DE823235C - Brennstoffeinspritzpumpe, insbesondere fuer kleine Einspritzmengen - Google Patents

Description

• Brennstoffeinspritzpumpe, insbesondere für kleine Einspritzmengen Besondere Schwierigkeiten bereitet die Herstellung genau arbeitender Einspritzpumpen für Brennkraftmaschinen, wenn es sich um sehr kleine Motoren und demgemäß auch um entsprechend kleine Einspritzpumpen handelt. Die bisherigen Bauarten sind infolge ihrer Wirkungsweise verhältnismäßig verwickelt, so daß sich, insbesondere wegen der erforderlichen Präzisionsarbeit, sehr hohe Preise ergeben. Dies ist z. B. besonders dann der Fall, wenn Motoren in der Größe eines Zweitaktmotorradmotors mit Einspritzung ausgestattet werden sollen, bei denen die Einspritzmengen gegebenenfalls um fast eine Dezimale niedriger liegen als bei normalen Fahrzeugmotoren. Die Beherrschung derart kleiner Einspritzmengen, z. B. herunter bis zu 6 mm2 pro Hub, ist bei den bisher verwendeten Bauarten für Hochdruckeinspritzung in der Regel nicht möglich, jedenfalls dann nicht, wenn die Mengenregelung durch den Pumpenkolben selbst mittels einer die Saugöffnung und einer eine Rückströmöffnung steuernden Kolbenkante erfolgt. Bei den erforderlichen kleinen Einspritzmengen spielen die Lässigkeitsverluste sowohl unmittelbar nach Abschluß der Saugbohrung wie auch unmittelbar vor Öffnung der Überström- oder Entspannungsbohrung eine erhebliche Rolle, da sie zusammen bereits einen beträchtlichen Bruchteil der Einspritzmenge darstellen. Besonders hoch ist hierbei der Lässigkeitsverlust vor dem Öffnen der Überströmbohrung, weil in diesem Augenblick des Kolbenhubes der volle Pumpendruck im Pumpenraum herrscht. Man kann nun diesen Lässigkeitsverlust vor Eröffnung der Überströmbohrung dadurch vermeiden, daß man eine Brennstoffeinspritzpumpe ohne Überströmregelung bzw. mit einem Pumpenkolben 'vorsieht, dessen Hubende mit dem Ende der Einspritzperiode zusammenfällt, also insbesondere eine Einspritzpumpe mit Hubregelung des Pumpenkolbens.
• Andererseits haben jedoch solche Pumpen den Nachteil, daß sie infolge Fehlens eines plötzlichen Druckabfalles am Ende der Einspritzperiode leicht zur Verschleppung des Einspritzendes neigen und demgemäß die Einspritzung sich über einen zu großen Kurbelwinkel erstreckt.
• Durch die Erfindung wird dieser Nachteil beseitigt. Sie besteht im wesentlichen darin, daß das Rückführen des Pumpenkolbens nach Beendigung der Einspritzperiode zwangsläufig erfolgt. Zum Rückführen des Pumpenkolbens ist zweckmäßig ein vom Drucknocken gesonderter Saugnocken, bzw. eine entsprechende Kurvenführung, vorgesehen. Vorzugsweise wird ferner zur Regelung der Einspritzmenge das Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens geregelt, wobei die beiden Nocken derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, daß jeweils nach dem regelbaren Ende des Druckhubes der Saugnocken sogleich mit der Rückführung des Pumpenkolbens beginnt. Der Drucknocken kann als verstellbarer Kegelnocken ausgebildet sein, während der Saugnocken z. B. als urverstellbarer Innennocken ausgebildet ist. Die Pumpe kann ohne Rückholfeder für den Pumpenkolben ausgeführt und der Saughub des Pumpenkolbens nach Beendigung der Rückführwirkung des Saugnockens durch einen Anschlag begrenzt sein, so daß der Drucknocken sich vom Pumpennocken bzw. einem Pumpenstößel abhebt, sobald der Pumpenkolben die durch den Anschlag bestimmte Grenzlage erreicht hat.
• Durch die Erfindung wird vor allem der Vorteil erzielt, daß einerseits die Lässigkeitsverluste am Pumpenkolben auf ein Mindestmaß herabgesetzt «erden und andererseits eine schleichende Einspritzung vermieden wird. Die Pumpe ist daher auch für sehr kleine Einspritzmengen besonders geeignet.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Einspritzpumpe und Fig. 2 das Schema der Steuerung dieser Pumpe in einer beispielsweisen Ausführungsform.
