DE3928718A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinenInfo
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Description
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzpumpe wird mittels eines elektrischen stellwerks die pro Pumpenkolbenhub den Einspritzdüsen zugeführt und dort zur Einspritzung in die Zylinder der Brennkraftmaschine gelan gende Kraftstoffmenge genau zugemessen. Es hat sich gezeigt, daß die Genauigkeit, mit der die Kraftstoffmenge zugemessen werden kann, ei nerseits durch die Konstanz der stoffeigenschaften des geförderten Kraftstoffes, andererseits aber auch von der Funktionstüchtigkeit des stellwerks abhängt.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Bei einer solchen Kraftstoffeinspritzpumpe wird mittels eines elektrischen stellwerks die pro Pumpenkolbenhub den Einspritzdüsen zugeführt und dort zur Einspritzung in die Zylinder der Brennkraftmaschine gelan gende Kraftstoffmenge genau zugemessen. Es hat sich gezeigt, daß die Genauigkeit, mit der die Kraftstoffmenge zugemessen werden kann, ei nerseits durch die Konstanz der stoffeigenschaften des geförderten Kraftstoffes, andererseits aber auch von der Funktionstüchtigkeit des stellwerks abhängt.
Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe (DE-OS 37 39 198) der
gattungsgemäßen Art wird die Temperatur des zu den Einspritzdüsen
geführten Kraftstoffes ermittelt, indem ein vom Pumpeninnenraum ab
geleiteter permanenter Kraftstofffluß, dessen Temperatur in einem
bekannten Verhältnis zu der Temperatur des vom Pumpenkolben zu den
Einspritzdüsen geförderten Kraftstoffes steht, an einem Temperatur
sensor vorbeigeführt und dessen Ausgangssignal als Korrekturgröße in
der dem elektrischen Stellwerk zugeführten Steuergröße zur Betäti
gung des Mengenverstellorgans berücksichtigt wird.
Nicht erfaßt wird dadurch jedoch, daß die Werte der dem Steuergerät
zugehenden Steuergrößen mit systematischen Fehlern belegt sind, wenn
die die Maßverkörperung, wie z. B. die von Schleifern abzutastenden,
den Kraftstoff ausgesetzten Widerstandsbahnen eines Potentiometers
bildenden elektrischen Teile des Stellwerks durch den Kraftstoff
verändert werden und insbesondere über die in steigendem Maße einge
setzten Additive, die in ihrer Zusammensetzung und Wirkungsausstrah
lung immer komplexer werden, einer unberechenbaren Langzeitdrift,
eine Fehleinstellung bei der Kraftstoffzumessung hervorrufend, un
terworfen werden.
Bei einer durch die DE-OS 37 04 578 bekannten Kraftstoffeinspritz
pumpe wird angestrebt, Beimengungen im Dieselkraftstoff, der in den
stellwerkraum gelangt, dadurch von diesem fern zu halten, daß der
stellwerkraum nur über einen schmalen Lagerspalt an der Stellwerk
welle mit dem Pumpeninnenraum verbunden ist.
Damit soll insbesondere das Korrosion an den ein elektrisches Poten
tial führenden Teilen des Stellwerks bewirkende Wasser vom Stell
werkraum fern gehalten werden.
Eine enge Passung bei der Lagerung, die für die Lösung dieser Aufga
be notwendig ist und bei durch Additive im Kraftstoff entstehende
Ablagerungen kann einerseits die Funktion des Stellwerks durch Reib
kräfte beeinträchtigt werden, andererseits können sich aber auch
hier Additive in elektrische Werte verfälschender Weise auf dem
ebenfalls im Stellwerkraum angeordneten Potentiometer ablagern und
auch Korrosion bewirken.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das
im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem auf sichere
Weise gelöst wird. so weist der das elektrische stellwerk umfassende
stellwerkraum einen an ihn angrenzenden Strömungskanal auf, der
teilweise als Strahlpumpe ausgebildet ist, die wiederum über eine
saugbohrung mit dem Stellwerkraum verbunden ist.
Dadurch wird vom Pumpeninnenraum in den Stellwerkraum eindringender
Leckkraftstoff von dem durch die Strahlpumpe hervorgerufenen Unter
druck abgesaugt und der Stellwerkraum, insbesondere die ein elektri
sches Potential führenden Teile in diesem, frei von Kraftstoff ge
halten. Die das elektrische Potential führenden Teile des Stellwerks
stehen somit nicht mehr in Kraftstoffkontakt und es kann keine Ände
rung der durch sie gebildeten Maßverkörperung infolge direkten
Kraftstoffkontaktes mehr erfolgen.
