DE3544841A1

DE3544841A1 - Kraftstoffpumpvorrichtung

Info

Publication number: DE3544841A1
Application number: DE19853544841
Authority: DE
Inventors: David Franz Churchdown Gloucestershire Lakin
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1984-12-20
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1986-06-26
Also published as: US4665875A; IT1186240B; GB2169039B; ES8700727A1; GB2169039A; GB8528943D0; JPS61152958A; ES550127A0; GB8432310D0; IT8523097A0; FR2575230A1

Description

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L 66 P Anmelder: LUCAS INDUSTRIES PLC, Great King Street, Birmingham B19 2XF, GB

KRAFTSTOFFPUMPVORRICHTUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffpumpvorrichtung für die Zuführung von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die eine Hochdruckpumpe einschließt, in der in einer Bohrung ein Kolben zeitlich abhängig von der zugehörigen Brennkraftmaschine hin- und hergehende Bewegungen ausführt, ein Abströmventil mit der Bohrung verbunden ist, durch das in seiner offenen Stellung während der nach innen gerichteten Kolbenbewegung Kraftstoff aus der Bohrung abströmen kann und ein Auslaß mit der Bohrung verbunden ist, um während des Betriebes mit einer Kraftstoffeinspritzdüse der zugehörigen Brennkraftmaschine verbunden zu sein, so daß während der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens bei geschlossenem Abströmventil Kraftstoff durch diesen Auslaß gefördert wird.

Bei einer solchen Vorrichtung kann während der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens bei geschlossenem Abströmventil ein Problem entstehen. Es hat sich gezeigt, daß bei unzureichendem Strömungsquerschnitt des Abströmventiles die Bewegung des Kolbens in der Pumpenkammer nicht den Druck erzeugt, wie er notwendig ist, um ein Abströmventil und/oder ein federbelastetes Ventil in einer Einspritzdüse zum Abheben von seinem Sitz zu bringen. Das kann zu Unregelmäßigkeiten bei der Förderung des Kraftstoffes führen und es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung im Hinblick auf dieses Problem in einfacher und wirkungsvoller Weise zu verbessern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung das Abströmventil ein Ventilglied einschließt, das in der Öffnungsstellung des Abströmventiles den Auslaß von der Bohrung trennt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffpumpvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist das Ausführungsbeispiel schematisch als Mittellängsschnitt dargestellt.

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Gemäß der Zeichnung schließt die Vorrichtung ein rotierendes zylindrisches Verteilerglied 10 ein, das in einem Gehäuse 11 angeordnet ist und das im Betrieb in zeitlicher bzw. drehzahl mäßiger Abhängigkeit von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird. Das Verteilerglied weist eine Querbohrung 12 auf, die die beiden gegenläufig bewegbaren Pumpenkolben 13 eines Pumpenkolbenpaares aufnimmt. Der Borhungsabschnitt zwischen den beiden Kolben bildet eine Pumpenkammer, aus der Kraftstoff verdrängt wird, wenn die Pumpenkolben nach innen verstellt werden. Der Bewegung der Kolben nach innen dient eine Nockenbahn auf der Innenseite eines die Kolben umgebenden Nockenbahnringes 14, während ihre nach außen gerichtete Bewegung durch einen nicht dargestellten Mechanismus erfolgt. Mit der Pumpenkammer steht über ein Rückschlagventil 15 eine Niederdruckkraftstoffpumpe in Verbindung. Außerdem steht die Pumpenkammer mit einer Umfangsnut 17 in Verbindung, die auf dem äußeren Mantel des Verteilergliedes ausgebildet ist, wobei der Verbindung ein achsialer Strömungskanal 18 und ein radialer Strömungskanal 19 dienen.

Das Verteilerglied weist einen weitere Umfangsnut 20 auf, die an einer Stelle mit einer einseitig angeordneten Längsnut 21 in Verbindung steht, die ihrerseits wieder bei sich um seine Längsachse drehendem Verteilerglied abwechselnd mit einem von mehreren Auslassen 22 zur Deckung kommt, von denen nur einer gezeichnet ist. Jeder Auslaß schließt ein Entlastungsauslaßventil 23 bekannter Bauweise ein, dessen strömungsabwärtiges Ende während des Betriebes mit einer Einspritzdüse der zugehörigen Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Verbindung der Nut 21 mit einem der Auslässe 22 besthet, solange die Kolben 13 nach innen verstellt werden.

