DE933182C - Kraftstoffeinspritzpumpe, insbesondere fuer Diesel-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Kraftstoffeinspritzpumpe, insbesondere für Diesel-Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstofeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen, bei welcher zumindest zwei Pumpenkolben die Kraftstoffeinspritzung über eine mit den Pumpenräumen durch die Ansauge- und Druckleitung verbundene Verteilereinrichtung und über die Einspritzleitung vornehmen, die mit der Verteilereinrichtung in Verbindung steht, an welcher auch die Kraftstoffzuführungsleitung angeschlossen ist.
• Kraftstoffeinspritzpumpen der vorgenannten Art sind bekannt und haben gegenüber den älteren Pumpenausführungen, bei denen jederPumpenraum mit einer Saug- und einer Druckleitung und außerdem in der Regel jeder Kolben mit entsprechenden Steuerkanten versehen ist, den Vorzug, daß nur eine einzige sowohl zur Kraftstoffzuführung als auch zur Kraftstofförderung dienende Leitung zu den Pumpenkolben führt.
• Die Erfindung bezweckt eine weitere Verbesserung und insbesondere Anpassung der eingangs genannten Pumpe an die von der Brennkraftmaschine her gestellten Einspritzbedingungen und besteht im wesentlichen darin, daß zur Erzielung einer geteilten Einspritzung, z. B. Vor- und Haupteinspritzung, zu jeder Teileinspritzung einer der genannten Pumpenkolben dient, wobei zu diesem Zweck die Zusammenwirkung der Kolben mit der Kolbenantriebseinrichtung entsprechend verschiedenartig ist. Die Kolbenantriebseinrichtung kann beispielsweise aus einem die Kolben umgebenden und in Richtung der Kolbenachse wirkenden Nockenring oder aus zwei entsprechenden Nockenringen, von denen jeder mit einem Kolben zusammenwirkt, bestehen.
• Die sogenannte geteilte Einspritzung ist zwar schon seit langem bekannt, und es liegen auch bereits Vorschläge vor, für jede der meist zwei Teileinspritzungen (Vor- und Haupteinspritzung) einen gesonderten Pumpenkolben zu verwenden, wobei bei einer entsprechend getrennten Antriebsweise dieser Pumpenkolben jede Teileinspritzung nach einem beliebigen Fördergesetz erfolgen und der Abstand zwischen den beiden Teileinspritzungen beliebig gewählt sein kann. Während andere ältere Vorschläge einer geteilten Einspritzung mit der vorliegenden. Erfindung nicht vergleichbar sind und andere Mängel aufweisen; ist die letztgenannte geteilte Einspritzung mit zwei Pumpenkolben deshalb nachteilig, weil sie sowohl mit getrennten Saugräumen als auch mit einer etwa im wesentlichen bekannten Schlitzsteuerung unmittelbar durch .den Pumpenkolben arbeitet.
• Bei einer konstruktiv besonders geeigneten Ausführung der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe sind die in einer Ebene liegenden Kolben in einem inneren feststehenden Pumpengehäuse angeordnet, und der Antrieb der Kolben erfolgt über einen vorzugsweise in derselben Ebene liegenden, sich drehenden äußeren Nockenring, der z. B. einerseits des feststehenden Pumpengehäuses in seiner Achsrichtung von einem üblichen Antrieb aus drehbar sein kann. Dabei können im Falle der Anordnung von zwei Kolben diese beiden in einer üblichen Weise, z. B. über je einen Rollenhebel mit Rolle von der inneren Nockenbahn eines Nockenringes aus gesteuerten Kolben in je einem Zylinderraum angeordnet sein, wobei die nebeneinanderliegenden Zylinderräume im Pumpengehäuse gegenüber der Drehachse eines Nockenringes eine um einen Winkel von etwa i8o° gegeneinander verdreht angeordnete Lage einnehmen. Bei einer solchen Kolbenanordnung kann weiterhin der zeitliche Abstand zwischen den beiden Teileinspritzungen bzw. die durch den einen der beiden Kolben hervorgerufene Voreinspritzung durch eine entsprechende Versetzung des diesen Kolben antreibenden Steuerorgans, z. B. einer auf der inneren Nockenbahn des Nockenringes abrollenden und den Kolben über einen Rollenhebel betätigenden Rolle, aus der zum Steuerorgan des anderen Kolbens diametrischen Lage bewirkt werden.
