DE3041365A1 - Einspritzpumpenfoerdervorrichtung - Google Patents

Description

Beschreibungseinleitung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Zuführung von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Einspritzpumpe, die während des Betriebes in zeitlicher bzw. drehzahlmäßiger Abhängigkeit von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die Vorrichtung schließt eine verstellbare Komponente ein, deren Verstellbarkeit die Kraftstoff-Förderung durch die Kraftstoffpumpe verändert. Ferner ist eine Niederdruck-Speisepumpe zur Zuführung von Kraftstoff zur Einspritzpumpe vorgesehen, während die Menge des von der Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffes mit einer Steuerung veränderbar ist. Mittels einer Ventilanordnung ist der Förderdruck der Speisepumpe so steuerbar, daß er sich in Abhängigkeit von der Drehzahl der zugehörigen Brennkraftmaschine ändert. Auf den Förderdruck der Speisepumpe spricht ein von einem Fluiddruck verstellbarer Kolben an, der mit der eingangs genannten Komponenten gekuppelt ist, so daß die Bewegung des Kolbens auf die Komponente übertragen wird.

Ist die Brennkraftmaschine eine durch Druck zündende Brennkraftmaschine (Dieselmotor), so ist es notwendig, zum wirksamen Anlassen und Dauerbetrieb der Brennkraftmaschine

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die Komponente so einstellen zu können, daß

a) die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung mit zunehmender Motordrehzahl beschleunigt werden kann,

b) die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung in dem Maße beschleunigt wird, wie die Belastung der zugehörigen Brennkraftmaschine für eine vorgegebene Drehzahl abnimmt,

c) die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung bis über den Wert hinaus verzögert werden kann, der für den normalen Lauf zum Starten bei kalter Maschine erreicht wird,

d) die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung aus der Einstellung gemäß c) heraus beschleunigt werden kann, wenn die Brennkraftmaschine kalt ist und im Leerlauf betrieben werden soll und

e) die Kraftstoff-Förderung auf einen Wert zwischen

c) und d) verzögert werden kann, wenn die Brennkraftmaschine warm ist und im Leerlauf betrieben werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist die Ausgestaltung einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine so, daß die oben aufgelisteten Kriterien erfüllt werden können.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung gemäß der Gattung gemäß den Patentansprüchen ausgestaltet» Dabei enthält sie insbesondere einen Zylinder mit einem darin verstellbaren Kolben, der einen Strömungskanal zum Verbinden eines Endes des Zylinders mit dem Auslaß der Niederdruckpumpe aufweist, wobei erste Federmittel im anderen Zylinderende angeordnet sind und zwischen ersten und zweiten Federwiderlagern liegen, wobei weiter ein Einstellmittel zwischen dem ersten und dem zweiten Federwiderlager angeordnet ist, um den maximalen Abstand zwischen den Federwiderlagern zu bestimmen, wobei weiter Steuermittel der Einstellung des Einstellmittels dienen; weiterhin sind zweite Steuermittel vorgesehen, die der Einstellung des zweiten Federwiderlagers dienen, und zwar abhängig von der Belastung der zugehörigen Brennkraftmaschine, und es sind zweite Federmittel vorgesehen, um den Kolben für eine verzögerte Stellung für den Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine zu bringen, während der auf den Kolben wirkende Fluiddruck anfangs den Kolben gegen die Wirkung des zweiten Federmittels und dann gegen die Wirkung des ersten Federmittels verstellt, wenn der auf den Kolben wirkende Druck ansteigt.

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Ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff-Fördervorrichtung gemäß der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Mittellängsschnittes durch die Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Fig. 2 entsprechenden Schnitt, wobei die einzelnen Teile in einer anderen Betriebsstellung dargestellt sind und

Fig. 4 bis 7 Teile der Vorrichtung gemäß Fig. 2 und 3.

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Figurenbeschreibung

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung ein Gehäuse 10 auf, in dem ein drehbares zylindrisches Verteilerglied 11 angeordnet ist. Das Verteilerglied ist derart mit einer Welle verbunden, daß es in zeitlicher Abhängigkeit bzw. drehzahlabhängig von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird. In dem Verteilerglied ist eine Querbohrung 12 vorgesehen, die ein Paar Kolben 13 aufnimmt. Die Kolben wirken an ihren äußeren Enden mit Nockenbahnfolgeelementen 14 zusammen, die mit Rollen mit der inneren Umfangsfläche eines in ümfangsrichtung verstellbaren Nockenringes 15 zusammenwirken.

