DE3011831C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei einer durch die DE-OS 20 37 485 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist ein Speicherkolben vorgesehen, der intermittierend mit einem eine Dosiereinrichtung enthaltenden Kraft­ stoffversorgungskanal verbunden wird. Diese Verbindung hat den Zweck, am Ende des der Kraftstoffhochdruckeinspritzung dienenden Förderhubes des Pumpenkolbens ein Absteuervolumen bereitzustellen, das dem Pumpenarbeits­ raum beim Saughub wieder zugeführt wird. Dazu ist die den Speicherkolben belastende Feder so ausgelegt, daß sie gegen den Kraftstoffzulaufdruck die Rückführung des Kraftstoffs in den Pumpenarbeitsraum durchführen kann. Diese Kraftstoffeinspritzpumpe hat den Nachteil, daß die Förder­ pumpe so ausgelegt werden muß, daß sie während der kurzen Zeit, in der eine Verbindung zwischen Förderpumpe und Pumpenarbeitsraum besteht, diesen mit Sicherheit füllen kann. Zwar wird über den Speicher eine bestimmte Teilmenge der Pumpenarbeitsraumfüllung in den Arbeitsraum eingebracht, doch wurde diese Teilmenge vom vorhergehenden Förderhub des Pumpenkolbens entnommen und umfaßt somit nur eine restliche, nichtein­ spritzwirksame Füllmenge des Pumpenarbeitsraumes. Mit der zur Ein­ spritzung gelangenden Kraftstoffmenge muß der Pumpenarbeitsraum jedoch innerhalb jeder Saugphase von der Kraftstofförderpumpe versorgt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe so weiterzubilden, daß sie mit einer verhältnismäßig kleinen Kraft­ stofförderpumpe mit gegenüber Bekanntem verringertem Energiebedarf und bei geringerer Baugröße mit Kraftstoff versorgt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Die Lösung hat den Vorteil, daß die Förderpumpe verhältnismäßig klein gebaut werden darf, da als Grundlage ihres Leistungsvermögens eine verhältnismäßig große Zeitspanne dient, da die Förderpumpe in den Zeit­ abschnitten, in denen der Pumpenkolben für die Einspritzung fördert, den Speicher auffüllt, aus dem dann verhältnismäßig kurzfristig während des Saughubs des Pumpenkolbens der Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum strömt. Da der Pumpenkolben durch den Kraftstoff in seine Ausgangslage geschoben wird, kann auf eine Rückstellfeder verzichtet werden, was erhebliche konstruktive Vorteile, insbesondere bezüglich des Bauraumes bringt. Zudem werden die Kosten dieser Präzisionsfeder eingespart.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 das erste Ausführungs­ beispiel in verschiedenen Arbeitsstellungen und Fig. 5 das zweite Ausführungsbeispiel, jeweils gezeigt in stark vereinfachter Form an dem Detail der Kraftstoffeinspritz­ pumpe, für den die Erfindung vorgeschlagen wird.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

In dem Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet ein rotierender Verteiler 2, der gemeinsam mit einem topfförmigen Nocken 3 mit motordrehzahlsynchroner Dreh­ zahl angetrieben wird und dabei über Rollen 4 radial zum Verteiler 2 angeordnete Pumpenkolben 5 für den Druckhub antreibt. In der Zeichnung ist nur ein Pumpenkolben 5 dargestellt, da von der ganzen Kraftstoffeinspritzpumpe lediglich der Teil, in dem die Erfindung verwirklicht ist, dargestellt ist. Tatsächlich sind vorzugsweise zwei jedoch auch mehr Pumpenkolben in einer Ebene um den Ver­ teiler 2 herum angeordnet. Der dem Pumpenkolben 5 zuge­ ordnete Pumpenarbeitsraum 6 wird von einer Förderpumpe 7 über einen Versorgungskanal 8 mit Kraftstoff versorgt, welcher durch ein Magnetventil 9 sperrbar ist. Der För­ derdruck der Förderpumpe 7 wird durch ein Drucksteuer­ ventil 10 gesteuert. Die Verbindung von Versorgungskanal 8 zu Pumpenarbeitsraum 6 wird durch Längsnuten 11 in der Mantelfläche des Verteilers 2 in bekannter Weise ge­ steuert.

In den Versorgungskanal 8 ist erfindungsgemäß ein Kraft­ stoffspeicher 12 geschaltet, dessen im Gehäuse 1 ange­ ordneter Speicherraum 13 durch einen Speicherkolben 14 begrenzt ist. Der Speicherkolben 14 ist durch eine Spei­ cherfeder 15 belastet. Die Einspritzpumpe weist nur einen Speicher 13 auf, dessen Ausgang 16 in einen zum Versor­ gungskanal 8 gehörenden im Pumpengehäuse verlaufenden Ringkanal 17 mündet, von welchem radiale Bohrungen 18 zum Verteiler 2 hin abzweigen, um dort durch die Längs­ nuten 11 gesteuert zu werden.