• Einzelheiten und weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind der nachstehenden Beschreibung zu entnehmen, in der der Gegenstand der Erfindung in drei Ausführungsbeispielen an Hand von vier Figuren veranschaulicht ist. Es zeigt Fig. i einen axialen Längsschnitt durch die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Einspritzpumpe, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpe nach der Linie II-II der Fig. i, Fig. 3 einen axialen Teillängsschnitt durch eine dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende Einspritzpumpe, Fig. 4 einen gleichen Teillängsschnitt durch eine dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechende Einspritzpumpe.
• Eine als Verteilerpumpe ausgebildete Kraftstofleinspritzpumpe, welche zur Speisung einer Vierzylinderbrennkraftmaschine bestimmt ist, besteht aus einem feststehenden, im wesentlichen zylindrischenPumpengehäuse i, welches in einer axialen Bohrung eine Verteilerhülse 2 aufnimmt. Die Verteilerhülse 2 ist im Pumpengehäuse drehbar gelagert und wird von dem unterhalb des Pumpengehäuses sichtbaren Pumpenantrieb 3 aus über einen Mitnehmerstift 4 angetrieben. Der Pumpenantrieb 3 ist etwa an dieser Stelle .der Kupplung mit der Verteilerhülse 2 außen über ein Wälzlager 5 in einem unteren Gehäuseteil 6 gelagert und dient zum Antrieb eines Nockenringes 7, der in einen nach oben offenen glockenförmig an den Antrieb nach oben anschließenden Fortsatz 8 des Antriebes eingesetzt ist. Der Nockenring 7 ist außerdem mittels zweier Stifte 9 in dem Fortsatz 8 gegenüber Verdrehen gesichert und weist an seinem innerhalb des Fortsatzes 8 liegenden, im wesentlichen zylindrischen Umfang eine Nockenbahn io zum Antrieb zweier in der Ebene des Nockenringes parallel nebeneinanderliegender Pumpenkolben i i, 12 auf.
• Die Kolben 11, 12 werden von der Nockenbahn io aus über je einen Rollenhebel 13, 13' mit Rolle 14 gesteuert, wobei die Anlage zwischen den Kolben und den Rollenhebeln in üblicher Weise mittels Schraubenfedern 15 und entsprechender. am Schaft der Kolben befestigter Federteller 16 gewährleistet ist. Die beiden nebeneinanderliegenden Zylinderräume 17, 18 nehmen im Pumpengehäuse i gegenüber der Drehachse des Nockenringes 7 bzw. des Antriebes 3 eine um einen Winkel von i8o° gegeneinander verdreht angeordnete Lage ein.
• Von jedem der beiden Zylinderräume 17, 18 führt etwa von der oberen Totpunktlage der Kolben i i, 12 aus je eine zugleich als Ansaug- und Druckleitung dienende Leitung i9, 2o tangential zu einer äußeren Ringnut 2i der Verteilerhülse 2. Die Verteilerhülse 2 weist außerdem an der Stelle der Ringnut 21 zwei in das Innere der Hülse führende Bohrungen 22 auf, so daß für den von den Kolben i i, 12 aus geförderten Kraftstoff jederzeit die Möglichkeit besteht, durch die Verteilerhülse 2 in den Innenraum der Hülse einzudringen. Innerhalb der Verteilerhülse 2 befindet sich außerdem ein Steuerschieber 23, der axial verschiebbar ist und in üblicher Weise .mit einem auf der dem Antrieb 3 gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses i angeordneten pneumatischen Regler 24 gekuppelt ist. Dieser Steuerschieber 23 ragt nahezu durch die ganze Verteilerhülse 2 und weist in seinem unteren Teil eine verhältnismäßig breite äußere Ringnut 25 auf, welche über die Bohrungen 22 mit der äußeren Ringnut 21 der Verteilerhülse 2 und damit mit den beiden Pumpenräumen 17', i8' in ständiger Verbindung steht. Dabei werden unter den Pumpenräumen 17', 18' die Hubräume, gegebenenfalls einschließlich der Kompressionsräume der beiden Zylinderräume 17, 18 verstanden.