Die Bohrung 12 steht mit einem Längskanal 16 des Verteilergliedes in Verbindung, der seinerseits mit einem radialen Zuführungskanal 17 verbunden ist. Der Kanal 17 ist bei umlaufendem Verteilerglied abwechselnd mit jeweils einem von mehreren Auslässen 17a im Gehäuse 10 verbindbar, die mit jeweils einer der Einspritzdüsen der Brennkraftmaschine verbunden sind.

Der Kanal 16 ist außerdem mit mehreren radial gerichteten Einlaßkanälen 18 verbunden, die abwechselnd mit einer Einlaßöffnung 19 im Gehäuse 10 zur Deckung zu bringen sind.

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Im Gehäuse 10 ist ferner eine Kraftstoffsteuerung in der Form eines Drosselgliedes 21 vorgesehen, durch das der durch den Kanal 20 fließende Kraftstoff zur Einlaßöffnung gelangen kann. Der Kanal 20 steht mit der Förderseite bzw. dem Auslaß einer Niederdruck-Speisepumpe 23 in Verbindung, deren Einlaß- bzw. Ansaugseite mit 24 bezeichnet ist. Der Drehteil der Pumpe 23 wird von dem Verteilerglied 11 angetrieben, während Einlaß und Auslaß der Speisepumpe über ein überdruckventil 25 miteinander verbunden sind, das der Steuerung des Förderdruckes der Speisepumpe dient_r so daß sich dieser entsprechend der Antriebsgeschwindigkeit bzw. -drehzahl der Vorrichtung ändert.

Die Kolben 13 bilden die Pumpglieder einer Einspritzpumpe. In der Stellung der einzelnen Bauteile gemäß Fig. 1 wird Kraftstoff von der Speisepumpe 23 über den Kanal 20, das Drosselglied 21 und die Einlaßöffnung 19 zu der Bohrung gefördert. Während des Umlaufes des Verteilergliedes wird die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und einem der Einlaßkanäle unterbrochen, während der Kanal 17 zur Deckung mit einem der Auslässe 17a gebracht wird. Mittels der Nockenbahn auf der Innenseite des Nockenringes und der Nockenbahnfolgeelemente 14 werden die Kolben zu nach innen, d.h. gegeneinander gerichteten Bewegungen veranlaßt, so daß Kraftstoff durch einen Auslaß 17a zur zugehörigen

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Kraftstoffeinspritzdüse gefördert wird. Beim weiteren umlauf des Verteilergliedes wird der Arbeitszyklus wiederholt, wobei die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes durch die Stellung des Drosselgliedes 21 bestimmt wird.

Es ist nun wünschenswert, die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung zur zugehörigen Brennkraftmaschine einstellbar zu machen, und hierzu ist eine Komponente der Vorrichtung einstellbar. Im vorliegenden Fall ist diese Komponente der Nockenbahnring 15, der innerhalb des Vorrichtungsgehäuses in ümfangsrichtung einstellbar ist und hierzu mittels eines radial gerichteten Zapfens mit einem Kolben 22 verbunden ist, der innerhalb eines Zylinders 26 angeordnet ist, dessen Gehäuse mittels eines Bolzens 27a an dem Vorrichtungsgehäuse 10 befestigt ist. Der Bolzen 27a schließt .zweckmäßigerweise eine Kraftstoffverbindung mit dem Kanal 2O ein. In die Kraftstoffverbindung zwischen dem Kanal 20 und den Zylinder 26 ist ein Absperrventil eingefügt, das eine Bewegung des Kolbens 22 verhindern soll, wenn auf ihn eine Reaktionskraft ausgeübt wird, die durch das Zusammenwirken der Rollen 14 mit der Nockenbahn erzeugt wird.

