DE1266566B - Einspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F02m

Deutsche KL: 46 c2 -115/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1266 566
K 542711 a/46 c2
15. Oktober 1964
18. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem über ein Verteilerventil durch wechselweises Aufgeben des unter Druck stehenden Brennstoffes in einer Bohrung des Pumpengehäuses hin- und herverschiebbarem Freikolben, dessen wirksamer Hub durch in Axialbohrungen des Freikolbens eingreifende Hubregelglieder regelbar ist.

Bei bekannten Einspritzpumpen dieser Art dient der Freikolben als Dosierungskolben für einen hin- und hergehenden und gleichzeitig zum Verteilen umlaufenden, doppeltwirkenden Pumpenkolben derart, daß der von dem Pumpenkolben verdrängte Brennstoff den Dosierungskolben um einen einstellbaren Hub verschiebt. Da die Fördermenge des Pumpenkolbens nicht regelbar ist, ist bei der bekannten Ausführung der als Dosierungskolben wirkende Freikolben derart angeordnet, daß er die vom Pumpenkolben geförderte Brennstoffmenge regelt; die ihm zugeordneten Anschläge sind Teile der Dosierungs- ao einrichtung, indem durch sie die geförderte Brennstoffmenge, nicht aber der Druck des geförderten Brennstoffes geregelt wird. Die Pumpenanordnung ist demzufolge derart auszulegen, daß der mit ihr erreichbare Maximaldruck dem Einspritzdruck des as Brennstoffes entspricht.

Bei der vorliegenden Erfindung wird nun von der Überlegung ausgegangen, daß Pumpenanordnungen, wie sie durch die vorbekannten Einspritzpumpen in Vorschlag gebracht worden sind, deshalb für unzweckmäßig angesehen werden müssen, weil das Drucksystem an der Eingangsseite der Einspritzpumpe so auszulegen ist, daß der mit ihm erzielbare Druck gleich dem Druck an der Ausgangsseite der Einspritzpumpe ist. Insbesondere bei Ausführungsformen, in welchen der Brennstoff hochverdichtet den Einspritzdüsen zuzuführen ist, ist es daher erforderlich, das Drucksystem verhältnismäßig stark auszulegen.

Zur Vermeidung dieses Nachteils wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jedes der Hubregelglieder in bezug auf die Axialbohrungen des Freikolbens als Hilfskolben wirkt, der zwei in seine Mantelfläche mündende, mit einer axialen, in die dem Freikolben zugewandte Stirnfläche mündende Bohrung in Verbindung stehende Öffnungen aufweist, von denen die eine ständig mit der Einspritzdüse verbunden und die andere durch die Randkante der Axialbohrung des Freikolbens steuerbar ist. Erfindungsgemäß werden demzufolge Erkenntnisse der Druckübersetzung bei einem Stufenkolben verwertet, mit dem Vorteil, daß es nunmehr bei verhältnismäßig Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Kabushiki Kaisha Honda Gijutsu Kenkyusho,

Saitama-ken (Japan)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Lesser, Patentanwalt,
8000 München 61, Cosimastr. 81

Als Erfinder benannt:

Urataro Asaka,

Kiyoshi Osaki, Saitama-ken (Japan)

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 25. Februar 1964 (9357)

kompakter Bauweise der Einspritzpumpe möglich ist, den Brennstoff unter verhältnismäßig niedrigem Druck dem einen Verdrängungsraum zuzuleiten, so daß sich dieser Druck dann auf die gesamte Oberfläche des Freikolbens auswirkt, der Freikolben also bewegt wird und dabei die Brennstoffmenge unter erhöhtem Druck ausstößt, die sich in dem vorhergehenden Hub zwischen der Stirnfläche des anderen Anschlages und dem Boden der diesem Anschlag zugeordneten Axialbohrung des Freikolbens angesammelt hat. Mit jedem, durch einen relativ niedrigen Druck bewirkten Hub des Freikolbens wird also die zur Einspritzung benötigte Brennstoffmenge unter relativ hohem Druck ausgestoßen.

