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Vorrichtung zur selbsttätigen Verstellung des Einspritzbeginns einer
Brennstoffeinspritzpumpe Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen
Verstellung des Einspritzbeginns einer Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen,
mit einem von der Maschine angetriebenen rotierenden Verteiler, der an einem Ende
einen Kopf mit einer Querbohrung für mindestens einen Kolben aufweist, mit einer
Förderpumpe, die bei Drehung des Verteilers intermittierend den flüssigen Brennstoff
mit einem von der Drehzahl der Maschine abhängigen Druck der Bohrung zuführt und
den Kolben radial nach außen schiebt, mit einem Zumeßventil für die Regelung der
Brennstoffzufuhr zu der Bohrung und mit einem mit dem Kolben zusammenwirkenden Nockenring,
der bei Drehung des Verteilerkopfes den Einwärtshub des Kolbens bewirkt und den
Brennstoff über den Verteiler den Maschinenzylindern zuführt, wobei in einem Einstellzylinder
ein vom Brennstoffdruck betätigter Kolben angeordnet ist, durch den der Nockenring
verdrehbar ist, und der Raum an dem einen Ende des Einstellzylinders mit einer Anschlußstelle
an der Brennstoffleitung in Verbindung steht, die zwischen der Förderpumpe und dem
Zumeßventil liegt, derart, daß die Verbindung lediglich während des Zeitraums besteht,
in dem Brennstoff der Bohrung zugeführt wird, wobei im Brennstoffleitungssystem
eine Drossel vorgesehen ist.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art weist der rotierende Verteiler
der Einspritzpumpe Längsnuten auf, die bei der Umdrehung des Verteilers in wechselnder
Folge mit einer zu dem Einstellzylinder führenden Leitung in Verbindung gelangen,
wodurch der Verstellkolben den Nockenring so beeinflußt, daß dieser zunächst von
den Kolben der Einspritzpumpe mitgenommen werden kann, solange die Verbindung zu
dem Einstellzylinder offen ist und demgemäß der Brennstoff aus dem Einstellzylinder
entweichen kann. Sobald die Verbindungsleitung des Stellzylinders verschlossen wird,
stellt sich eine hydraulische Blockierung des Stellkolbens und damit des Nockenrings
durch den in dem Einstellzylinder eingeschlossenen Brennstoff ein mit der Folge,
daß nun die Kolben der Einspritzpumpe ihren Einspritzhub ausführen. Durch entsprechende
Bemessung der bei der Umdrehung des Verteilers in überdeckung gelangenden öffnungen
der Längsnuten und der zu dem Einstellzylinder führenden Verbindungsleitung läßt
sich der Einspritzbeginn genau festlegen, da dieser lediglich von dem Zeitpunkt
bestimmt wird, zu dem die hydraulische Blockierung des Einstellzylinders erfolgt.
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Man hat in diesem Zusammenhang auch vorgesehen, an der Mündung der
zu dem Einstellzylinder führenden Leitung bzw. an den Mündungen der genannten Längsnuten
Drosselkerben anzuordnen, um eine selbsttätige Änderung des Einspritzbeginns in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu bewirken. Bei dieser vorbekannten
Vorrichtung wirkt sich jedoch als Nachteil aus, daß der auf den Stellkolben des
Einstellzylinders wirkende Brennstoffdruck sehr stark durch die sich an der Auslaßseite
der Förderpumpe einstellenden Druckschwankungen beeinflußt wird. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß das der Förderpumpe zugeordnete überdruckventil im allgemeinen so ausgelegt
ist, daß es einen sich mit der Drehzahl der Pumpe ändernden Druck bewirkt. Da die
Förderpumpe bei Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine und bei voller öffnung des
Zumeßventils eine überschußkraftstoffmenge liefert, ergibt sich bei niedriger Drehzahl
die Schwierigkeit, daß die von der Einstellung des Zumeßventils abhängigen Druckänderungen
gering und nicht hinreichend groß sind, um die Einstellung des Nockenrings nennenswert
zu beeinflussen.