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BAD ORIGINAL

Gemäß Fig. 2 wird der Kolben 22 in Richtung auf eine Verzögerung der Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung belastet, und zwar mit einem ersten und einem zweiten Federmittel. Das erste Federmittel umfaßt ein Paar gewikkelter Druckfedern 27, deren dem Kolben abgewandten Enden mit einem ersten und zweiten Federlager 28,29 zusammenwirken. Das zweite Federmittel hat die Form einer gewikkelten Druckfeder 30, die zwischen dem Federlager 28 und dem Kolben 22 angeordnet ist.

Zur Bestimmung des maximalen axialen Abstandes zwischen den Federlagern 28 und 29 ist ein Einstellmittel vorgesehen, das allgemein bzw. in seiner Gesamtheit mit 3OA bezeichnet ist. Das Einstellmittel hat die Form einer Stange 31, die frei durch eine Öffnung im Federlager 28 hindurchragt und mit einer Ringlippe 32 versehen ist, die mit einem Teil des die Öffnung umgebenden Federlagers zusammenwirkt. Das andere Ende der Stange 31 ist mit einem Querzapfen 33 versehen. Das Einstellmittel weist außerdem ein Ringglied 34 auf, dessen Ausgestaltung insbesondere aus Fig. 6,7 zu ersehen ist. Danach ist das Ringglied mit einem Paar nach außen gerichteter Ansätze 35 versehen, die in axial sich ersteckende Nuten 36 in der Innenwand eines im wesentlichen zylindrischen Endverschlusses 37 für das Ende des Zylinders hineinragen. Zweckmäßigerweise ist der Endverschluß, wie

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dargestellt, mit einem Gewindeabschnitt versehen, mit dem ein entsprechendes Gegengewinde im Ende des Zylinders 26 zusammenwirkt. Das Ringglied 34 ist infolge der Ansätze 35 daran gehindert, sich schräg zu stellen, während Axialbewegungen möglich sind.

Die dem Federlager 29 abgekehrte Fläche des Ringgliedes 34 ist in einen inneren und in einen äußeren Bereich unterteilt. Der innere Bereich schließt ein Paar Lagerflächen 38 ein, die diametral einander gegenüberliegen und die im dargestellten Ausführungsbeispiel den Ansätzen 35 gleichgerichtet sind. Zwischen den Lagerflächen 38 bildet der innere Bereich Vertiefungen 39 mit jeweils der Form eines Halbzylinders. In Fig. 2 ist der Zapfen 33 auf den Lagerflächen 38 aufliegend dargestellt, er ist aber mit einem ersten Steuermittel in eine Stellung verschwenkbar, in der er innerhalb der Vertiefungen 39 liegt. Das Steuermittel schließt einen Hebel 40 ein, der auf einem in ümfangsrichtung verstellbaren Bauteil 41 angeordnet ist, das einen rohrförmigen Endabschnitt aufweist, in dem zwei Schlitze 42 vorgesehen sind, in denen der Zapfen 33 angeordnet ist. Der Hebel 40 ist zweckmäßigerweise mit einer Steuerung verbunden, wobei er aus der in Fig. 2 dargestellten Stellung in eine Stellung zu bewegen ist, in der der Zapfen 33 in den

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Vertiefungen 39 liegt, wenn das zum Anlassen der Brennkraftmaschine in deren warmem Zustand erforderlich ist. Als Ergebnis dieser Bewegung können die Federn 27 die Pederlager 28,29 in axialer Richtung weiter voneinander entfernen. Der Kolben 22 wird infolge der Feder 30 dabei bereits seine am weitesten zurückliegende Stellung einnehmen .

Der erwähnte äußere Bereich der den Federn 27 abgekehrten Fläche des Ringgliedes 34 bildet ein Paar Nockenprofile Ein ebenfalls vorgesehenes zweites Steuermittel schließt einen Hebel 44 ein, der auf einem Ringteil 45 angeordnet ist, das seinerseits in dem Endverschluß 37 angeordnet ist und das außerdem der Unterstützung des Bauteiles 41 dient. Das Ringteil 45 ist in Fig. 4 einzeln dargestellt. Es weist ein Flanschteil 46 auf, das mit einer in dem Endverschluß 37 angeordneten Stufe zusammenwirkt. Die Stufe dient der Bestimmung der Stellung des Ringteiles 45 in axialer Richtung. Vom Flansch 46 aus erstreckt sich ein Paar kontuierter VorSprünge 47, die mit den Nockenprofilen 43 zusammenwirken. Die Stellung des Ringteiles 45 in Umfangsrichtung wird entsprechend der Stellung der Drossel 21 festgelegt bzw. verändert, wozu der Hebel 44 mit einem nicht dargestellten Hebelgestänge mit dem Betätigungsgestänge des Drosselgliedes 21 gekuppelt ist.