Bildet man die als Hilfskolben wirkenden Anschläge in der bekannten Art und Weise axial einstellbar aus, dann ist es auch möglich, auf einfache Art eine Dosiereinrichtung bereitzustellen. Durch axiales Verstellen der Anschläge ist es demzufolge auch bei der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe möglich, die Fördermenge des Brennstoffes zu regeln.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Abb. 1 das aus erfindungsgemäßer Einspritzpumpe und Verteilerventil gebildete Einspritzaggregat, wobei der Freikolben der Einspritzpumpe seine linke Endstellung einnimmt,

Abb. 2 eine der Abb. 1 identische Darstellung, wobei jedoch der Freikolben der Einspritzpumpe seine rechte Endstellung einnimmt,

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3 4

Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der sichtlich, einmal der rechte Verdrängungsraum3

Abb. 1, mittelbar mit der Brennstoffpumpe 14 und der Unke

Abb. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Verdrängungsraum 3 mit dem Behälter 18 in Verbin-

Abb. lund dung steht bzw., wie aus Abb. 2 ersichtlich, der

Abb. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 der 5 rechte Verdrängungsraum3 mit dem Behälter 18

Abb. 1. und der linke Verdrängungsraum 3 mit der Brenn-

In einer Axialbohrung des Pumpengehäuses 1 ist stoffpumpe 14 in Verbindung steht,
koaxial ein hin- und herverschiebbarer Freikolben 2 Die den Brennstoff in die Verdrängungsräume 3 angeordnet, der das freie Zylindervolumen in zwei zuführenden Leitungen 12, welche an die Öffnungen Verdrängungsräume 3 unterteilt. Der Freikolben 2 io 20 des Ventilgehäuses 15 angeschlossen sind, stehen weist zwei in seine Stirnflächen mündende Axial- über je eine öffnung 23 und eine Öffnung 24 im bohrungen 5 auf, in welche je ein als Hilfskolben wir- Pumpengehäuse 1 mit den Verdrängungsräumen 3 in kender Anschlag4 eingreift. Aus der Abbildung ist Verbindung. Wie aus Abb. 1 und 2 ersichtlich, ersichtlich, daß jeder dieser Hilfskolben 4 einen mündet die Öffnung 23 in die Mantelfläche des Verkleineren Durchmesser als der Freikolben 2 auf- 15 drängungsraumes 3 und die Öffnung 24, in deren Zuweist, leitung ein Absperrventil 25 zwischengeschaltet ist,

Die Bohrungen 5 stehen je über eine Axialboh- in die dem Freikolben 2 gegenüberliegende Bodenrung 6 jedes Hilfskolbens 4 und eine in dessen fläche des Verdrängungsraumes 3. Die Wirkungs-Mantelfläche mündende Öffnung 9 mit der Zufuhr- weise dieser beiden Öffnungen 23 und 24 in ihrem leitung 7 einer Einspritzdüse 8 in Verbindung. Die so ursächlichen Zusammenhang zu der mit der erfin-Axialbohrung 6 jedes Hilfskolbens 4 steht außerdem dungsgemäßen Einspritzpumpe erzielbaren Drucküber eine weitere, ebenfalls in die Mantelfläche des steigerung des geförderten Brennstoffes wird später Hilfskolbens 4 mündende Öffnung 9' mit dem Ver- noch erläutert werden.

