine zusätzliche Steuerkante für die Steuerung der Ent­ lastungsöffnung verwendbar sind.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer vorübergehenden Unter­ brechung des Druckaufbaues für eine getrennte Vor- und Haupteinspritzung bei einer Brennkraftmaschine, mit einem in einem Führungsteil geführten und entgegen einer Vor­ spannkraft unter Wirkung des Druckes des vom Pumpenar­ beitsraum aus beim Druckhub des Pumpenkolbens zugeführten Kraftstoffes bis an einen Anschlag verschiebbaren Aus­ weichkörper, dessen ständig dem Druck im Pumpenarbeitsraum ausgesetzte Druckangriffsfläche in Schließstellung klein ist, im Vergleich mit jener nach dem Abheben des Ausweich­ körpers von seinem Sitz im Führungsteil freigegebenen Druckangriffsfläche, und der bei Überschreitung eines be­ stimmten Druckpegels ein vom Ausweichkörper und vom Füh­ rungsteil begrenztes Ausweichvolumen freigibt, welches nach Beendigung der Haupteinspritzung über eine separate Entlastungsleitung zur Rückführung des Ausweichkörpers in seine Schließstellung druckentlastbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlastungsleitung (19) vom Ausweichvo­ lumen (18) ausgehend bis zu einer in der Zylinderwand (23) im Bereich des Pumpenarbeitsraumes (16) angeordneten und vom Pumpenkolben (3) überschliffenen Entlastungsöff­ nung (24) verläuft, die nach Beendigung der Haupteinsprit­ zung, vom Pumpenkolben (3) gesteuert, freigegeben wird.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, die, als Vertei­ lereinspritzpumpe ausgebildet, einen umlaufenden, zugleich als Verteilerrohr dienenden Pumpenkolben aufweist, der mit pumpenarbeitsraumseitig mündenden Umfangslängsnuten versehen ist, von denen jeweils eine während des Saughubs der Pumpe mit einer Kraftstoffzuführbohrung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Pumpenkol­ ben (3) gesteuerte Entlastungsöffnung (24) ebenfalls mit den am Pumpenkolben ausgebildeten Umfangslängsnu­ ten (6) zusammenwirkt, so daß während des Kraftstoffeinlas­ ses in den Pumpenarbeitsraum (16) dieser gleichzeitig über eine der Umfangslängsnuten (6) mit dem Ausweichvolumen (18) in Verbindung steht.