In dem Gehäuse 11 ist ein in seiner Gesamtheit mit 24 bezeichnetes Abströmventil angeordnet. Das Abströmventil weist einen Ventilkörper 25 auf, der verstellbar in einer Bohrung 26 angeordnet ist, deren eines Ende mit einer Endwand 27 verschlossen ist und deren anderes Ende nach einer Kammer 28 offen ist, die mittels eines Kanales 29 mit einer Drainage verbunden ist. Der Endabschnitt der Bohrung 26 nahe der Endwand 27 hat einen größeren Druchmesser und steht mit der Umfangsnut 17 in Verbindung. Die zwischen der eigentlichen Bohrung 26 und deren erweitertem Endabschnitt gebildete Stufe wirkt als Sitz für einen Ventilkopf 30, der im erweiterten Bohrungsabschnitt angeordnet ist. Der auf den Ventilkopf 30 folgende Abschnitt des Ventilgliedes 25 hat einen kleineren Durchmesser,

und der so gebildete Ringraum steht entweder mit der vorgenannten Drainage oder mit der Förderseite der Niederdruckpumpe 16 über einen Strömungskanal in Verbindung. Das Ventilglied 25 wird von der Kraft einer Feder 25A beaufschlagt und von dieser Federbelastung dichtend an der Endwand 27 in Anlage gehalten.

Von der Endwand 27 und dem Ventilkopf 30 wird eine Aussparung 32 des Ventilkopfes umgrenzt. In der Endwand 27 ist eine Öffnung 33 vorgesehen, die mit der Umfangsnut in Verbindung steht. Die Öffnung 33 ist in der Schließstellung des Ventilgliedes durch den Ventilkopf 30 verschlossen. Eine weitere Öffnung ist in der Endwand so vorgesehen, daß sie mit der Aussparung 32 in Verbindung steht, und ein elektrisch zu betätigendes Ventil 34 kann diese Öffnung mit dem erweiterten Teil der Bohrung 26 in Verbindung bringen.

Eine Bohrung 35, die weiter ist als die Bohrung 26 und durch eine Endwand 36 verschlossen ist, schließt sich an die Bohrung 26 an, wobei das der Endwand 36 gegenüberliegende Ende der Bohrung 35 in die Kammer 28 mündet. An dem der End wand 36 zugehörigen Ende hat die Bohrung 35 einen größeren Durchmesser, und dieser Teil der Bohrung steht mit der Umfangsnut 17 in Verbindung. In der Bohrung 35 ist ein Kolben 37 gleitfähig gelagert, der einen erweiterten Abschnitt an seinem der Endwand 36 zugekehrten Ende aufweist, in dem ein Ausschnitt 38 vorgesehen ist. Der Kolben wird von einer Feder 37A mit Vorspannung an die Endwand 36 angelegt. Ein zweites elektrisch zu betätigendes Ventil 39 ist vorgesehen, das eine in der Endwand 36 vorgesehene Öffnung steuert, um gegebenenfalls die Aussparung 38 mit dem erweiterten Teil der Bohrung 35 zu verbinden.

Die Ventile 34 und 39 sind so ausgebildet, daß sie im entregten Zustand der elektrischen Betätigung, die Aussparungen 32, 38 unter dem Einfluß eines Niedruckes stehen, beispielsweise eines Drainagedruckes.

Für die nachfolgende Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung wird zunächst unterstellt, daß das Ventil 24 und der Kolben 37 die in der Zeichnung dargestellte Stellung einnehmen. Werden die Kolben 13 nach innen bewegt, so wird Kraftstoff aus der Bohrung 12 verdrängt, gelangt hinter das AbstömventU und fließt durch den Strömungskanal 31 zur Drainage. Das Abströmventilglied bleibt unter dem Einfluß der Feder 25A in der gezeichneten Stellung, weil in der Aussparung 32 ein niedriger Druck herrscht. Der Ventilkopf 30 liegt an der Endwand 27 an und verdeckt die Öffnung 33, weshalb die Nut 21 und der angeschlossene Auslaß 22 von der Pumpenkammer der Einspritzpumpe abgesperrt sind. Soll

der Brennkraftmaschine Kraftstoff zugeführt werden, so wird das Ventil 34 erregt, um die Aussparung 32 mit dem Kraftstoffdruck im erweiterten Teil der Bohrung 26 zu verbinden. Bei diesem Betriebszustand wird das Ventilglied entgegen der Wirkung der Feder 25A verstellt und der Ventilkopf wird zur Anlage am Ventilsitz gebracht, um ein weiteres Abströmen von Kraftstoff zu verhindern. Zusätzlich wird die Öffnung 33 in Verbindung gebracht mit der Umfangsnut 17, so daß nunmehr Kraftstoff durch die Nut 21 zu dem angeschlossenen Auslaß 22 gelangt. Eine solche Kraftstoff strömung bringt das Zuführungsventil 23 zum Abheben, so daß die Zuführung von Kraftstoff zu der zugehörigen Einspritzdüse erfolgt. Die Förderung von Kraftstoff kann so lange erfolgen, wie die Kolben 13 nach innen verstellt werden.