drängungsraum 3 des Freikolbens 2 in Verbindung. Der mit einem Brennstoffbehälter 38 in Verbin-Jeder der Hilfskolben ist schließlich noch axial ein- 25 dung stehenden Brennstoffpumpe 14 ist ein Antriebsstellbar, und zwar dadurch, daß er an seinem freien motor 26 zugeordnet. Mit der Bezugsziffer 35 ist ein Ende eine Zahnstange 10 trägt, die mit einem dreh- Druckmesser bezeichnet und mit der Bezugsziffer 36 bar gelagerten Ritzel 11 kämmt. Die axiale Einstell- ein Drucksteuerventil, Druckmesser und Drucksteuerbarkeit der beiden Hilfskolben 4 dient der Regelung ventil sind der Förderleitung 33 zugeordnet. Mit der der Einspritzmenge, die Einstellung kann gemeinsam 30 Bezugsziffer 37 ist ein in der Saugleitung der Brennoder unabhängig voneinander erfolgen. stoffpumpe 14 zwischengeschalteter Filter bezeichnet.

Zwischen der Einspritzpumpe 1 und der Brenn- Nicht näher bezeichnete Schmiernuten im Ver-

stoffpumpe 14 ist ein Verteilerventil 13 geschaltet, so tellerventil 13 bzw. in der Einspritzpumpe 1 stehen

daß den Verdrängungsräumen 3 der Einspritzpumpe mit einer durch einen Motor 28 antreibbaren

wechselweise Brennstoff zugeführt wird. 35 Schmieröldruckpumpe 27 in Verbindung, deren mit

Obwohl das Verteilerventil beliebiger Ausfüh- einem Filter 40 ausgerüstete Saugleitung mit dem ölrungsform sein kann, beispielsweise ein solches mit behälter 41 in Verbindung steht. Mit der Bezugshin- und hergehendem Kolben gewählt werden kann, ziffer 39 ist ein Drucksteuerventil bezeichnet, welches wird für das Ausführungsbeispiel das im folgenden der Schmieröldruckpumpe 27 zugeordnet ist.
beschriebene verwendet. 40 Der Einspritzpumpe 1 ist eine öffnung 29 zuge-

Das Verteilerventil 13 besteht aus einem statio- ordnet, welche eventuell durch die Hin- und Herbenären, hohlzylindrischen Ventilgehäuse 15, dessen wegung des Freikolbens 2 in den Verdrängungs-Hohlraum von einem in Umdrehung versetzbaren räumen 3 sich bildende Blasen entfernt, die Blasen Ventilkörper 16 ausgefüllt ist. Das Ventilgehäuse 15 werden durch einen Separator 31 nach der Atmoweist eine Ringnut 17 auf, welche über die Leitung 45 Sphäre hin abgeschieden, insbesondere deren Luftan-33 in dauernder Verbindung mit der Brennstoff- teil, während der Brennstoffanteil wiederum dem pumpe 14 steht. Eine zweite Ringnut 19 steht über Brennstoffbehälter 38 zugeführt wird. Mit der Bedie Leitung 34 in dauernder Verbindung mit dem zugsziffer30 sind Absperrventile bezeichnet, welche Brennstoffbehälter 18. Zwischen den Ringnuten 17 in den Zuleitungen 7 der Einspritzdüsen 8 zwischen- und 19 weist das Ventilgehäuse 15 zwei Öffnungen 50 geschaltet sind.

20 auf, die, wie aus Abb. 3 ersichtlich, um 180° Die Wirkungsweise des aus Einspritzpumpe und gegeneinander versetzt sind und mit axialen Bohrun- Verteilerventil bestehenden erfindungsgemäßen Eingen 21, 2Γ des Ventilkörpers 16 in Verbindung spritzaggregates für Brennkraftmaschinen ist folgende bringbar sind. Die Bohrung21 steht in dauernder (s. Abb. 1 und 2):