• An der Stelle der äußeren Ringnut 25 des SteuerschiebeTs 23 befindet sich oberhalb der Bohrungen 22 in der Steuerhülse 2 noch eine weitere Querbohrung 26, über welche der Kraftstoff je Umdrehung der Verteilerhülse an vier gegenüberliegenden Stellen über entsprechende Querbohrungen 27 zu je einem Druckventil 28 und von dort aus über übliche Anschlüsse 29 in je eine nicht besonders auf derartige Ausführungen beschränkt. Es können z. B. auch die Kolben mit Teilen des Pumpengehäuses rotieren und lediglich von feststehenden Nockenringen aus gesteuert werden, oder die Kolben können auch in einer Achsrichtung diametral gegenüberliegen und von einer mittig dazwischenliegenden Nockenwelle aus gesteuert werden, wobei die gegenüberliegenden Nockenbahnen der Nockenwelle zur Herbeiführung eines verschiedenartigen Fördergesetzes der Kolben verschieden ausgebildet und/oder zur Herbeiführung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen aus ihrer gegenüberliegenden Lage um einen entsprechenden Betrag versetzt angeordnet sein können. Dieser letztgenannten Ausführung gegenüber wird jedoch der den Ausführungsbeispielen entsprechenden Pumpenausführung der Einfachheit der gedrängten Bauweise wegen der Vorzug gegeben.
• Schließlich ist es auch bei der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Pumpenanordnung nicht erforderlich, daß die Herbeiführung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen lediglich durch eine entsprechende Versetzung des diesen Kolben antreibenden Steuerorgans, d. h. in dem Ausführungsbeispiel durch eine entsprechende Versetzung der auf der Nockenbahn des Nockenringes abrollenden und den Kolben über einen Rollenhebel betätigenden Rolle, erfolgt. Statt dessen können auch die gegenüberliegenden Nockenbahnen des Nockenringes aus ihrer gegenüberliegenden Lage um einen entsprechenden Betrag versetzt angeordnet sein. Eine solche Ausführung bietet gegenüber der gezeigten noch den Vorzug, daß die versetzten Nockenbahnen außerdem zur Herbeiführung eines verschiedenartigen Fördergesetzes der Kolben auch noch verschieden ausgebildet sein können, wobei bei einer dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Pumpe die Voreinspritzung wechselnd von beiden Kolben vorgenommen wird. '

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kraftstoffeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere Diesel-Brennkraftmaschinen, bei welcher zumindest zwei Pumpenkolben die Kraftstoffeinspritzung über eine mit den Pumpenräumen durch die Ansauge- und Druckleitung verbundene Verteilereinrichtung und über die Einspritzleitung vornehmen, die mit der Verteilereinrichtung in Verbindung steht, an welche auch die Kraftstoffzuführungsleitung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer geteilten Einspritzung, z. B. Vor- und Haupteinspritzung, zu jeder Teileinspritzung einer der genannten Pumpenkolben (i 1, 12 bzw. 4:2,43) dient, wobei zu diesem Zwecke die Zusammenwirkung der Kolben mit der Kolbenanfiriebseinrichtung entsprechend verschiedenartig ist.
2. 2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenantriebseinrichtung aus einem die Kolben (11, 12 bzw. 42, 43) umgebenden und in Richtung der Kolbenachse wirkenden Nockenring (7) oder aus zwei entsprechenden Nockenringen (44, 45),. von denen jeder mit einem Kolben zusammenwirkt, besteht.
3. 3. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß -die vorzugsweise in einer Ebene liegenden Kolben (i i, 12) in einem inneren feststehenden Pumpengehäuse (i) angeordnet sind und daß der Antrieb der Kolben Tiber einen vorzugsweise in derselben Ebene liegenden, sich drehenden äußeren Nockenring (7) erfolgt.
4. 4. Einspritzpumpe nach Anspruch i, 2 oder 3 in Verbindung mit zwei Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in einer üblichen Weise, z. B. über je einen Rollenhebel (13, 13') mit Rolle (14) von der inneren Nockenbahn (io) eines Nockenringes (7) aus gesteuerten Kolben (11, 12) in je einem Zylinderraum (17, 18) angeordnet sind, wobei die nebeneinanderliegenden Zylinderräume (17, 18) im Pumpengehäuse (i) gegenüber der Drehachse des Nolckenringes (7) eine um einen Winkel von iSo° gegeneinander verdreht angeordnete Lage einnehmen.