Das beim stand der Technik auftretende zu enge Lagerspiel, das zu
Hysteresefehlern in der Positionierung des Mengenverstellorgans
durch Schwergängigkeit der stellwelle führt, wird durch die Erfin
dung vermieden und darüber hinaus durch die Akzeptanz einer das För
derungsvermögen der Strahlpumpe nicht übersteigenden Leckströmung
entlang der Lagerung der Stellwelle deren Fertigung toleranzentfei
nert ermöglicht.
Durch die in den nachfolgenden Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch
1 angeführten Kraftstoffeinspritzpumpe möglich. Ihre Vorteile werden
in Verbindung mit der Darstellung der Ausführungsbeispiele in der
nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert
und in Längsschnitten des Stellwerkraums mit dem elektrischen Stell
werk der Kraftstoffeinspritzpumpe dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel mit noch partiell
mit Kraftstoff gefülltem Stellwerkraum, Figur la als Ausschnittsver
größerung von Fig. 1 eine in den Stellwerkraum angeordnete Strahl
pumpe, Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel mit völlig kraftstoff
freiem Stellwerkraum.
Bei der in Fig. 1 ausschnittsweise im Längsschnitt dargestellten
Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart für eine Brennkraftma
schine umschließt ein Pumpengehäuse 10 einen Pumpeninnenraum 11. Ein
stellwerkgehäuse 12 trennt den Pumpeninnenraum 11 von einem stell
werkraum 13, in dem ein elektrisches Stellwerk 14 mit einem, eine
Maßverkörperung für die Kraftstoffzumessung der Kraftstoffeinspritz
pumpe bildenden Potentiometer 9 angeordnet ist. Das Stellwerkgehäuse
12 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem schalenförmigen,
mit einer Trennwand 15 an den Pumpeninnenraum 11 angrenzenden Grund
gehäuse 16, das flüssigkeitsdicht gegenüber dem Pumpeninnenraum 11
abgedichtet ist und aus einem das Grundgehäuse 16 abschließenden
Deckel 17, der im Grundgehäuse 16 verschraubt ist und zu service
zwecken abgenommen werden kann.
Das Grundgehäuse 16 weist an der Trennwand 15 eine Ausnehmung 18
auf, in der als Teil der Trennwand 15 eine als Gleitbuchse ausgebil
dete Buchse 19 eingesetzt ist. Die Buchse 19 ragt bis in den Pumpen
innenraum 11 hinein. Durch die Buchse 19 ist eine Stellwelle 21 mit
Bewegungsspiel hindurchgeführt, so daß zwischen der Stellwelle und
der Innenseite der Buchse 19 ein Lagerspalt entsteht, der eine Dros
selstelle 22 zwischen dem Pumpeninnenraum 11 und dem Stellwerkraum
13 bildet.
Im Pumpeninnenraum 11 steht der Kraftstoff unter einem Förderdruck
von ca. 3-8 bar. Im Stellwerkraum 13 ist das Druckniveau geringer.
Durch diesen Druckunterschied fließt über die Drosselstelle 22 eine
kleine Kraftstoffmenge als Leckströmung vom Pumpeninnenraum 11 in
den Stellwerkraum 13.
Die vom Stellwerk 14 betätigte Stellwelle 21 positioniert über ei
nen, an der in den Pumpeninnenraum 11 ragenden Stirnseite der Stell
welle 21 angeordneten Exzenter 23 ein nicht mehr dargestelltes Men
genverstellorgan, mit dem in bekannter Weise die Kraftstoffzumessung
für den Hochdruckkreislauf der Kraftstoffeinspritzpumpe vorgenommen
wird.
Angrenzend an den Stellwerkraum 13 ist ein Strömungskanal 24 durch
das Stellwerkgehäuse 12 geführt, durch welchen Kraftstoff aus dem
Pumpeninnenraum 11 in einen nicht mehr dargestellten Kraftstoffrück
lauf abfließen kann.
Der Strömungskanal 24 ist, vom Pumpeninnenraum 11 ausgehend, mit ei
nem Zulauffilter 26 versehen und im nachfolgenden Abschnitt als eine
Strahlpumpe 27 ausgebildet. Die Strahlpumpe 27 weist einen, dem Zu
lauffilter 26 benachbarten Eintrittsstutzen 28 auf, an den sich in
Strömungsrichtung eine als Treibdüse ausgebildete Drossel 29 an
schließt.