Wird es während der Bewegung der Kolben nach innen notwendig, die Förderung von Kraftstoff zu beenden, so wird das elektrisch betätigte Ventil 39 erregt, um Kraftstoff unter Druck in den Bereich 38 gelangen zu lassen, was eine Bewegung des Kolbens 37 entgegen der Wirkung der Feder 37A auslöst. Eine solche Bewegung verringert den Druck des zum zugehörigen Auslaß 22 geförderten Kraftstoffes mit dem Ergebnis, daß das Ventil in der Einspritzdüse schließt, das Zuführungsventil schließt und kein weiterer Kraftstoff der zugehörigen Brennkraftmaschine zugeführt wird. Endet die Bewegung der Kolben 13 nach innen, so sinkt der Druck in der Umfangsnut 17 und Ventilglied 25 und Kolben 37 können unter dem Einfluß der jeweiligen Feder die Stellung einnehmen, in der sie dargestellt sind. Während der Rückkehrbewegung des Kolbens 37 wird Kraftstoff in die Bohrung zurückgelangen. Die Ventile 34 und 39 können in ihre Schließstellung gelangen, um für die nächste Bewegung der Kolben nach innen bereit zu sein, die erfolgt, nachdem sich das Verteilerglied entsprechend gedreht hat und die Nut 21 zur Deckung mit dem nächstfolgenden Auslaß 22 gekommen ist. Während der Bewegung der Kolben 13 nach außen gelangt Kraftstoff von der Niederdruckpumpe 16 in die Bohrung 12 über das Rückschlagventil 15.

Durch die beschriebene Vorrichtung wird der während des Anfanges der Bewegung der Kolben nach innen erzeugte Druck vor dem Schließen des Abströmventiles durch Aufsitzen auf dem Ventilsitz von den Auslaßöffnungen 22 ferngehalten. Dies ermöglicht eine Verringerung des Abhebens des Abströmventiles, so daß der Druck in der Bohrung hoch sein kann und dadurch eine rasche Bewegung des Ventilgliedes 25 ermöglicht wird, wenn das Ventil 34 erregt wird.

Claims

L 66 P Patentansprüche:

Kraftstoffpumpvorrichtung für die Zuführung von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Hochdruckpumpe mit einem in zeitlicher Abhängigkeit von der zugehörigen Brennkraftmaschine in einer Bohrung translatorisch bewegten Kolben, einem mit der Bohrung in Verbindung stehenden Abströmventil, durch das bei offenem Ventil Kraftstoff während der Bewegung des Kolbens nach innen aus der Bohrung abströmen kann und mit einem Auslaß zur Verbindung der Bohrung mit einer Kraftstoffeinspritzdüse während des Betriebes der Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Abströmventil (24) ein Ventilglied (25) einschließt, das in der Öffnungsstellung des Abströmventiles den Auslaß (22) von der Bohrung (12) trennt.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (25)

in einer Abströmbohrung (26) verstellbar ist, eine Endwand (27) die Abströmbohrung am einen Ende verschließt, daß die Abströmbohrung an dem durch die Endwand verschlossenen, einen Ende einen erweiteren Querschnitt hat, daß das Ventilglied in dem Abschnitt der Abströmbohrung mit erweitertem Querschnitt mit einem Kopf (30) versehen ist und das Ventilglied in dem an den Kopf anschließenden Abschnitt (25) einen verringerten Querschnitt hat, daß ein Sitz zwischen dem weiteren Teil der Abströmbohrung und deren anderem Teil vorgesehen ist, daß der Kopf in der Schließstellung des Ventiles (24) mit dem Sitz zusammenwirkt, um ein Abströmen von Kraftstoff zu verhindern, daß erste Strömungskanalmittel den erweiterten Abschnitt der Abströmbohrung mit der erstgenannten Bohrung verbinden, daß zweite Strömungskanalmittel die Abströmbohrung mit einer Drainage verbinden und daß dritte Strömungskanalmittel den Auslaß zu einer Öffnung in der End wand verbinden, der in der Schließstellung des Abströmventiles durch den Kopf des Ventilgliedes verschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Federmittel (25A), das den Kopf (30) mit Vorspannung an der Endwand (27) in Anlage hält und gekennzeichnet durch eine Aussparung (32) in der der Endwand zugekehrten Fläche des Kopfes und gekennzeichnet schließlich durch ein Ventil zur Zuführung von Kraftstoff unter Druck zu der Aussparung zum Verstellen des Abströmventiles in die Schließstellung, um das Abströmen von Kraftstoff zu verhindern.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine weitere Öffnung in der Endwand (27), wobei das Ventil die Verbindung zwischen der weiteren Öffnung und dem erweiterten Teil der Abströmbohrung steuert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil bei der Unterbrechung zwischen der weiteren Öffnung und dem erweiterten Teil der Abströmbohrung die weitere Öffnung mit einer Drainage verbindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil, durch das Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoffquelle in die erste Bohrung gelangen kann.