5. 5. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen z bis 4 in Verbindung mit zwei Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen den beiden Teileinspritzungen bzw. die durch einen Kolben (i i) hervorgerufene Voreinspritzung durch eine entsprechende Versetzung des diesen Kolben antreibenden Steuerorgans, z. B. einer auf der inneren Nockenbahn (io) des Nockenringes (7) abrollenden und den Kolben (i i) über einen Rollenhebel (i3') betätigenden Rolle (14), aus der zum Steuerorgan des anderen Kolbens (12) diametrischen Lage bewirkt wird.
6. 6. Einspritzpumpe nach den Ansprüchen i bis 4 in Verbindung mit zwei Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herbeiführung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen die gegenüberliegenden Nockenbahnen (io) des Nockenringes (7) aus ihrer gegenüberliegenden Lage um einen entsprechenden Betrag versetzt angeordnet sind.
7. 7. Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 6 in Verbindung mit zwei Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herbeiführungg eines verschiedenartigen Fördergesetzes der Kolben die gegenüberliegenden Nockenbahnen (io) des Nockenringes (7) verschieden ausgebildet sind. B. Einspritzpumpe nach Anspruch i in Verbindung,mit zwei Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Achsrichtung diametral gegenüberliegenden Kolben von einer mittig dazwischenliegenden Nockenwelle aus gesteuert werden, wobei die gegenüberliegenden Nockenbahnen der Nockenwelle zur Herbeiführung eines verschiedenartigen Fördergesetzes der Kalben verschieden ausgebildet und/oder zur dargestellte Einspritzleitung gelangen kann. Der Steuerschieber 23 weist außerdem von der Ringnut 25 ausgehend noch eine Steuernut 30 auf, von der aus der Kraftstoff durch vier weitere Querbohrungen 31 in einen Saugraum 32 der Pumpe gelangen kann bzw. zu der der Kraftstoff durch die genannten Querbohrungen aus dem Saugraum 32 eintreten kann. Entsprechend der Zweckbestimmung der Einspritzpumpe weist die innere Nockenbahn io des Nockenringes 7 an ihrem Umfang verteilt vier gleichartige Erhebungskurven 33 auf, so daß beide Rollen 14 und damit schließlich beide Pumpenkolben 11, 12 je Umdrehung des Pumpenantriebs 3 und außerdem zugleich je Umdrehung der Verteilerhülse 2 vier Saughübe und vier Druckhübe ausführen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Rollenhebel 13' und damit auch die zugehörige Rolle 14 aus der zum gegenüberliegenden Rollenhebel diametrischen Lage um einen kleinen Winkelbetrag 34 seitlich versetzt, woraus bei einer in Pfeilrichtung 35 erfolgenden Drehung des Nockenringes 7 der durch den Rollenhebel 13' gesteuerte Kolben i i gegenüber dem anderen Kolben 12 um einen entsprechenden kleinen Betrag voreilt und eine entsprechende Voreinspritzung vornimmt. Aus der vorstehenden Beschreibung geht die Funktion der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Einspritzpumpe, soweit es sich um die Herbeiführung einer Voreinspritzüng handelt, ohne weiteres hervor, und es ist an dieser Stelle -nicht erforderlich, auf die Funktion der im einzelnen angeführten Teile der Verteilereinrichtung näher einzugehen, da die Art und Weise der Kraftstoffverteilung für das Wesen der vorliegenden Erfindung nebensächlich ist. Dagegen ist für die Erfindung wesentlich, daß die geteilte Einspritzung bzw. gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel die Vor-und Haupteinspritzung von den beiden getrennt gesteuerten Kolben 11, 12 aus erfolgt, deren Pumpenräume über eine zugleich als Ansaug- und Druckleitung dienende Leitung mit einer Verteilereinrichtung 2, 23 in Verbindung stehen. Die dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechende Verteilereinspritzpumpe gemäß Fig. 3 unterscheidet sich bezüglich der Maßnahmen zur Herbeiführung einer geteilten Einspritzung dadurch von der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Einspritzpumpe, daß die in bezug auf die Achsrichtung des Pumpengehäuses 41 gegeneinander versetzten beiden Pumpenkolben 42, 43 von zwei Nockenringen 44, 45 aus angetrieben werden, wobei der Nockenring 44 aitf den Kolben 42 und der Nockenring 45 auf den Kolben 43 wirkt. Die beiden getrennten Nockenringe 44, 45 gestatten eine beliebig verschiedene Ausführung der Nockenbahn 46 bzw. 47 und eine beliebige gegenseitige Verdrehung derselben mit den Nockenringen, so