• Im Gehäuse i der Brennstoffpumpe, welche z. B. an das Steuergehäuse 2 der Brennkraftrnaschine angeflanscht ist, ist in einer Büchse 3 ein Pumpenkolben 4 auf und ab beweglich gelagert. An den Pumpenraum 5 ist einerseits die vom Pumpenkolben 4 gesteuerte Saugöffnung 6 und andererseits die durch das Rückschlagventil 7 gesteuerte Druck-oder Einspritzleitung 8 angeschlossen.
• Der Antrieb der Pumpe erfolgt durch die Antriebswelle 9, welche, z. B. bei Zweitaktmotoren, direkt die Kurbelwelle oder auch die Steuerwelle für die gegebenenfalls vorgesehenen Ventile der Brennkraftmaschine sein oder, z. B. durch das Zahnrad io, mit Übersetzung von der Maschine angetrieben werden kann. Mit der Welle 9 bzw. dem Zahnrad io ist die Saugnockenscheibe i i fest verbunden, welche eine innere Kurvenführung oder einen Innennocken 12 trägt. Mit der Nockenscheibe 11 ist ferner durch axiale Zapfen 13 die kegelförmige Nockenscheibe 14 mit dem Drucknocken 15 axial verschiebbar, aber urdrehbar gekuppelt. Die Nockenscheibe 14 ist mittels eines Kugellagers 16 auf einer Achse 17 gelagert, die von außen her, z. B. durch einen bei 18 angreifenden Hebel o. dgl., zusammen mit der Nockenscheibe 14 in axialer Richtung verschoben werden kann.
• Auf der Nockenscheibe 14 läuft die Stößelrolle i9 des Stößels 20 für den Pumpenkolben .4, während der Achszapfen 21 der Rolle i9 mit der Nockenführung 12 des Saugnockens im Eingriff steht. Ein Anschlag 22 begrenzt den Abwärtshub des Stößels 2o und damit des Kolbens 4. Er kann gegebenenfalls einstellbar sein.
• In Fig.2 ist das Schema für die Hubregelung dargestellt, wobei der fitib der Rolle i9 in Abwicklung über der Unterkante u der Saugöffnung 6 aufgetragen ist. Die Rolle wird hierbei im Druckhull vom Drucknocken 15 angehoben und im Saughub von dem den Achszapfen 21 führenden Saugnocken i9 zurückgeführt. Die Gerade a sei gleichzeitig die durch den Anschlag 22 bestimmte unterste Stellung der Stirnfläche des Pumpenkolbens4. In der Stellung 6 wird die Saugöffnung6 geschlossen, während die Gerade c der höchsten Stellung der Kolbenstirnfläche bzw. der Rolle i9 entspricht. Der Gesamthub x setzt sich demgemäß aus dem Leerhub x. bis zum Abschluß der Saugöffnung und dem regelbaren wirksamen Druckhub xi zusammen.
• Befindet sich die Nockenscheibe 14 in der in Fig. i gezeichneten linken Endlage, so führt die Rolle i9 und damit der Pumpenkolben 4 seinen größten Hub aus. Im Schema nach Fig. 2 ist die in diesem Falle steuernde Nockenlinie durch die Kurve 15 mit maximaler Nockenerhebung gekennzeichnet. Die Bewegung des Nockens sei in Richtung p angenommen. Sobald die Rolle i9 am Ende des wirksamen Druckhubes bzw. der Einspritzperiode ihren höchsten Punkt erreicht hat, wird sie durch den Saugnocken 12 wieder nach abwärts gedrückt, indem der Achszapfelr 21 entlang der Führungskurve des Saugnockens 12 geführt wird. Der Hub x' des Saugnockens kann hierbei dein Hub x der Rolle entsprechen und ist zweckmäßig etwas kleiner als die maximale Nockenerhebung des Drucknockens 15, so daß sich dieser von der Rolle in deren unterster Stellung abheben kann und ein Verklemmen ausgeschlossen ist. Gleichzeitigwird dadurch eine schnellereKolbenbewegung im Druckhub bzw. im Saughub ermöglicht.
