DE2258309A1

DE2258309A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2258309A1
Application number: DE19722258309
Authority: DE
Inventors: Gerald Hoefer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1972-11-29
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2208055A1; US3848576A; SU609486A3; BR7309345D0; JPS5815618B2; RO64770A; DE2258309C2; JPS4982818A; FR2208055B1; PL91160B1; IT1002039B; ATA994173A; AT331572B; ES420937A1; GB1455458A

Description

BÖ/LmR. »
9.11-1972

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfs

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem durch Nocken gesteuerten hin- und hergehenden und zugleich rotierenden und dabei als Verteiler dienenden Pumpenkolben mit Änderung der in am Umfang des Pumpenzylinders entsprechend der Zahl der zu versorgenden Motorzylinder angeordnete! Förderkanalen geförderten Kraftstoffmenge, in Abhängigkeit von der Drehzahl durch Unterbrechen der Pumpenför-

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derung infolge Aufsteuerns eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraums während des Förderhubs an einer ersten Steuerstelle und mit einem Ventil zur Entlastung und Konstanthaltung des Kraftstoffdrucks in den zu Düsen führenden Förderkanalen und -leitungen.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe erfolgt die Kraftstoffmengenregelung durch eine veränderliche Drossel im Ansaugkanal zum Pumpenarbeitsraum. Bei diesen Pumpen entsteht bei Teillastbetrieb während des Saughubs ein hoher Unterdruck im Pumpenarbeitsraum und den mit diesem verbundenen Kanälen. Dies führt zu Dampfblasenbildung, ungleichmässige Einspritzung und zu Kavitationsschäden. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei der Kraftstoffeinspritzpumpe in jeder Einspritzleitung ein Rückschlagventil mit Entlastungskolben vorgesehen und ferner wird der Verbindungskanal zwischen diesem Rückschlagventil und der Steuerstelle der Einspritzleitung während des Saughubs vom Pumpenarbeitsraum getrennt und über eine Verbindungsleitung zum Pumpensaugraum entlastet. Dazu sind jedoch in aufwendiger Weise zwei weitere Steuerstellen, ein zusätzlicher Kanal und für jede Einspritzleitung ein kostspieliges Entlastungsventil notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit möglichst einfachen Mitteln und geringem Aufwand bei einer Einspritzpumpe eingangs beschriebener Art durch eine geeignete Anordnung auch bei höheren Förderleistungen bzw. höheren Drücken und hoher Kraftstoffördermenge eine Unterdruckbildung und damit Kavitationsschäden und ungleichnässige Einspritzung zu vermeiden.

' Diese Aufgabe wird dadurch gelöst , dass der Entlastungskanal aus - zwei koaxial im Pumpenkolben verlaufenden Sackbohrungen mit jeweils ,einer Radialbohrung besteht und die Radialbohrungen über jeweils einen der an einer zweiten und dritten Steuerstelle steuerbaren Verbindungskanäle miteinander verbindbar sind, die

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Teile der Förderkanäle sind, wobei die Radialbohrung des dem Pumpenarbe it sraum zugewandten Entlastungskanalteils gleichzeitig' Förderkanal ist und als Verteilerbohrung dient, und dass der dem Pumpenarbeitsraum abgewandte, zur ersten Steuerstelle führende, untere Entlastungskanalteil zwischen der ersten und der zweiten Steuerstelle ein in Entlastungsrichtung Öffnendes, federbelastetes Ventil enthält.

Dies hat den Vorteil, dass 'während des Saughubs des Pumpenkolbens ein Unterdruck nur im Bereich des mit dem Pumpenarbeitsraum verbundenen oberen Entlastungkanalteils entstehen kann. Die in den Förderkanälen und daran anschimessenden Einspritzleitungen auftretenden Druckschwingungen können dabei über das einzige zentrale Entlastungsventil abgebaut werden und weiterhin kann dort der mittlere Druck konstant gehalten werden.Darüberhinaus wird .auch nach' Öffnen des Entlastungskanals während des Förderhubes ein konstanter Druck im Pumpenraum und in dessen Verbindung zum zentralen Entlastungsventil eingehalten.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Verteilerbohrung an der dritten Steuerstelle kurz nach Beginn des Saughubs des Pampenkolbens und' früher als die Radialbohrung des unteren Entlastungskanalteils an der zweiten Steuerstelle schliessbar ist und beide zur gleichen Zeit aufsteuerbar sind.

Dies hat den Vorteil, dass nach Schliessen der Verteilerbohrung der Förderkanal während des beginnenden Saughubs des Pumpenkolbens noch weiterhin entlastet werden kann und dass bei geöffneter Verteilerbohrung über den oberen Totpunkt des Pumpenkolbens hinaus während eines exakt festlegbaren Teils des beginnenden Saughubs eine bestimmte Kraftstoffmenge in den Pumpenarbeits-* raum zurückströmen kann. Das entspricht einer zusätzlichen Volumenentlastung des Förderkanals und α*ν Einspritzleitungo

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Eine andere vorteilhafte Ausführung der Erfindung besteht darin , dass der Antriebsnocken für den Pumpenkolben im obersten Punkt eine Rast aufweist. Auch das stellt eine vorteilhafte Möglichkeit dar, vor Beginn des Saughubs mit der erfindungsgemässen Anordnung eine weitere Entlastung und einen Druckausgleich in den Förderkanälen zu erzielen. Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass auch bei höherer Förderleistung keine Unterdruckbildung auftritt und damit Kavitationsschäden und eine ungleichmässige Einspritzung vermieden werden. Weitere Einzelheiten und Ausführungen des erfindungsgemässen Gegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Schema der erfindungsgemässen Kraftstbffeinspritz-

pumpe im Längsschnitt und
Fig. 2 ein Diagramm mit den Öffnungszeiten der einzelnen Steuerstellen, die über der Hubverlaufskurve des Pumpenkolbens aufgetragen sind.

In einem im Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet ein Kolben 2 in einem von einer fest in das Gehäuse der Kraftstoffeinspritzpumpe eingesetzten Hülse 5 gebildeten Zylinder 4. Der als Verteiler ausgebildete Kolben 1 versorgt nacheinander mehrere Zylinder einer Brennkraftmaschine. Der Kolben wird dazu mittels einer angetriebenen Nockenscheibe 6, die auf Rollen 7 läuft, auf die sie mittels einer nicht dargestellten Feder gepresst wird, in eine drehende und gleichzeitig hin- und hergehende Bewegung versetzt gemäss den Pfeilen in Fig. 1. Die Übertragung der Drehbewegung zwischen Nockenscheibe 6 und Kolben 1 erfolgt über· einen Stift 8, der in eine Nut 9 am Fuss 10 des Kolbens eingreift.

Bei jedem Saughub des Kolbens 1 erfolgt die Versorgung des zwi-

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sehen Pumpenkolben und Zylinder 4 eingeschlossenen Arbeitsraumes 12 mit Kraftstoff über einen Zulaufkanal 13, einer Versorgungsbohrung 14 und einer der Längsnuten 15 aus dem Arbeitsraum 16. In der Längsachse des Kolbens ist ein Entlastungskanal angeordnet, der aus einem oberen Teil 17 in Form einer vom Arbeitsraum 12 ausgehenden Sackbohrung und einem unteren Entlastungskanalteil 18 besteht in Form einer Sackbohrung, deren erster Teil 19 ausgehend vom Kolbenfuss 10 einen grösseren Durchmesser hat als das Endstück 20- In den oberen Entlastungskanalteil 17 mündet eine Radialbohrung 22 ein, die als Verteilerbohrung dient. In den unteren Entlastungskanalteil mündet ebenfalls in dem Endstück 20 eine Radialbohrung 23 und in den Teil 19 des Entlastungskanals 18 eine Querbohrung 24, deren Austritt aus dem Kolben mit einer Steuermuffe 26 zusammenarbeitet, die durch nickt weiter dargestellte Mittel entsprechend der Last und der Drehzahl axial auf dem Pumpenkolben 1 verschoben werden kann. Der Entlastungskanalteil 18 wird vom Kolbenfuss her durch einen eingeschraubt ten Bolzen 27 verschlossen mit dem je nach Einschraubtiefe eine · Feder 28 verschieden stark vorgespannt werden kann. Es kann natürlich auch ein entsprechender Bolzen eingepresst werden. Die Feder 28 presst eine Kugel 30 gegen die Einmündung des Endstücks 20 in den Sackbohrungsteil 19 des Entlastungskanalteils18, wodurch diese Einmündung dicht verschlossen wird.

Die Verteilerbohrung.22 und die Radialbohrung 23 sind mittels eines U-förmig verlaufenden Verbindungskanals 32, der sich in der Hülse 3 befindet, verbindbar. Von diesem Verbindungskanal zweigt eine der Kraftstofforderleitungen 33» die zu den nicht dargestellten Einspritzdüsen führen,, ab. Diese Förderkanäle-und Verbindungskanäle sind entsprechend der Anzahl und Folge der zu versorgenden Zylinder der Brennkraftmaschine um den Pumpenkolben herum angeordnet.

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Die Arbeitsweise der Kraftstoffeinspritzpumpe ist folgende:

Angetrieben durch die Nockenscheibe 6 vollführt der Pumpenkolben wie bereits geschildert eine drehende und eine hin- und hergehende Bewegung, wobei er während des Saughubs bei seiner Abwärtsbewegung über den Zulaufkanal 13 * die Versorgungsbohrung 14 und eine der Längsnuten 15 am oberen Umfang des Pumpenkolbens Kraftstoff aus dem Saugraum 16 in den Arbeitsraum 12 ansaugt. Bei diesem Vorgang sind die Verbindungen zv/ischen der Verteilerbohrung 22, der Radialbohrung 25 und dem Verbindungskanal 32 geschlossen. Bei seinem Förderhub fliesst der Kraftstoff über den oberen Entlastungskanalteil 17i die Verteilerbohrung 22, den Verbindungskanal 32 und den Förderkanal 33 zu den nicht dargestellten Düsen, andererseits ist auch die Verbindung der Radialbohrung 23 zum Vertindungskanal 32 geöffnet, so dass auch hier Kraftstoff weiter über das Rückschlagventil 30 in den unteren Entlastungskanalteil 18 eindringen kann. Hier ist zunächst die aus der Steuermuffe 26 und der Querbohrung 24 gebildete erste Steuerstelle geschlossen, so dass der geförderte Kraftstoff ausschliesslich zu den Düsen gelangt. Je nach Stellung der Steuermuffe 26 wird die erste Steuerstelle früher oder später vor Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens geöffnet, so dass der Kraftstoff über das Rückschlagventil 30 und die Querbohrung 24 in den Saugraum abströmt.

Beim Erreichen des oberen Totpunktes wird die Verbindung der Verteilerbohrung 22 zum Verbindungskanal 32, die eine dritte Steuerste3,le bilden, durch die Drehung des Kolbens verschlossen. Dies und die Öffnungszeiten der übrigen Steuerstellen können dem schematischen Diagramm in Fig. 2 entnommen werden, v/o die Kurve der Kolbenanhebung im Verlauf seiner Drehung aufgezeigt ist. Mit III ist dort die Dauer der Verbindung der Verteilerbohrung 22 mit dem Verbindungskanal 32 an der dritten Steuerstelle bezeichnet. Im Gegensatz zu der dritten Steuerstelle ist die Verbindung (II) der Radialbohrung 23 mit dem Verbindungskanal

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bei gleichem Üffnungsbeginn länger geöffnet als die dritte Steuerstelle und zwar nahezu über den gesamten Saughub. Durch das Schliessen der dritten Steuerstelle vor Beginn des Saughubs wird somit erreicht, dass in dem Verbindungskanal 32, dem Förderkanal 33 und dem zweiten Entlastungskanalteil 18 durch die Kolbenbewegung kein Unterdruck entstehen kann. Nach Verschliessen der dritten Steuerstelle, d.h. bei Förderende können Druckwellen, die in den Einspritzleitungen entstehen, über das Rückschlagventil 30 abgebaut werden. Insbesondere wird,bestimmt durch den Federdruck des Rückschlagventils 30,ein gleichmässiger Entlastungsdruck in den Förderkanälen und Einspritzleitungen erzielt. Auch wird mit .dem zentralen Ventil im Augenblick nach dem Aufsteuern der Querbohrung 24 durch die Steuermuffe ein konstanter Druck im Pumpenraum und in den anschliessenden Bohrungen erhalten. Durch Verändern der Vorspannung der Feder 28 kann der Druck,der in den Förderleitungen nach Schliessen der Düsen gehalten werden soll, bestimmt werden. Es v/erden mit dieser Anordnung Unterdrücke, die durch den Ansaugvorgang bedingt sind und zu ungleichmässiger Einspritzung führen, als auch Unterdrücke, die durch Druckschwingungen in den Förderkanälen und Einspritzleitungen entstehen und zu Kavitationsschaden und unregelmässiger Einspritzung führen, vermieden. ' .

Durch Verlängerung der Öffnungszeit an der dritten Steuersteile über den oberen Totpunkt des Pumpenkolbens hinaus kann beim beginnenden Saughub eine bestimmte Kraftstoff menge zur zusätzlichen Volumenentlastung der Förderkanäle entnommen werden. In anderer Ausführung kann auch der Rocken, der die Bewegung des Pumpenkolbens steuert, im oberen Totpunkt eine kurze Rast R besitzen, während der der Kolben stillsteht, womit ebenfalls ein Druckausgleich und ein Abbau der Druckschwingungen im Fördersystem erzielt wird.

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Claims

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Ansprüche

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem durch Nocken gesteuerten hin- und hergehenden und zugleich rotierenden und dabei als Verteiler dienenden Pumpenkolben mit Änderung der in am Umfang des Pumpenzylinders entsprechend der Zahl der zu versorgenden Motorzylinder angeordneten Förderkanälen geförderten Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl durch Unterbrechen der Pampenförderung infolge Aufsteuerns eines Entlastungskanals des Pumpenarbeitsraums während des Förderhubs an einer ersten Steuerstelle und mit einem Ventil zur Entlastung und Konstanthaltung des Kraftstoffdrucks in den zu Düsen führenden Förderkanälen und -leitungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungskanal aus zwei koaxial im Pumpenkolben verlaufenden Sackbohrungen (I7i 18) mit jeweils einer Radialbohrung (22, 23) besteht und die Radialbohrungen über jeweils einen der an einer zweiten (23» 32) und dritten (22, 32) Steuerstelle steuerbaren Verbindungskanäle (32) miteinander verbindbar sind, die Teile der Förderkanäle sind, wobei die Radialbohrung des dem Pumpenarbeitsraum zugewandten Entlastungskanalteils (17) gleichzeitig Förderkanal ist und als Verteilerbohrung (22) dient, und dass der dem Pampenarbeitsraum abgewandte, zur ersten Steuerstelle führende untere Entlastungskanalteil (18) zwischen der ersten (24, 26) und der zweiten (23» 32) Steuerstelle ein in Entlastungsrichtung öffnendes, federbelastetes Ventil (30) enthält.

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2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerbohrung (22) an der dritten Steuerstelle (22, $2) kurz nach Beginn des Saughubs des Pampenkolbens und früher als die Radialbohrung (23) des unteren Entlastungskanalteils (18) an der zweiten 'Steuerstelle (23> 32) schliessbar ist und beide zur gleichen Zeit aufsteuerbar sind.

3· Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsnocken für den Pumpenkolben im obersten Totpunkt eine Rast (R) aufweist."

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerstelle (24, 26) aus einer in Abhängigkeit von Last und Drehzahl auf dem Pumpenkolben (1) axial verschiebbaren Steuermuffe (26) besteht, die mit der Austrittsöffnung der Querbohrung (24) des unteren Entlastungskanalteils (18) zusammenarbeitet. .

5· Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialbohrung (23) des unteren Entlastungskanalteils (18) während des Förderhubs und einem Grossteil des Saughubs des Pumpenkolbens mit dem Verbindungskanal (32) verbunden ist. ■ .". . ·

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6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (30) mit einer Feder (28) veränderbarer Spannung belastet wird.

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