DE3702905C2 - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Bei Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art ist es bekannt, zur Verbesserung des Leiselaufs von Diesel-Brennkraftmaschinen die Spritzdauer im unteren Teillastbereich und bei Leerlauf zu verlängern. Hierzu ist bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe (DE 30 13 087 A1) ein mit dem Pumpenarbeitsraum in Verbindung stehender Entlastungskanal vorgesehen, der durch den Pumpenkolben aufgesteuert wird, wenn dieser einen bestimmten Vorhub zur Erzeugung des Einspritzdruckes zurückgelegt hat. Über den freigegebenen Entlastungskanal strömt eine Teilmenge des Kraftstoffes aus dem Pumpenarbeitsraum in den Niederdruckraum zurück. Bei Vollast und oberer Teilllast wird der Entlastungskanal durch einen Steuerschieber abgesperrt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß eine Spritzdauerverlängerung bei kleiner Drehzahl und kleiner Fördermenge pro Pumpenkolbenhub durch eine Förderbeginnregelung erzielt wird. Bei Überdeckung der ersten Steuerbohrung durch den Regelschieber in jeder Hubstellung des Pumpenkolbens beginnt die Kraftstofförderung mit Verschließen der zweiten Steuerbohrung. Der Kraftstoff wird mit langsamer Geschwindigkeit bis zum oberen Totpunkt des Pumpenkolbens gefördert. Bei hoher Drehzahl oder großer Kraftstoffmenge (Vollast< wird der Regelschieber so verstellt, daß während der Überdeckung der zweiten Steuerbohrung über den gesamten Hub des Pumpenkolbens beim Aus tauchen der ersten Steuerbohrung aus dem Regelschieber die Kraftstofförderung beendet wird. Der Kraftstoff wird dabei mit hoher Geschwindigkeit gefördert. Die gewünschte kurze Spritzdauer bei Vollast wird erreicht. Die Verstellung des Regelschiebers von Förderbeginn- auf Förderenderegelung erfolgt zwischen zwei Einspritzungen. Spritzbeginnverschiebungen, die sich dadurch ergeben, daß in verschiedenen Nockenabschnitten gefördert wird, können mit einer Spritzbeginnregelung ausgeregelt werden. In der Startstellung des Regelschiebers bleiben über den gesamten Hub des Pumpenkolbens beide Steuerbohrungen verschlossen, so daß die maximale Kraftstoffmenge (Startmenge) zur Einspritzung gelangt. In beiden Endstellungen des Regelschiebers wird zuverlässig jegliche Förderung von Kraftstoff unterdrückt.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ausschnittweise einen Längsschnitt einer Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerpumpenbauart für eine Diesel-Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Regelschiebers und des Pumpenkolbens in der unteren Totpunktlage (oberes Halbbild) und in der oberen Totpunktlage (unteres Halbbild),

Fig. 3 ein Diagramm des Fördervolumens in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Diesel-Brennkraftmaschine zur Veranschaulichung der Regelbereiche von Förderbeginnregelung und Förderenderegelung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 ausschnittweise im Längsschnitt gezeigte Kraftstoff-Verteilereinspritzpumpe weist ein Gehäuse 10 auf, das einen Pumpeninnen- oder Niederdruckraum 11 umschließt, der über eine nicht dargestellte Förderpumpe mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter versorgt wird. Mittels eines Drucksteuerventils wird der Druck in dem Niederdruckraum in bekannter Weise drehzahlabhängig gesteuert, so daß mit steigender Drehzahl der Druck im Niederdruckraum 11 zunimmt.

Im Gehäuse 10 ist in einer Bohrung 12 eine Zylinderbuchse 13 eingesetzt, in welcher ein Pumpenkolben 14 arbeitet und mit der Zylinderbuchse 13 einen Pumpenarbeitsraum 15 begrenzt. Der Pumpenkolben 14 wird über eine angedeutete Antriebswelle 16 und einen Nockentrieb 17 in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt. Der Pumpenarbeitsraum 15 wird über Längsnuten 18 in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 14 und über einen Saugkanal 19 aus dem Niederdruckraum 11 mit Kraftstoff versorgt, solange der Pumpenkolben 14 seinen Saughub (in Fig. 1 nach unten) ausführt bzw. seine untere Totpunktlage einnimmt.