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Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kolbens 22 beschrieben. In Fig. 2 ist die Feder 30 im maximal zusammengedrückten Zustand dargestellt. Dieses Maß der Kompression der Feder wird in der Zeit erreicht, in der die Brennkraftmaschine nach dem Anlassen ihre Leerlaufdrehzahl erreicht hat. Somit nimmt der Kolben während des Anlassens seine rechte Endstellung ein, und die zeitliche Aufeinanderfolge der Förderung von Kraftstoff ist maximal verzögert.

In Fig. 2,3 nimmt der Hebel 40 seine Stellung ein, wie sie bei Leerlauf der kalten Brennkraftmaschine vorliegt; in diese Stellung ist der Hebel entweder von der Bedienungsperson manuell oder von einem Theromostaten gebracht worden. Der Zapfen 33 liegt auf den Lagerflächen 38. Die Federn 27 sind deshalb mittels des Einstellmittels maximal zusammengedrückt.

Ist die Brennkraftmaschine warm, so hat der Hebel 40 eine Schwenkung um einen Winkel von 90° zurückgelegt, ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Stellung und durch den Eingriff der Bedienungsperson oder des Thermostaten, wobei der Zapfen 33 in den Vertiefungen 39 liegt. Im Vergleich mit der Stellung in Fig. 2 haben die Federn 27 den Kolben nach rechts verstellt, um die Aufeinanderfolge der Kraftstoffeinspritzung zu verzögern, obwohl verständlicherweise

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bei stillstehender Brennkraftmaschine der Kolben infolge der Wirkung der Feder 30 in seiner maximal zurückgezogenen Stellung sich befindet.

Die Belastung der Brennkraftmaschine wird durch die der Brennkraftmaschine bei jedem Einspritztakt zugeführte Kraftstoffmenge dargestellt, und diese Kraftstoffmenge ist durch die Stellung der Drossel 21 bestimmt. Wenn die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffes durch die Bewegung der Drossel vergrößert wird, wird der Hebel 44 aus der Stellung gemäß Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig. 2 verstellt. Die VorSprünge 47 des Ringteiles 45 steigen auf die Leistenprofile 43, was dazu führt, daß das Ringglied 34 zusammen mit den Federn 27 und dem Kolben 22 nach rechts verstellt werden, um die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung zu der Brennkraftmaschine zu verzögern. Umgekehrt wird bei einer Verringerung der Belastung der Hebel 44 aus der Stellung gemäß Fig. 2 in die Stellung gemäß Fig. 3 verstellt, der Kolben 22 wird nach links verstellt und die zeitliche Aufeinanderfolge verlangsamt.

Es ergibt sich, daß in Fig. 2,3 die Länge der Federn 27 durch das Einstellmittel 3OA veränderbar ist. Steigt die Drehzahl der Brennkraftmaschine an, so steigt die auf den

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Kolben 22 wirkende Kraft an, und bei einer Drehzahl, die davon abhängig ist, ob der Zapfen an den Lagerflächen 38 anliegt oder in den Vertiefungen liegt, wird die Vorspannung der Federn 27 überwunden, und der Kolben wird sich nach links bewegen und dabei die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung beschleunigen. Die maximale Beschleunigung der Aufeinanderfolge wird durch den Anschlag des Endes des Kolbens 22 am Endverschluß 37 bestimmt.

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Claims (1)

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   Anmelder: LUCAS INDUSTRIES LIMITED, Great King Street, Birmingham, B19 2XF, England

   Titel; Einspritzpumpenfördervorrichtung

   Patentansprüche

   Einspritzpumpenvorrichtung zur Förderung von flüssigem Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Einspritzpumpe (12,13) , die während des Betriebes drehzahlabhängig von der zugehörigen Brennkraftmaschine angetrieben wird, wobei eine Komponente (15) vorgesehen ist, die verstellbar ist, um die zeitliche Aufeinanderfolge der Kraftstoff-Förderung durch die Einspritzpumpe zu verändern, wobei weiter eine Niederdruckspeisepumpe (23) zur Zuführung von Kraftstoff zur Einspritzpumpe vorgesehen ist, wobei weiter ein Kraftstoff-Steuermittel (21) zur Veränderung der Menge des von der Einspritzpumpe zu fördernden Kraftstoffes vorgesehen ist, wobei weiter ein Ventil (25) zur Steuerung des Förderdruckes der Speisepumpe vorgesehen ist, so daß sich dieser entsprechend der Drehzahl der zugehörigen Brennkraftmaschine verändert, wobei weiter ein von einem Fluiddruck zu betätigender Kolben (22) auf den Förderdruck der Speisepumpe anspricht, wobei

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   weiter eine Kupplung dieses Kolbens mit der verstellbaren Komponenten vorgesehen ist, so daß diese entsprechend der Bewegung des Kolbens verstellbar ist, wobei weiter ein Zylinder (26) zur Aufnahme des Kolbens vorgesehen ist, dessen eines Ende über einen Strömungskanal mit dem Auslaß der Niederdruckpumpe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Federmittel (27) im anderen Ende des Zylinders (26) angeordnet ist, mit dessen Enden ein erstes und ein zweites Federwiderlager (28,29) zusammenwirkt, wobei ein Einstellmittel (3OA) zwischen dem ersten und dem zweiten Federwiderlager wirkt, um den maximalen Abstand zwischen diesen Federwiderlagern zu bestimmen und ein erstes Steuerelement (40) die Einstellung des Einstellmittels bewirkt, wobei ein zweites Einstellmittel (44) zum Einstellen des zweiten Federwiderlagers (29) entsprechend der Belastung der zugehörigen Brennkraftmaschine einstellbar ist und wobei ein zweites Federmittel (30) zum Verstellen des Kolbens in eine Verzögerungsstellung beim Anlassen der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, wobei der anfangs auf den Kolben wirkende Fluiddruck diesen entgegen der Wirkung des zweiten Federmittels verstellt und dann gegen die Wirkung des ersten Federmittels entsprechend dem Anstieg des auf den Kolben wirkenden Druckes.

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   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel (3OA) eine Stange (31) aufweist, die verstellbar durch das erste Federwiderlager (28) hindurchgeführt ist und ein Mittel (32) zum Zusammenwirken mit dem ersten Federwiderlager trägt, wobei ein erstes bzw. ein zweites Bauteil (34,41) mit der Stange bzw. dem zweiten Federwiderlager (29) zusammenwirkt, die beiden Bauteile relativ gegeneinander drehbar sind und Flächen dieser Bauteile bei Drehbewegungn dieser Bauteile relativ zueinander Axialbewegungen der Bauteile gegeneinander bewirken.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bauteil (34) ringförmig ist mit nach außen gerichteten Ansätzen (35) und in Längsnuten (36) eingreift, die dem den Stellkolben (22) führenden Zylinder (26) zugeordnet sind, um Drehbewegungen des zweiten Bauteiles zu verhindern, während das erste Bauteil (41) einen quer zur Stange (31) liegenden Zapfen (33) aufweist, der mit der dem ersten Federelement (27) abgekehrten Fläche des zweiten Bauteiles (34) zusammenwirkt, wobei das erste Steuerelement (40) mit dem Zapfen zusammenwirkt, um diesen zu einer Winkelbewegung zu veranlassen .

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   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuerelement (44) ein Flanschten (46) bildet sowie ein Paar von Vorsprüngen (4?) auf dem Flanschteil, die sich in axialer Richtung gegen das zweite Bauteil (34) erstrecken, auf dem Leistenprofile (43) zum Zusammenwirken mit den VorSprüngen vorgesehen sind, wobei eine Drehbewegung des zweiten Steuerelementes (44) Axialbewegungen des zweiten Bauteiles (34) bewirken.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Hebelverbindung zwischen dem zweiten Steuerelement (44) und der Kraftstoff-Steuerung (21).

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerelement (40) mit einem Thermostaten gekoppelt ist.

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