daß sowohl für jede der beiden Teileinspritzungen ein verschiedenartiges Fördergesetz der beiden Pumpenkolben als auch eine beliebige Einstellung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen möglich ist. Die Mittel zur gegenseitigen Verdrehung der beiden Nockenringe 44, 45 sind in dem zweiten Ausführungsbeispiel nicht besonders dargestellt und können beliebig ausgeführt sein, wobei daran gedacht ist, daß die Einstellung in der Regel nur einmal entsprechend den Ablieferungsbedingungen der Pumpe, d. h. bei entsprechend teilweise demontierter Pumpe, vorgenommen wird. Es könnte jedoch auch bei der Anordnung einer entsprechenden zusätzlichen Steuereinrichtung erreicht werden, daß die gegenseitige Verdrehung der beiden Nockenringe 44, 45 und damit die Veränderung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen während des Betriebes der Pumpe möglich ist. Zur Einspritzpumpe .des zweiten Ausführungsbeispiels gehören neben einer üblichen, nicht dargestellten Verteilereinrichtung und einem ebenfalls nicht dargestellten Regler analog der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Pumpe auch noch ein Antrieb 48, von dem aus die :beiden Nockenringe 44, 45 über einen glockenförmigen Fortsatz 49 gehalten und mitgenommen werden, eine axial zum Pumpengehäuse 41 angeordnete Verteilerhülse 50, die vom Antrieb 48 aus über einen Stift 51 mitgenommen wird, und ein in der Verteilerhülse längs verschiebbarer Steuerschieber 52. Je Kolben führt schließlich eine zugleich als Ansaug-und Druckleitung dienende Leitung 53 bzw. 54 in nicht dargestellter und grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Weise zu einer äußeren Rignut der Verteilerhülse und damit zur Verteilereinrichtung. Bei einer dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechenden Verteilereinspritzpumpe gemäß Fig. 4 handelt es sich um eine geringfügige Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispiels. Die in der gezeigten Schnittdarstellung nicht sichtbaren, jedoch wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in einem Pumpengehäuse 55 angeordneten Pumpenkolben werden von zwei Nockenringen 56, 57 aus mittels dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechender Rollen 58 gesteuert. Die Nockenringe 56, 57 sind in einem glockenförmigen Ansatz 59 des Antriebes 6o mittels eines Stiftes 61 unverdrehbar gehalten. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der glockenförmige Ansatz 59 in unmittelbarer Nähe der Nockenringe 56, 57 gegenüber dem Pumpengehäuse 55 noch mittels eines Wälzlagers 62 gelagert, womit das übliche, unmittelbar am antriebsseitigen Ende der Pumpe angeordnete Lager, welches gemäß Fig. 4 als Doppelkugellager 63 ausgebildet ist, frei von ungünstigen Querbelastungen bleibt. Weitere Unterschiede der dem dritten Ausführungsbeispiel entsprechenden Verteilereinspritzpumpe betreffen die Ausbildung der Kraftstoffverteilung und der Regelung und gehören nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung. In den Ausführungsbeispielen wurden Pumpenausführungen gezeigt und beschrieben, bei denen die Kolben in einem feststehenden Gehäuse angeordnet sind und von rotierenden Nockenringen aus angetrieben werden. Die Erfindung ist jedoch nicht Herbeiführung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden Teileinspritzungen aus ihrer gegenüberliegenden Lage um einen entsprechenden Betrag versetzt angeordnet sind. g. Einspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Kolben (42, 43) zwei unmittelbar nebeneinander angeordnete Nockenringe (44, 45) dienen, von denen der eine (44) auf den einen Kolben (42) und der andere (45) auf den anderen Kolben (43) wirkt, wobei durch eine entsprechende verschiedenartige Ausbildung der beiden Nockenbahnen (46, 47) für jede der beiden Teileinspritzungen ein verschiedenartiges Fördergesetz der Pumpenkolben und/oder durch eine entsprechende gegenseitige Verdrehung der beiden Nockenringe (44, 45) eine beliebige Einstellung des zeitlichen Abstandes zwischen den beiden "Peileinspritzungen möglich ist. to. Einspritzpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring bzw. die Nockenringe (56, 57) über einen glockenförmigen Ansatz (59) vom Antrieb (6o) der Pumpe aus angetrieben werden, der in unmittelbarer Nähe des Nockenringes bzw. der Nockenringe gegenüber dem Pumpengehäuse (55) wälzgelagert ist.