Anhand der Fig. 1 bis 4 soll die Funktion dieser Pumpe erläutert werden: In Fig. 1 beginnt gerade der Saughub des Pumpenkolbens 5, weshalb durch die Längsnut 11 eine Verbindung zwischen Speicherraum 13 und Pumpenarbeits­ raum 6 hergestellt ist. Der Kraftstoff strömt - wie durch den Teilschnitt dargestellt - aus dem Speicherraum 13 in den Ringkanal 17 und von dort über die Radialbohrung 18 und die Längsnut 11 in den Pumpenarbeitsraum 6. Aufgrund des Speicherdruckes der durch die Fläche des Kolbens 14 und die Kraft der Speicherfeder 15 bestimmt wird, wird der Pumpenkolben 5 an seine Rolle 4 und diese an den Nocken­ ring 3 gepreßt. Die Förderung in den Pumpenarbeitsraum 6 während dieses Saughubs setzt sich einerseits aus einer Verdrängung des Speicherkolbens 14 aus dem Speicherraum 13 sowie zusätzlich mit der Förderpumpe 7 zusammen. Hier­ durch wird kurzfristig ein Fördervolumen pro Zeiteinheit ermöglicht, das weit über dem der Förderpumpe 7 selbst liegt. Die Förderpumpe 7 kann entsprechend klein ausge­ bildet werden. In jedem Fall jedoch muß der Speicherdruck 13 höher sein als der zur Rückstellung des Kolbens 5 er­ forderliche Druck, dessen Höhe durch Hysterese und im Ge­ triebe entstehendem Gegendruck bestimmt wird. Durch das Magnetventil 9 ist der Versorgungskanal 8 sperrbar, so daß der Speicherkolben 14 in seine Ausgangslage geschoben wird und der Motor mangels Kraftstoffversorgung schnell stehenbleibt.

In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Arbeitsstellungen der Vorrichtung dargestellt, wobei zum besseren Verständnis die Fig. 2 bis 4 weiter vereinfacht sind und insbeson­ dere der Nocken 3 als Ablaufkurve dargestellt ist. In Fig. 2 ist der Beginn des Druckhubes des Pumpenkolbens 5 dargestellt, für den die Rolle 4 an der entsprechen­ den Flanke des Nockens 3, die einen Druckhub bewirkt, abläuft. Zu Beginn des Druckhubs besteht über die Nut 11 noch eine Verbindung zur Bohrung 18 und damit zum Ringkanal 17 bzw. Speicherraum 13 (entsprechend der dargestellten Pfeile), so daß der Speicherkolben 14 unter­ stützt durch die von der Förderpumpe her strömende Kraft­ stoffmenge entgegen der Kraft der Feder 15 verschoben wird. Nach einem weiteren Hub des Pumpenkolbens 5, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wird die Nut 11 von der Radial­ bohrung 18 getrennt und über ein verlängertes Ende 19 mit einer Druckleitung 20 verbunden, die zu den am Motor angebrachten Kraftstoffeinspritzdüsen führt. Die weitere Bewegung des Speicherkolbens 14 erfolgt entgegen der Kraft der Feder 15 nur noch durch die von der Förderpumpe 7 her strömende Kraftstoffmenge. In der in Fig. 4 dargestell­ ten Endlage des Speicherkolbens 14 steuert dieser eine Entlastungsbohrung 21 auf, die zurück zur Saugseite der Förderpumpe 7 führt. Je nach eingestellter Kraftstoffein­ spritzmenge wird durch den Verteiler 2 und die Ringnut 11 wieder die Radialbohrung 18 aufgesteuert, so daß der nicht zur Einspritzung gelangende Kraftstoff zurück in den Speicherraum 13 strömt. Nach Überfahren der Rolle 4 des hier unteren Scheitels des Nockens 3 beginnt dann wie­ der der in Fig. 1 dargestellte Saughub der Kraftstoff­ einspritzpumpe.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zum Antrieb des Pumpenkolbens bei seinem Rückhub (Saughub) dieser mit einem Kolben 22 größeren Durchmes­ sers gekoppelt ist. Der Pumpenarbeitsraum 23 dieses größe­ ren Kolbens 22 ist über eine Leitung 24 unmittelbar mit dem Speicherraum 13 verbunden, ungesteuert durch den Verteiler 2 bzw. die Nut 11. Die sonstige Steuerung er­ folgt wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Der wesent­ liche Vorteil dieser unmittelbaren Verbindung besteht darin, daß keine zusätzlichen Drosseleffekte über den Verteiler 2 entstehen und daß aufgrund der großen Fläche des Kolbens 22 für die Rückstellung ein niederer Spei­ cherdruck gewählt werden kann.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem rotierenden Verteiler und mindestens einem radial zur Achse des Verteilers ange­ ordneten Pumpenkolben, der einen andererseits vom Verteiler begrenzten Pumpenarbeitsraum einschließt und für seinen Druckhub von einem Nocken in Richtung Verteiler angetrieben wird, wobei der Pumpenarbeitsraum über im Verteiler angeordnete Steuerkanäle im Wechsel mit einem Kraft­ stoffversorgungskanal verbindbar ist, der von einer Kraftstofförder­ pumpe ausgeht und mit einem von einer Feder belasteten Speicherkolben, der einen mit dem Pumpenarbeitsraum über einen Steuerkanal verbindba­ ren und mit dem Kraftstoffversorgungskanal verbindbaren Speicherraum begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (13) ständig mit dem Kraftstoffversorgungskanal (8) verbunden ist und der Speicher­ kolben (14) ab einem bestimmten Hub entgegen der Kraft der Feder (15) einen Entlastungskanal (21) aufsteuert, daß der Förderdruck der För­ derpumpe (7) mittels eines Drucksteuerventils (10) steuerbar ist und die maximale Förderleistung der Förderpumpe (7) kleiner ist als die unter Förderdruck vom Pumpenarbeitsraum (6) beim Saughub des Pumpen­ kolbens (5) maximal aufnehmbare Kraftstoffmenge in der Zeiteinheit.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (5) mit einem Rückstellkolben (22) insbesondere koaxial gekoppelt ist und daß der Arbeitsraum (23) des Rückstellkolbens (22) unter Umgehung des Verteilers (2) mit dem Speicheraum (13) verbunden ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben (5) federfrei arbeitet.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungskanal (8) willkürlich (9) sperrbar ist.