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Um durch Verstellung des Nockenrings den Einspritzbeginn den verschiedenen
Drehzahlen und Belastungszuständen der Brennkraftmaschine anzupassen, ist es bei
Einspritzpumpen der hier in Rede stehenden Art bekannt, das aus einem zylindrischen
Drosselkörper bestehende Zumeßventil mit Steuernuten zu versehen, über die die zu
dem Einstellzylinder führende Verbindungsleitung mit dem Brennstoffzuführungskanal
in Verbindung steht. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß das Drosselglied
in derjenigen Stellung, in der es die größtmögliche Brennstoffmenge der Einspritzpumpe
zuleitet, die zu
dem Einstellzylinder führende Verbindungsleitung
mit einem Abflußkanal verbindet, so daß der Stellkolben des Einstellzylinders vom
Brennstoffdruck entlastet und der Nockenring dadurch in seine der vollen Einspritzmenge
entsprechende Stellung gedreht wird. Zweck dieser Maßnahme ist es, die Verbindungsleitung
zu dem Einstellzylinder bei kleinen Einspritzmengen zu öffnen und damit den Einspritzbeginn
vorzuverlegen. Bei Einstellung des Drosselgliedes auf größere Einspritzmengen ist
dagegen die Verbindungsleitung gegenüber der Brennstoffzuführungsleitung abgesperrt.
Bei dieser Vorrichtung kann daher der den Zeitpunkt der Einspritzung bestimmende
Kolben des Einstellzylinders nur zwei Arbeitsstellungen einnehmen. Eine kontinuierliche
Verstellung des Stellkolbens und damit auch des Einspritzbeginns in Abhängigkeit
von der Belastung der Brennkraftmaschine ist daher mit dieser Vorrichtung nicht
zu erreichen.
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Mit der Erfindung soll nun eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Vorrichtungen so hergerichtet werden,
daß der in den Einstellzylinder übertragene Brennstoffdruck ausschließlich abhängig
ist von der Durchflußmenge des Brennstoffs durch das Zumeßventil und demgemäß von
der Drehzahl und der Belastung der Brennkraftmaschine, mit der die Brennstoffeinspritzpumpe
in Verbindung steht.
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Dies wird in äußerst einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Drossel
in der Brennstoffleitung zwischen dem Auslaß der Förderpumpe und dem Zumeßventil
angeordnet ist und die Anschlußstelle des Einstellzylinders zwischen der Drossel
und dem Zumeßventil liegt.
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Dabei kann die Anordnung in vorteilhafter Weise derart getroffen sein,
daß der Kolben und der Einstellzylinder gestuft sind und der Raum an dem einen Ende
des Einstellzylinders durch den im Durchmesser größeren Zylinderraum gebildet ist,
während der im Durchmesser kleinere Zylinderraum an eine vor der Drossel liegende
Stelle der Brennstoffleitung angeschlossen ist.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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F i g. 1 zeigt eine Brennstoffeinspritzpumpe gemäß der Erfindung im
Längsschnitt; F i g. 2 zeigt die Pumpe gemäß F i g. 1 im Schnitt nach Linie 2-2;
F i g. 3 zeigt die Pumpe gemäß F i g. 1 im Schnitt nach Linie 3-3; F i g. 4 zeigt
im Querschnitt eine abgeänderte Ausführungsform der Brennstoffeinspritzpumpe.
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Die in der Zeichnung dargestellte Brennstoffeinspritzpumpe weist ein
Gehäuseteil 1 auf, in dem ein rotierender Verteiler 2 gelagert ist, der zusammen
mit der Maschine, mit der die Einspritzpumpe verbunden ist, in bestimmter zeitlicher
Abstimmung angetrieben wird. An dem einen Ende des Verteilers ist ein Kopf 3 angeformt,
der eine Querbohrung 4 aufweist. An dem anderen Ende des Verteilers ist eine Förderpumpe
5 gelagert, die zweckmäßig eine Pumpe der Flügelbauart ist und einen Brennstoffeinlaß
6 sowie einen Brennstoffauslaß 7 im Gehäuseteil der Pumpe aufweist. Die Förderpumpe
ist so angeordnet, daß sie Brennstoff mit einem von ihrer Drehzahl abhängigen Druck
fördert. Zur Druckbegrenzung ist zwischen dem Einlaß und dem Auslaß ein Regulierventil
8 angeordnet. Innerhalb der Querbohrung 4 im Verteilerkopf liegt ein
Kolbenpaar 9. Um die Kolben nach außen zu verschieben, wird Brennstoff in den Raum
zwischen den beiden Kolben über einen Längskanal 10 im Verteiler eingeführt. Die
Zuführung des Brennstoffes zu dem Längskanal erfolgt über jeweils einen von vier
in gleichen Winkelabständen angeordneten radialen Einlaßkanälen 11, deren innere
Enden mit dem Längskanal 10 verbunden sind und deren äußere Enden bei der
Drehung des Verteilers nacheinander mit einer Einlaßöffnung 12 im Gehäuseteil
in Verbindung gelangen. Die Einlaßöffnung 12 ist mit dem Auslaß 7 der Förderpumpe
über eine Drossel 13, die in einem Längskanal im Gehäuseteil liegt und über ein
in Reihe damit geschaltetes Zumeßventil14 verbunden. Die Anordnung ist derart, daß
eine genau eingestellte, die Kolben 9 nach außen verschiebende Brennstoffmenge der
Querbohrung 4 zugeführt wird, wenn die Einlaßöffnung 12 mit einem der Einlaßkanäle
11 in Verbindung kommt.