Im Pumpenkolben 14 verläuft ein Längskanal 20, der im Pumpenarbeitsraum 15 mündet. Vom Längskanal 20 zweigt eine Querbohrung 21 ab, die in einer Verteilerlängsnut 22 in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 14 mündet. Beim Druckhub des Pumpenkolbens 14 (in Fig. 1 nach oben) wird bei dessen Verdrehung der Saugkanal 19 verschlossen und über die Verteilerlängsnut 22 einer von mehreren Druckkanälen 23 aufgesteuert, so daß unter Hochdruck stehender Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 15 über den Längskanal 20, die Querbohrung 21 und die Verteilerlängsnut 22 in den Druckkanal 23 gelangen kann. Die Druckkanäle 23 führen jeweils über ein Rückschlagventil zu Druckleitungen, welche zu Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine führen. Vom Längskanal 20 zweigen weiterhin eine erste Steuerbohrung 24 und eine zweite Steuerbohrung 25 ab, die in der Mantelfläche des Pumpenkolbens 14 münden. Die beiden Steuerbohrungen 24,25 verlaufen im Abstand voneinander in demjenigen Kolbenabschnitt des Pumpenkolbens 14, der aus der Zylinderbuchse 13 heraus- und in den Niederdruckraum 11 hineinragt. Auf diesem Kolbenabschnitt des Pumpenkolbens 14 sitzt ein axial verschiebbarer Regelschieber 26, der die beiden Steuerbohrungen 24,25 abzudecken bzw. freizugeben vermag. Der axiale Abstand der beiden Steuerbohrungen 24, 25 ist dabei kleiner bemessen als die um den maximalen Hub des Pumpenkolbens 14 reduzierte axiale Länge des
Regelschiebers 26. Mit Freigabe der ersten Steuerbohrung 24 oder der zweiten Steuerbohrung 25 durch den Regelschieber 26 wird eine Verbindung zwischen dem Pumpenarbeitsraum 15 und dem Niederdruckraum 11 hergestellt, so daß Kraftstoff jeweils aus dem Pumpenarbeitsraum 15 in den Niederdruckraum 11 abfließen kann. Die Freigabe der ersten Steuerbohrung 24 legt dabei das Förderende fest, bei welchem die Kraftstofförderung in den jeweils aufgesteuerten Druckkanal 23 abgebrochen wird, während das Verschließen der zweiten Steuerbohrung 25 durch den Regelschieber 26 den Förderbeginn bestimmt, mit welchen die Kraftstofförderung aus dem Pumpenarbeitsraum 15 in den jeweils aufgesteuerten Druckkanal 23 einsetzt.

Am Regelschieber 26 greift ein Regelhebel 27 an, der den Regelschieber 26 in Abhängigkeit von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine auf dem Pumpenkolben 14 axial verschiebt. Dazu wird ein an sich bekanntes Drehmagnetstellwerk 28 ver­ wendet, das über einen an der Stellwerkswelle 29 stirnseitig angebrachten Stellzapfen 30 am Regelschieber 26 angreift. Das Drehmagnetstellwerk 28 wird von einer elektrischen Steuer­ einrichtung 31 entsprechend Betriebsparametern, wie Dreh­ momentwunsch, Drehzahl, Druck, Temperatur u. a. angesteuert, insbesondere wie nachstehend beschrieben, um bei verschiedenen Betriebsbereichen verschiedene Kraftstoffeinspritzraten pro Drehwinkel zu bekommen.

In Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung der Regelschieber 26 in Verbindung mit dem Pumpenkolben 14 dargestellt. Der Pumpenkolben 14 nimmt dabei im oberen Halbbild seine untere Totpunktlage und im unteren Halbbild seine obere Totpunkt­ lage ein. Die gestrichelt dargestellte Lage des Regelschiebers 26 entspricht dabei Kaltstart, d. h. während des maximalen Kolbenhubes bleiben beide Steuerbohrungen 24, 25 verschlossen, so daß eine maximale Kraftstoffmenge in den jeweils aufgesteuerten Druckkanal 23 gefördert wird. Der Regelschieber 26 wird nun derart gesteuert, daß er bei kleiner Drehzahl und kleiner Fördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens 14 die erste Steuerbohrung 24 und bei großer Drehzahl oder großer Fördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens 14 die zweite Steuerbohrung 25 in jeder Hubstellung des Pumpenkolbens 14 verschließt. Im ersten Fall wird der Regelschieber 26 mehr oder weniger in Fig. 2 nach rechts verschoben, wobei dann die Kraftstofförderung einsetzt, sobald im Verlauf des Hubes des Pumpenkolbens 14 die zweite Steuerbohrung 25 von dem Regelschieber 26 überdeckt wird. Der Kraftstoff wird dabei mit langsamer Geschwindigkeit bis zum oberen Totpunkt des Pumpenkolbens 14 gefördert, unter Ausnutzung der zum Ende des oberen Totpunkts des Antriebsnockens des Pumpenkolbens 14 zunehmend flacher verlaufenden Kolbenhubkurve über dem Antriebs­ drehwinkel. Im zweiten Fall ist der Regelschieber 26 in Fig. 2 nach links zu verschieben. Die Kraftstofförderung durch den Pumpenkolben 14 wird beendet, sobald die erste Steuerbohrung 24 aus dem Regelschieber 26 austaucht. Der Kraftstoff wird mit hoher Geschwindigkeit gefördert, so daß bei Vollast eine ge­ wünschte kurze Spritzdauer erzielt wird. Dabei kommt nahezu der gesamte mit größter Steilheit verlaufende Teil der Kolben­ hubkurve des Pumpenkolbens 14 über den Drehwinkel zur Wirkung. Im ersten Fall der Förderbeginnregelung wird dagegen eine wesentlich längere Spritzdauer gewonnen. Der Regelschieber 26 wird zwischen zwei Einspritzungen von Förderbeginn- auf Förderenderegelung verstellt.

In Fig. 3 sind die Bereiche der Förderbeginnregelung (A) und Förderenderegelung (B) in einem Diagramm dargestellt. Das Diagramm zeigt dabei den Verlauf des Fördervolumens (FV) pro Hub des Pumpenkolbens 14 in Abhängigkeit von der Drehzahl n. Der Bereich A der Förderbeginnregelung liegt etwa in einem Drehzahlbereich kleiner 1500 min^-1 und reicht bis zu einem Fördervolumen, das etwa der Hälfte der bei Vollast geförderten Kraftstoffmenge entspricht.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe fuhr Brennkraftmaschinen mit einem von einem angetriebenen Pumpenkolben (14) begrenzten Pumpenarbeitsraum (15) zum Fördern einer unter Hochdruck stehenden Kraftstoffmenge einer Einspritzdüse einer Brennkraftmaschine, mit einer am Pumpenkolbenumfang mundenden, mit dem Pumpenarbeitsraum (15) verbundenen ersten Steuerbohrung (24), und mit einer am Pumpenkolbenumfang in axialem Abstand zur ersten Steuerbohrung (24) mit dem Pumpenarbeitsraum (15) verbundenen zweiten Steuerbohrung (25), welche Steuerbohrungen mit einem kraftstoffgefüllten Niederdruckraum verbindbar sind, sowie mit einem auf dem Pumpenkolben zum Abdecken und Freigeben der Steuerbohrungen axial verschiebbaren Regelschieber (26), an dem ein Regelhebel (29, 30) angreift, der den Regelschieber in Abhängigkeit von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine auf dem Pumpenkolben verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand der beiden Steuerbohrungen (24, 25) voneinander kleiner ist als die um den maximalen Hub des Pumpenkolbens (14) reduzierte axiale Länge des Regelschiebers (26) und daß der Regelschieber (26) derart gesteuert ist, daß er bei einem Betriebsbereich bei kleiner Drehzahl und kleiner Fördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens (14) die erste Steuerbohrung (24) und bei einem Betriebsbereich bei großer Drehzahl oder großer Fördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens (14) die zweite Steuerbohrung (25) in jeder Hubstellung des Pumpenkolbens (14) Verschließt, so daß in einem der Betriebsbereiche mit der zweiten Steuerbohrung (25) die Einspritzmenge über einen Variablen Spritzbeginn und in dem anderen der Betriebsbereiche mit der ersten Steuerbohrung (24) die Einspritzmenge über ein Variables Einspritzende gesteuert wird.