Die Drossel 29 ist mit einem abströmseitigen Endabschnitt 30 in eine
Mischkammer 31 eingesetzt, wobei der Endabschnitt 30 mit dem ihn ko
axial umgebenden Teil der Mischkammer 31 einen zwischenliegenden
Ringspalt bildet, der eine Fangdüse 32 darstellt. In die Fangdüse 32
mündet, vorzugsweise in rechtwinkliger Lage, eine, die Funktion
eines Saugstutzens übernehmende Saugbohrung 33.
Die Saugbohrung 33 ist über einen stellwerkseitigen Endabschnitt 34
mit einer den tiefsten Punkt des Stellwerkraums 13 bildenden Sack
bohrung 36, die in der Wand des Grundgehäuses 16 angeordnet ist,
verbunden. In die Sackbohrung 36 ist ein Absaugfilter 37 eingepreßt,
dessen Einlaufseite 38 mit dem Stellwerkraum 13 und dessen Auslauf
seite 39 mit dem stellwerkseitigen Endabschnitt 34 der Saugbohrung
33 in Verbindung steht.
Nach dem als Strahlpumpe 27 ausgebildeten Abschnitt setzt sich der
Strömungskanal 24 in Strömungsrichtung bis zu der Einmündung in eine
in dem Deckel 17 ausgebildete Überlauföffnung 41 fort.
Die beschriebene Anordnung ergibt folgenden Funktions- und Wirkungs
ablauf. Ausgehend von dem am Zulauffilter 26 in den Strömungskanal
24 eines ersten Ausführungsbeispiels eintretenden Kraftstoff erhöht
dieser an der Drossel 29, einen Treibstrom bildend, seine Strömungs
geschwindigkeit, wodurch der statische Druck an dieser Stelle unter
den statischen Druck an der Fangdüse 32 sinkt, so daß der an der
Saugbohrung 33 befindliche Kraftstoff, einen Schleppstrahl bildend,
in die Strahlpumpe 27 eintritt. Die Energieübertragung vom Treib
strahl auf den Schleppstrahl erfolgt in der Mischkammer 31 durch Im
pulsaustausch, wodurch sich ein Kraftstofffluß, ausgehend vom Pum
peninnenraum 11 über die Drosselstelle 22, den Boden des Grundge
häuses 16, die Sackbohrung 36, das Absaugfilter 37, die Strahlpumpe
27 zur Überlauföffnung 41, die mit einem druckentlasteten Raum in
Verbindung steht, ergibt. Infolge dessen ist eine Füllung des Stell
werkraums 13 mit Kraftstoff auf ein Niveau begrenzt, das von der
Lage der Einlaufseite 38 des Absaugfilters 37 bestimmt wird. Die
Lage der Einlaufseite 38 ist so gewählt, daß die ein elektrisches
Potential führenden Teile des Stellwerks 14, die eine Maßverkör
perung für die Steuerung der Kraftstoffzumessung bilden, über der
Einlaufseite 38 liegen und somit vor dem direkten Kraftstoffeinfluß,
der eine Anderung der MaßverkörPerungen hervorrufen könnte,
geschützt sind.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Drosselstelle 22 zum
Stellwerk 14 hin mit einer Ringnut 42 stellwerkseitig, eine hydrau
lische Sperre bildend, abgeschlossen, da die Ringnut 42 mit einer zu
der Strahlpumpe 27 führenden Entlastungsleitung 43 und damit mit
einer Stelle niedrigeren Druckniveaus verbunden ist.
In die Entlastungsleitung 43 ist ein in der von der Ringnut 42 zum
Saugstutzen 33 gerichteten Strömung öffnendes Rückschlagventil 44
angeordnet, das einen, im Betrieb nicht, jedoch im Stillstand bei
entsprechender Lage des Kraftstofftankes auftretenden Kraftstofffluß
von der Strahlpumpe 27 zur Ringnut 42 verhindert.
Die weiteren Abläufe in der Strahlpumpe 27 verlaufen bei dem zweiten
Ausführungsbeispiel sinngemäß zu denen des ersten Ausführungsbei
spiels, wodurch ein Kraftstoffeintritt in den Stellwerkraum 13 durch
die Führung des Leckkraftstoffes in der Entlastungsleitung 43 völlig
unterbleibt, so daß die zu schützenden Teile des Stellwerks 14 auch
nicht mittelbar über die Dampfphase des Kraftstoffes beeinträchtigt
werden.