Verbindung mit der an die Druckleitung 33 der 55 Das von der Brennstoffpumpe 14 dem Verteiler-Brennstoffpumpe 14 angeschlossenen Ringnut 17, und ventil 13 zugeführte Druckmedium nimmt seinen die Bohrung 21' steht in dauernder Verbindung mit Weg über die Ringnut 17, die Axialbohrung 21 im der über die Leitung 34 mit dem Behälter 18 verbun- Ventilkörper 16, die öffnung 20 im Ventilgehäuse 15 denen Ringnut 19. Wie insbesondere aus A b b. 3 er- und die Zuleitung 12 zu dem rechten Verdrängungssichtlich, sind die Axialbohrüngen21,21' über Öff- 60 raum3, wodurch der Freikolben2, wie aus Abb. 1 nungen 22 mit den ihnen entsprechenden Öffnungen ersichtlich, nach links bewegt wird. Der unter relativ 20 im Ventilgehäuse 15 in Verbindung bringbar, niedrigem Druck herangeführte Brennstoff wirkt sich d. h., auch die Öffnungen 22 sind gegeneinander um dabei auf die relativ große Stirnfläche des Frei-180° versetzt. Wird nun der Ventilkörper 16 in Um- kolbens 2 aus. Durch das Nach-links-Verschieben des drehung versetzt, dann wird durch oben beschriebene 65 Freikolbens 2 wird in dem Augenblick, in welchem Anordnung der verschiedenen Bohrungen und Öff- der Kolben 2 die linke Öffnung 23 überdeckt, der nungen in dem Ventilgehäuse 15 bzw. in dem Ventil- zwischen linkem Hilfskolben 4 und Freikolben 2 im körper 16 erreicht, das alle 180°, wie aus A b b. 1 er- vorhergehenden Hub des Kolbens 2 angesammelte,

nunmehr eingeschlossene Brennstoff durch die Axialbohrung 6 des linken Hilfskolbens 4 und dessen öffnung 9 und die Zuleitung 7 der linken Einspritzdüse 8 zugeführt, wie es mit den ausgezogenen Pfeilen in Abb. 1 dargestellt ist. Der in dem linken Verdrängungsraum 3 noch vorhandene Brennstoff wird über die linke Leitungsbahn 12 und die Bohrung 21' im Ventilkörper 16 des Verteilerventils 13 nach dem Behälter 18 hin abgeleitet, wie es in Abb. 1 mit den gestrichelt gezeichneten Pfeilen dargestellt ist.

Wird nun der Ventilkörper 16 des Verteilerventils 13 um 180° weitergedreht, dann kehrt sich die Bewegungsrichtung des Freikolbens 2 um; der Freikolben 2 wird nach rechts verschoben, da nunmehr, wie aus Abb. 2 ersichtlich, der von der Brennstoffpumpe 14 dem Verteilerventil 13 zugeführte Brennstoff seinen Weg über die Bohrung 21' und die linke Zuleitung 12 zum linken Verdrängungsraum 3 nimmt. Der Weg des Brennstoffes ist auch in A b b. 2 wiederum mit ausgezogenen Pfeilen dargestellt.

Bei jedem Hub des Freikolbens 2 tritt der über das Verteilerventil 13 zugeführte Brennstoff zuerst über die Öffnung 24 und dann über die öffnung 23 in den Verdrängungsraum 3 ein. Da die Öffnung 24 in der Bodenfläche des Verdrängungsraumes 3 mündet, wirkt sich der auf den Freikolben 2 ausgeübte Druck zunächst auf dessen Stirnfläche aus, und erst in dem Augenblick, in welchem die Öffnung 23 außer Deckung mit dem Freikolben 2 kommt, kann sich der Druck dann auch noch in der Bohrung 5 des Freikolbens 2 auswirken.

Durch die Bewegung des Freikolbens 2 nach rechts wird der beim vorhergehenden Hub in der rechten Bohrung 5 eingeschlossene Brennstoff stark komprimiert, und zwar von dem Augenblick an, in welchem die rechte Öffnung 9 von dem Freikolben 2 überdeckt wird. Durch die axiale Einstellbarkeit der Hilfskolben 4 kann nun der wirksame Hub geregelt werden, der beim Abschluß der Öffnung 9 beginnt und in dem Augenblick endet, in dem die öffnung 23 von dem Freikolben 2 überdeckt wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es also möglich, die in der Axialbohrung 5 eingeschlossene Brennstoffmenge stark zu komprimieren und dann über die Öffnung 9' und die Zuleitung? der rechten Einspritzdüse 8 zuzuführen.