• Durch axiales Verstellen der Nockenscheibe 14 nach rechts werden Nockenkurven geringeren Durchmessers zur Wirkung gebracht, z. B. entsprechend der Kurven 15" und i S"'. Diese sind z. B. durch entsprechende Gestaltung des Nockens 15 in Umfangsrichtung derart zueinander versetzt, daß sie jeweils einen gemeinsamen absteigenden Kurvenverlauf aufweisen. Die Rollen können infolgedessen jeweils von der gleichen unveränderlichen Saugnockenkurve 12 in ihre unterste Stellung a wieder zurückgeführt werden, beginnen jedoch den Druckhub in verschiedenen Drehlagen i9', i9" bzw. i9"', so daß sich zugleich der Einspritzzeitpunkt verlegt. Das Anliegen der Rolle am Drucknocken wird in diesem Falle durch den entgegenwirkenden Flüssigkeitsdruck im Pumpraum gewährleistet. Doch kann auch eine Rückstellfederung, z. B. auch eine Flüssigkeitsfeder, vorgesehen sein, welche die Rolle gegen den Drucknocken drückt. Ferner kann ein regelbarer Saugnocken vorgesehen sein, derart, daß sich mit der Verschiebung des Drucknockens gleichzeitig auch der Saugnocken verschiebt. Hierdurch ist es mÖglich, einerseits die Zeitpunkte der Einspritzperiode beliebig zu legen und andererseits eine ständig zwangsläufige, im wesentlichen spielfreie Führung des Pumpenkolbens sowohl im Saughub als auch im Druckhul> zu bewirken.
• Bei Verschiebung des Drucknockens 14 in seine rechte Endstellung führt die Rolle i9 bzw. der Pumpenkolben 4 entsprechend der Kurve 15"' nur noch einen Hub x. aus, so daß eine Einspritzmenge nicht mehr gefördert wird.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoffeinspritzpumpe ohne Überströmregelung bzw. mit einem Pumpenkolben, dessen Hubende mit dem Ende der Einspritzperiode zusammenfällt, insbesondere Einspritzpumpe mit Hubregelung des Pumpenkolbens und für .kleine Einspritzmengen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführen des Pumpenkolbens nach Beendigung der Einspritzperiode zwangsläufig erfolgt.
2. 2. Einspritzpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Rückführen des Pumpenkolbens ein vom Drucknocken gesonderter Saugnocken (bzw. eine entsprechende Kurvenführung) vorgesehen ist.
3. 3. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Einspritzmenge das Ende des Druckhubes des Pumpenkolbens geregelt wird.
4. 4. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nocken derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, daß jeweils nach dem regelbaren Ende des Druckhubes der Saugnocken sogleich mit der Rückführung des Pumpenkolbens beginnt.
5. 5. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Drucknocken verstellbar ist.
6. 6. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucknocken als axial verstellbarer Kegelnocken ausgebildet ist.
7. 7. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucknocken als Außennocken, der Saugnocken als Innennocken ausgebildet ist. B.
8. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucknocken auf einem zusammen mit ihm von außen verschiebbaren Achszapfen, z. B. mittels Kugellager, gelagert und durch Axialstifte o. dgl. mit dem fest auf der Pumpenantriebswelle angeordneten Saugnocken axial verschiebbar, jedoch undrehbar gekuppelt ist.
9. 9. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucknocken mittels einer Rolle den Pumpenkolben antreibt, während der Saugnocken am Achsbolzen oder an einem entsprechenden nicht rollenden Teil des Pumpenkolbens oder -stößels angreift. io.
10. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe ohne Rückholfeder für den Pumpenkolben ausgeführt ist. i i.
11. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben bzw. der Pumpenstößel durch eine Rückholfeder, z. B. einer Flüssigkeitsfeder, gegen den Druckkolben gedrückt wird.
12. 12. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Saughub des Pumpenkolbens nach Beendigung der Rückführwirkung des Saugnockens durch einen Anschlag begrenzt ist und der Drucknocken sich vom Pumpenkolben bzw. einem Pumpenstößel abhebt, sobald der Pumpenkolben die durch den Anschlag bestimmte Grenzlage erreicht hat.
13. 13. Einspritzpumpe nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben selbst die Saugöffnung der Pumpe steuert, z. B. derart, daß in der durch den Anschlag bestimmten Endstellung die Saugöffnung voll freigegeben ist, während die Drucköffnung der Pumpe durch ein selbsttätiges Rückschlagventil gesteuert wird.