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Die Kolben 9 werden während der Zeit oder während eines Teils dieser
Zeit nach innen geschoben, in der die Einlaßöffnung 12 und die Einlaßkanäle
11
verbunden sind. Der Einschub der Kolben erfolgt unter der Wirkung eines
Nockenringes 15, der den Verteilerkopf 3 umschließt. Die Nockenerhöhungen des Nockenringes
wirken über Rollen 16, die zwischen den Kolben und dem Nockenring angeordnet sind,
auf die Kolben. Der beim Einschub der Kolben aus der Querbohrung verdrängte Brennstoff
gelangt über den Längskanal 10 zu einem radialen Kanal 17, der bei der Drehung des
Verteilers nacheinander jeweils mit einer von vier Auslaßöffnungen 18 in
Verbindung gelangt, die in untereinander gleichen Winkelabständen angeordnet und
jeweils mit einem Zylinder der Brennkraftmaschine verbunden sind.
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Um den Zeitpunkt der Brennstoffeinspritzung in die Maschinenzylinder
zu verstellen, ist der Steuerring 15 mittels eines druckmittelbetätigten und federbelasteten
Kolbens 19 winkelverstellbar. Der Kolben 19 liegt in einem Zylinder 20, dessen Achse
parallel zu einer Tangente des Nockenringes 15 verläuft. Der Brennstoff als
Druckmittel wird dem von der Feder abgewandten Ende des Zylinders 20 unter Druck
zugeführt, und zwar lediglich während der Zeit, in der Brennstoff zu der Querbohrung
im Verteilerkopf gefördert wird. Zur Druckbeaufschlagung des Einstellzylinders
20 sind vier in gleichen Winkelabständen angeordnete Ausnehmungen 21 am Umfang
des Verteilers angeordnet, die mit einer zwischen der Drossel 13 und dem Zumeßventi114
liegenden Stelle der Brennstoffleitung von der Förderpumpe 7 zur Querbohrung
4 in Verbindung stehen und so angeordnet sind, daß sie wechselweise mit einem
Kanal 22 verbunden werden, der an das genannte Ende des Zylinders 20 angeschlossen
ist. Die Anordnung ist derart, daß die in dem Zylinder 20 eingeschlossene
Brennstoffmenge die durch die Kolben 9 auf den Steuerring 15 ausgeübte Drehkraft
aufnimmt. Da der Durchfluß durch die Drossel 13 und damit der Druck hinter der Drossel
durch die Einstellung des Zumeßventils 14
bestimmt wird, ist der Zeitpunkt
der Einspritzung abhängig von der Belastung und der Drehzahl der Brennkraftmaschine.
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Bei dem in F i g. 4 dargestellten abgeänderten Ausführungsbeispiel
ist der den Nockenring 15 verschwenkende Kolben 23 als Stufenkolben ausgebildet,
der in einem gestuften Zylinder 24 liegt, dessen im Durchmesser kleinere Zylinderkammer
die den Kolben
beaufschlagende Feder aufnimmt. Die im Durchmesser
größere Zylinderkammer wird intermittierend über die Öffnung 22 von dem Brennstoff
beaufschlagt. Die im Durchmesser kleinere Zylinderkammer wird ebenfalls vom Brennstoff
beaufschlagt, und zwar von einer Stelle her, die vor der Drossel 13 liegt.
Durch diese Maßnahme wird der Einfluß der Drehzahl auf das Ausmaß der Verschiebung
des Nockenringes im Vergleich zu dem Einfluß der Belastung herabgesetzt.