Da die Stirnflächen des Freikolbens 2 vollständig von der Brennstoffmenge beaufschlagt werden und zu diesen Stirnflächen des Freikolbens die verhältnismäßig kleinen Stirnflächen der Hilfskolben 4 ins Verhältnis zu setzen sind, kann der in den Bohrungen 5 erzielbare Druck im Ausführungsbeispiel durch die gegebenen Größenverhältnisse auf das nahezu Doppelte gesteigert werden. Die Größe des Freikolbens 2 und die der Hilfskolben 4 sind also mittelbar ausschlaggebend für die erzielbare Drucksteigerung.

Dreht sich der Ventilkörper 16 um weitere 180°, dann wird der Freikolben 2 von der in A b b. 2 dargestellten rechten Endlage in seine in A b b. 1 dargestellte linke Endlage bewegt. Die Steuerung des Brennstoffes erfolgt in entsprechender Weise, so daß an Hand der A b b. 1 und 2 und der darin angegebenen, ausgezeichneten und gestrichelten Pfeile der Bewegungsablauf leicht zu erkennen ist. Durch die axiale Einstellbarkeit jedes Hilfskolbens 4 kann, wie bereits oben ausgeführt, die Menge des den Einspritzdüsen 8 zuzuführenden Brennstoffes gesteuert werden, indem nämlich die Öffnung 9' entsprechend früher oder später zur Überdeckung mit dem Freikolben 2 gebracht wird. Durch die besondere Anordnung der Öffnung 23 kann eine Art hydraulische Pufferwirkung außerdem in dem Augenblick erzielt werden, in welchem der Freikolben 2 diese Öffnung überdeckt.

Es versteht sich von selbst, daß durch die erfindungsgemäße Ausführung des Einspritzaggregates entsprechend den Umdrehungen des Ventilkörpers 16 abwechselnd jede 180° der entsprechenden, großen Stirnflächen des Freikolbens 2 von dem mit konstantem Druck zugeführten Brennstoff beaufschlagt werden, der dann entsprechend dem Verhältnis der Stirnflächen des Freikolbens 2 zu der Stirnfläche der Hilfskolben 4 gesteigert werden kann.

Das Ausführungsbeispiel arbeitet mit zwei voneinander getrennten Einspritzdüsen 8, welche selbstverständlich auch zu einer einzigen Einspritzdüse vereinigt sein können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einem über ein Verteilerventil durch wechselweises Aufgeben des unter Druck stehenden Brennstoffes in einer Bohrung des Pumpengehäuses hin- und herverschiebbaren Freikolben, dessen wirksamer Hub durch in Axialbohrungen des Freikolbens eingreifende Hubregelglieder regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Hubregelglieder in bezug auf die Axialbohrungen (5) des Freikolbens (2) als Hilfskolben (4) wirkt, der zwei in seine Mantelfläche mündende, mit einer axialen, in die dem Freikolben zugewandte Stirnfläche mündende Bohrung (6) in Verbindung stehende Öffnungen (9, 9') aufweist, von denen die eine (9') ständig mit der Einspritzdüse (8) verbunden und die andere (9) durch die Randkante der Axialbohrung (S) des Freikolbens steuerbar ist.

2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfskolben (4) in an sich bekannter Weise axial einstellbar ist.

3. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verdrängungsraum (3) im Pumpengehäuse (1) zwei Brennstoffzuführöffnungen (23,24) zugeordnet sind, von denen die eine (23) in die Mantelfläche und die andere (24), in deren Zuführungsbahn ein Absperrventil (25) angeordnet ist, in die Bodenfläche des Verdrängungsraumes mündet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 020 488,
442, 1092728.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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