Anhand der beiden Ausführungsbeispiele ist es möglich, die ein elek
trisches Potential führenden Teile des Stellwerks 14, insbesondere
das Potentiometer 9, die eine für die Einspritzmenge der Kraftstoff
einspritzpumpe maßgebliche Kraftstoffzumessung bestimmende Maßver
körperung bilden, vor Alterungsprozessen zu schützen, die durch den
Kraftstoffkontakt in Verbindung mit den darin enthaltenen komplex
aufgebauten und in ihrer diesbezüglichen Wirkung schwer abschätz
baren Additiven ausgelöst werden.
Damit ist es gewährleistet, unabhängig von einer uneinheitlichen
Kraftstoffqualität eine hochgenaue Kraftstoffeinspritzung zu er
zielen, die langzeitstabil ist und den Schadstoffausstoß der Brenn
kraftmaschine innerhalb der beherrschbaren Grenzen bleibend mini
miert.
Claims (8)
1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem in
einem Pumpengehäuse (10) eingeschlossenen Pumpeninnenraum (11), der
mit unter Druck stehendem Kraftstoff gefüllt ist, der beim Saughub
eines einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden Pumpenkolbens dem Pumpen
arbeitsraum zugeführt wird, mit einem im Pumpeninnenraum (11) ange
ordneten Mengenverstellorgan zur Steuerung der vom Pumpenkolben
unter Hochdruck geförderten Kraftstoffeinspritzmenge, mit einem vom
Pumpeninnenraum (11) getrennten und nur über eine Drosselstelle (22)
mit diesem verbundenen Stellwerkraum (13), der von einem eine Über
lauföffnung (41) enthaltenen Stellwerkgehäuse (12) umschlossen ist,
mit einem im Stellwerkraum (13) angeordneten elektrischen Stellwerk
(14), insbesondere mit einem, diesem zugeordneten Potentiometer (9),
mit durch die den Stellwerkraum (13) vom Pumpeninnenraum (11)
trennende Trennwand (15) geführter Stellwelle (21), die mit dem
Mengenverstellorgan gekoppelt ist und mit einem, an das Stellwerkge
häuse (12) angrenzenden Strömungskanal (24), der einerseits in den
Pumpeninnenraum (11) und andererseits in der zu einem Kraftstofftank
führenden Überlauföffnung (41) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Teil des Strömungskanals (24) als eine Strahlpumpe (27) ausge
bildet ist mit einer Saugbohrung (33), die mit dem stellwerkraum
seitigen Teil der Drosselstelle (22) verbunden ist.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stahlpumpe (27) an die Einmündung des Pumpeninnenraums (11)
in den Strömungskanal (24) mit einem Eintrittsstutzen (28) an
schließt und die Saugbohrung (33) der Strahlpumpe (27) mit dem tief
sten Punkt des Stellwerkraums (13) in Verbindung steht.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlpumpe (27) eine von der Überströmmenge des Pumpenin
nenraums durchflossene, als Treibdüse ausgebildete Drossel (29) auf
weist, an der sich in Strömungsrichtung ein Raum, der als Misch
kammer (31) ausgebildet ist, anschließt und von diesem, vorzugsweise
rechtwinklig, die Saugbohrung (33) der Strahlpumpe (27) abzweigt.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugbohrung (33) mit einem stellwerkseitigen Endabschnitt
(34) mit einer den tiefsten Bereich des Stellwerkraumes (13) bilden
den Sackbohrung (36) in der Wand des Stellwerkgehäuses (12) ver
bunden ist.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Sackbohrung (36) ein Zulauffilter (26) eingepreßt ist,
dessen Einlaufseite (38) mit dem Stellwerkraum (13) und dessen Aus
laufseite (39) mit dem stellwerkseitigen Endabschnitt (34) der Saug
bohrung (36) in Verbindung steht.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlpumpe (27) mit dem Eintrittsstutzen (28) an eine mit
der Drosselstelle (22) in Verbindung stehende Entlastungsleitung
(43) angeschlossen ist.
7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entlastungsleitung (43) von einer die Drosselstelle (22)
stellwerkseitig abschließenden Ringnut (42) abführt, die von der
Stellwelle (22) und deren Lagerung in der Trennwand (15) begrenzt
ist.
8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Entlastungsleitung (43) ein in der von der Ringnut (42)
zur Strahlpumpe (27) gerichteten Strömung öffnendes Ruckschlagventil
(44) angeordnet ist.
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- 1990-06-27 US US07/544,561 patent/US5044890A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |