DE3322929C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Aus der DE-OS 24 02 374 ist eine derartige Kraftstoffeinspritzpumpe bekannt, bei der die Vorrichtung für die Angleichung der Kraftstoffeinspritzmenge aus einer Federkapsel und einem mit dieser zusammenwirkenden Angleichhebel am Drehzahlgeber besteht. Diese Vorrichtung ist in vorhandene Drehzahlregelhebelgruppen nachträglich günstig einbaubar, jedoch erfordert sie einen erhöhten technischen Aufwand und belastet die ohnehin funktionsreiche Regelhebelgruppe mit einer zusätzlichen Funktion. Eine derartige Angleichung, mit der der Verlauf der Vollasteinspritzmenge pro Pumpenkolbenhub über der Drehzahl verändert wird in Anpassung an die von Brennkraftmaschinen im jeweiligen Drehzahlpunkt emissionsarm verarbeitbare Kraftstoffeinspritzmenge, kann bei Brennkraftmaschinen erforderlich sin, die im unteren Drehzahlbereich sogenannte Schwarzrauchprobleme haben oder die einen besonderen Drehmomentenanstieg realisieren müssen. Des weiteren benötigen eine Angleichung auch sogenannte Ladermotoren ohne ladedruckabhängigen Vollastanschlag.

Schnellaufende Brennkraftmaschinen benötigen eine verhältnismäßig große negative Angleichung, d. h. einen mit steigender Drehzahl zunehmenden von dem unbeeinflußten mit steigender Drehzahl ebenfalls üblicherweise zunehmenden Vollsteinspritzmengenverlauf abweichenden Verlauf der Kraftstoffeinspritzmenge, die sich mit der vorbekannten Vorrichtung nur mit großem Aufwand darstellen läßt. Diese beeinflußt auch in nicht erwünschter Weise eine ggf. vorhandene Einrichtung für den lastabhängigen Förderbeginn und ermöglicht nicht den gleichzeitigen Einsatz eines ladedruck- oder atmosphärendruckabhängigen Vollastanschlags.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß eine Angleichung mit technisch einfachen Mitteln wirkungsvoll erzielbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.

Mit der Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem mit einfachen technischen Mitteln und sicher in der Funktion gelöst. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die erforderliche Minderfüllung des Arbeitsraumes durch die die Erhebungskurve des Pumpenkolbens bestimmende Geometrie der Nocken der Hubscheibe zu erreichen.

Der Förderbeginn wird durch die mit steigender Drehzahl zunehmende Füllung des Pumpenarbeitsraumes bei seinem Saughub und bei steigender Drehzahl immer näher zum unteren Totpunkt auf der ansteigenden Flanke des Nockens verschoben, was eine Frühverschiebung des Spritzbeginns zur Folge hat. Gegenüber herkömmlichen Angleichvorrichtungen braucht deshalb der Spritzversteller in vorteilhafter Weise nur noch einen kleineren Weg auszuführen, um die gleiche Spritzbeginnverschiebung zu erreichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Da die Einlaßschließpunkte zum Nocken mit einer die Angleichung beeinflussenden Toleranz behaftet sind, ist eine Justierung erforderlich, die Ansprüche 3 bis 7 zeigen Wege einer derartigen Justierung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 abschnittsweise einen Schnitt durch eine sogenannte Verteilereinspritzpumpe für Dieselkraftstoff von Brennkraftmaschinen in vereinfachter, unmaßstäblicher Darstellung,

Fig. 2 den Fördermengenverlauf mit negativer Vollastangleichung,

Fig. 3 die Erhebungskurve eines Nockens der Hubscheibe,

Fig. 4 den partiellen Kolbenweg im Bereich der Angleichung und

Fig. 5 abschnittsweise einen Schnitt durch den Spritzversteller in unmaßstäblicher Darstellung.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die Verteilereinspritzpumpe in Fig. 1 hat einen Verteilerkopf 45 mit einer Bohrung 2, in der ein Pumpenkolben 3 durch vereinfacht dargestellte Mittel entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder eine Drehhubbewegung ausführt. Ein Arbeitsraum 4 wird über Steuerschlitze 5 im Pumpenkolben 3 und eine Einlaßöffnung 6 im Gehäuse 1 mit Kraftstoff aus dem Innenraum 7 der Einspritzpumpe so lange versorgt, wie der Pumpenkolben 3 seinen Saughub ausführt.

Der Verteilerkopf 45 ist mit seinem Relais 47 in einer Öffnung 46 des Gehäuses 1 zentriert und mittels mehrerer Kopfschrauben 48 am Gehäuse 1 befestigt. Den Gewindebolzen 49 einer jeden Kopfschraube 48 nimmt ein als Langloch ausgebildetes Durchgangsloch 50 des Verteilerkopfes 45 auf, so daß dessen geringfügige Drehung um den Pumpenkolben 3 möglich ist.

Nach einer Drehung des Pumpenkolbens 3 und bei Beginn des Druckhubes wird der Kraftstoff aus dem Arbeitsraum 4 über eine Längsbohrung 8 im Innern des Pumpenkolbens 3 und eine davon abzweigende Steuerbohrung 9 in eine Verteilernut 10 am Pumpenkolben 3 gefördert und über eine von mehreren von der Bohrung 2 ausgehenden Auslaßbohrungen 11 und ein Druckventil 12 einem nicht gezeichneten Einspritzventil zugeführt. Eine synchronangetriebene, volumetrische Förderpumpe 13 fördert Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 14 in den Innenraum 7, dessen Kraftstoffdruck ein Drucksteuerventil 15 bestimmt.

Ein Regelschieber 16 steuert während des Druckhubs eine von der Längsbohrung 8 abzweigende Steuerbohrung 17 des Pumpenkolbens 3 auf, wodurch der ab diesem Kolbenhub geförderte Kraftstoff in den Innenraum 7 zurückfließt und dadurch den Nutzhub beendet. Ein Regler mit einem um eine gehäusefeste Achse 19 schwenkbaren Reglerhebel 18 mit einem Zapfen 20 greift in eine Ausnehmung 21 des Regelschiebers 16 und bestimmt dessen Axialstellung auf dem Pumpenkolben 3; auf diese Weise wird die von der Pumpe geförderte Kraftstoffmenge bestimmt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Stift 23 mit einer Hubscheibe 24 verbunden, die eine Antriebswelle 26 über eine nicht gezeichnete Klauenkupplung antreibt. Die Hubscheibe 24 hat Nocken 25 - deren Anzahl der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine entspricht - die mit Rollen 27 eines Rollenringes 28 zusammenwirken und die Drehhubbewegungen herbeiführen.

Der Rollenring 28 ist im Gehäuse 1 drehverstellbar gelagert und über einen Bolzen 29 mit einem Kolben 30 eines Spritzverstellers derart verbunden, daß dessen Hubbewegung eine Drehung des Rollenringes 28 herbeiführt; dadurch ändert sich die Zuordnung der Hubscheibe 24 zum Rollenring 28, so daß die Rollen 27 die sich drehende Hubscheibe 24 zu einem früheren oder späteren Zeitpunkt anhebt; hierdurch wird die Lage des Pumpenkolbens 3 bezüglich dessen Hubbewegung gegenüber der Kurbel- oder Nockenwelle um einen definierten Winkel versetzt.

Den Kolben 30 beaufschlagt der Kraftstoffdruck im Zylinderraum 32, der über einen Kanal 31 mit dem Innenraum 7 verbunden ist. Auf der Rückseite ist der Kolben 30 von einer Feder 33 beaufschlagt, entgegen der er bei steigender Drehzahl und mithin steigenden Innenraumdruck verschoben wird und dabei den Rollenring 28 im Sinne eines früheren Spritzbeginns bzw. Beginns des wirksamen Förderhubs des Pumpenkolbens 3 verschiebt.

Das Schaubild in Fig. 2 zeigt die strichlierte Kennlinie 60 des Kraftstoffbedarfs des Motors und die ausgezogene Kennlinie 61 der Vollastfördermenge ohne Angleichung sowie die strichpunktierte Kennlinie 62 mit angeglichener, negativer Vollastfördermenge.

Das Schaubild in Fig. 3 zeigt die Nockenbahn 63, die indentisch ist mit der Erhebungskurve des Pumpenkolbens 3 über den horizontalen Drehwinkel alpha und dem vertikalen Nockenhub. Die Nockenbahn 63 hat zwischen dem unteren Totpunkt UT und dem oberen Totpunkt OT ihren ansteigenden Ast, welcher der ansteigenden Flanke 64 des Nockens 25 entspricht, und daran anschließend ihren abfallenden Ast 65 mit einem Abschnitt 66, der einen von der ursprünglichen Nockenform 67 abweichenden Verlauf aufweist.

Befindet sich der Spritzversteller in seiner Spätlage 68, so wird die Einlaßöffnung 6, z. B. im Kurvenpunkt 69 aufgesteuert und im Kurvenpunkt 70 zugesteuert; in der korrespondierenden Frühlage 68′ tritt dies in den Kurvenpunkten 69′ und 70′ zu. Der maximale Weg 7 des Spritzverstellers bestimmt den Angleichbereich 72 und die Hubdifferenz des Pumpenkolbens 3 zwischen den Kurvenpunkten 70 und 70′ die Angleichfördermenge pro Förderhub des Pumpenkolbens 3. Das Schließen der Einlaßöffnung 6 zum Arbeitsraum 4 ist bei allen oder wenigstens einem Teil der Einstellagen des Spritzverstellers bereits erfolgt, bevor der Pumpenkolben 3 auf der abfallenden Flanke 65 des jeweiligen Nockens 25 seinen Saughub beendet hat. Das bedeutet, daß im Bereich der Kolbenstellungen, bei denen ein Schließen der Einlaßöffnung 6 bei unterschiedlichen Einstellagen des Abschnittes 66 erfolgt, die jeweilige Angleichmenge bezogen auf die Drehzahl angepaßt ist.

Das Schaubild in Fig. 4 zeigt Kennlinien des Kolbenweges im Angleichbereich über dem anteiligen Hub und der Drehzahl. So ergibt der Abschnitt 66 in Fig. 3 die Kennlinie 73, bei der die Drehzahl n1 in Fig. 2 den minimalen Angleichweg erfordert und der Angleichverlauf über der Drehzahl linear erfolgt. Angleichwege mit Kennlinien wie beispielsweise 74, 75 und 76 sind durch entsprechende Gestaltung des Nockenverlaufs im Abschnitt 66 erreichbar.

Die nur abschnittsweise dargestellte Kraftstoffeinspritzpumpe in Fig. 5 zeigt das Gehäuse 1 und den darin drehbar gelagerten Rollenring 28 mit den nicht gezeichneten Rollen. Der Kolben 30 hat eine Querbohrung 80, in der ein Gleitstein 81 drehbar lagert, der den einen Endabschnitt des Bolzens 29 aufnimmt und dessen anderer Endabschnitt im Rollenring 28 befestigt ist. Eine Zylinderbohrung 83 im Gehäuse 1 nimmt den Kolben 30 auf und ist durch zwei Deckel 82 und 82′ in nicht näher dargestellter Weise verschlossen.

Als Mittel zur Justierung der Drehstellung des Pumpenkolbens 3 bezüglich der Einlaßöffnung 6 (Fig. 1) sind alternativ angeordnet:

• 1. Die Lage der Bohrungsachse 84 der Querbohrung 80 ist auf der Achse 85 des Kolbens 30 änderbar in eine neue Lage 84′.
• 2. Der axiale Abstand der beiden Deckel 82, 82′, welcher den möglichen Weg des Kolbens 30 begrenzt, ist bezüglich dessen Mittelstellung änderbar. Diese Änderung wird erreicht entweder durch eine Eindrehung 88 im Deckel 82 oder durch eine Verkürzung der wirksamen Länge der Zylinderbohrung 83 in Richtung der Achse 85.
• 3. Wenigstens in einem der beiden Deckel 82, 82′ ist eine Justierschraube 90, 90′ axial verstellbar angeordnet, die einen Anschlag für den Kolben 30 in seiner einen Endlage bildet; die jeweilige Einstellage der Justierschraube 90, 90′ sichert eine Gegenmutter 91. Die Druckfeder 33 stützt sich zum einen an einem Bund 92 der Justierschraube 90′ ab und zum anderen am Boden 93 einer Vertiefung 94 im Kolben 30.
  Im dargestellten Stillstand der Kraftstoffeinspritzpumpe drückt die vorgespannte Druckfeder 33 den Kolben 30 an die Justierschraube 90. Von einer bestimmten Motordrehzahl an überwindet der Druck im Innenraum 7 und mithin im Zylinderraum 32 die Vorspannkraft der Druckfeder 33, die dann den Kolben 30 nach rechts bewegt. Diese Bewegung wird über den Gleitstein 81 und den Bolzen 29 auf den Rollenring 28 übertragen, der eine geringfügige Winkelverstellung ausführt. Hierdurch ändert sich die Zuordnung der Hubscheibe 24 zum Rollenring 28 derart, daß sich die Hubscheibe 24 aus ihrer unteren Totpunktlage zu einem früheren Zeitpunkt abhebt.
• 4. Der Verteilerkopf 45 in Fig. 1 ist durch mehrere, nur abschnittsweise dargestellte Kopfschrauben 48 am Gehäuse 1 befestigt. Den Gewindebolzen 49 einer jeden Kopfschraube 48 nimmt ein zum Pumpenkolben 3 paralleles Durchgangsloch 50 auf. Dieses hat eine derartige Konfiguration, daß sich der Verteilerkopf 45 bei gelösten Kopfschrauben 48 bezüglich dem Pumpenkolben 3 geringfügig drehen läßt.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem von einem Nockenantrieb, der auf Rollen (27) ablaufende Nocken (25) aufweist, hin- und hergehend und zugleich rotierend angetriebenen Pumpenkolben (3), der in einem Pumpenzylinder (2) einen Pumpenarbeitsraum (4) begrenzt, welcher über einen im Pumpenkolben (3) verlaufenden und an seiner Mantelfläche in einem Pumpeninnenraum (7) mündenden und dort von einem auf dem Pumpenkolben von einem Drehzahlregler verschiebbaren Schieber (16) gesteuerten Entlastungskanal (8, 17) zur Beendigung des Pumpenkolbenförderhubs entlastbar ist, und mit einer in den Pumpenzylinder (2) mündenden Einlaßöffnung (6), die über eine Steueröffnung (5) in der Mantelfläche des Pumpenkolbens (3) beim Saughub des Pumpenkolbens mit dem Pumpenarbeitsraum (4) verbindbar ist und mit einer Einrichtung zur drehzahlabhängigen Angleichung der Kraftstoffeinspritzmenge, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spritzversteller (29, 30, 33), der die Relativstellung der Rollen (27) zu den Nocken (25) mit steigender Drehzahl der Kraftstoffeinspritzpumpe in Richtung früh verstellt, vorgesehen ist, daß die Zuordnung der Drehstellung des Pumpenkolbens (3) so ausgebildet ist, daß die Einlaßöffnung (6) unabhängig von der durch den Spritzversteller (29, 30, 33) bewirkten relativen Drehstellungsänderung des Nockens (25) zu den Rollen (27) geschlossen ist, bevor der Pumpenkolben seine untere Totpunktstellung am Saughubende erreicht hat, und daß die den Saughub steuernde abfallende Flanke (65) des Nockens zum Ende des Saughubbereiches wenigstens in einem Drehwinkelbereich (71), der dem Drehwinkelbereich entspricht, über den der Spritzbeginn verstellbar ist, einen abgeflachten Bereich (66) aufweist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Justierung der Drehstellung des Pumpenkolbens (3) bezüglich der Einlaßöffnung (6) vorgesehen sind.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzversteller einen Kolben (30) mit einer Querbohrung (80) für die Aufnahme eines Gleitsteins (81) aufweist, der die Hubbewegung des Kolbens mittels eines Bolzens (29) auf den Rollenring (28) überträgt, wobei die Lage der Querbohrung (80) auf der Achse (85) des Kolbens (30) änderbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Gehäuse (1) durch Schrauben befestigter Verteilerkopf (45) vorgesehen ist, der ein einen Gewindebolzen (49) einer Schraube (48) aufnehmendes Langloch (50) aufweist, so daß sich der Verteilerkopf (45) bezüglich dem Pumpenkolben (3) geringfügig drehen läßt.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzversteller eine Zylinderbohrung (32) für die Aufnahme des Kolbens (30) und zwei die Zylinderbohrung verschließende Deckel (82, 82′), durch die der mögliche Weg des Kolbens (30) begrenzbar ist, aufweist und daß der axiale Abstand der Deckel (82) bezüglich Mittelstellung des Kolbens (30) veränderbar ist.

6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem der Deckel (82′) ein von außerhalb der Zylinderbohrung (83) verstellbarer Anschlag (90, 92) vorgesehen ist, durch den der mögliche axiale Weg des Kolbens (30) bezogen auf seine Mittellage änderbar ist.