DE2010242A1

DE2010242A1 - Auslaßventil fur eine Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE2010242A1
Application number: DE19702010242
Authority: DE
Inventors: Donald John Peona Hl Waldman (V St A)
Original assignee: Caterpillar Tractor Co , Peona, 111 (VStA)
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1971-09-23
Also published as: GB1297033A; FR2083704A5; US3510062A

Description

Auslaßventil für eine Kraftstoffpumpe,

DLg Erfindung befaßt sich mit einem Auslaßventil fur eine Kraftstoffpumpe eines Verdiohtungszündungsmotors.

Eitio gegenwärtig verwendete Krafts toff einspritzvorrichtung ist in dor -amerikanischen Patentanmeldung Nr. 680 824t-_ dargestellt, während eine Kraftstoffpumpe der Art, wie sie der hier beschriebenen Erfindung zugrunde liegt, ausfuhr Lion in der U.S.A. Patentschrift Nr. 2 696 7bb offenbart is t.

Die JCrn f bs to f feinspri tzvorrich tung der anhangigen U₀ S. A. Patentanmeldung entspricht dem sich nach innen öffnenden Typ, der sich dadurch kennzeichnet, daß er unter bestimmten Betriebsbedingungen Flüssigkeit in dem Gehäuse der Vorrichtung

109839/0737 BADORIGINAt

einfängt. Ähnliche Ventile anderer Konstruktion sind mit Entnahmeleitungen versehen, die zu einer gemeinsamen Leitung und zur Atmosphäre fuhren, um Ubermässig hohe Restdrüolce in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu verringern. Die Verwendung einer derartigen Entnahmeleitung erfordert jedoch ein sperriges Ventil, das kompliziert aufgebaut und teuer ist und auch aus anderen Gründen unerwünscht ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine sehr einfache und preiswerte Vorrichtung zu schaffen, um diese Nachteile zu beseitigen. Dazu gehört die Schaffung eines Auslaßventils, das die normale Kraftstoffabgabe unter Druck an eine zugehörige Kraftstoffeinspritzvorrichtung ermöglicht und eine Entnahmevorrichtung aufweist, mit der unerwünschte Hestdrücke in der Einspritzvorrichtung herabgesetzt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nun mit einem Auslaßventil gelöst, das in seiner Ventiloberflache einen kleinen Kanal aufweist, der ein Entweichen des Druckes und eine Entnahme des in dem Gehäuse des Einspritzventils eingefangenen Kraftstoffs ermöglicht, sobald das Auslaßventil und das Einspritzventil geschlossen sind.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Figo 1 eine Schnittansicht einer Kraftstoffpumpe und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine und

Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Darstellung eines Auslaßventils innerhalb der Kraftstoffpumpe von Figur 1.

109839/0737

In Figur 1 ist bei 11 eine Kraftstoffpumpe zur /.bgabe von unter Druck stehendem Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12mit Hilfe einer Verbindungsleitung 13 dargestellt. Obgleich sich der hier beschriebene Gegenstand bei einer beliebigen Kraftstoffeiiispritzvorrichtung verwenden läßt, bei der die obigen Probleme auftreten, entspricht die Konstruktion der hier gezeigten Kraf tstof f eins putzvorrichtung 12 der in der genannten anhängigen U.S.A.Patentanmeldüng beschriebenen Art. Eine intermittierende Kraftstoffströmung bewegt sich unter Druck von der Kraftstoffpumpe durch die Leitung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und durch eine Reihe Nuten lh-, die/^wischen dem Gehäuse 16 der Einspritzvorrichtung und einer in ihr befindlichen Hülse 17 angeordnet sind und den Durchgang von Prendstoffen verhindern. Der Kraftstoff strömt dann in eine Ventilkammer i8, die mit einem Durchgang 19 und Einspritzöffnungen 21 in Verbindung steht und zwar entsprechend der Stellung eines Absperrventils 22. Das Absperrventil 22 hat einen Ventilkopf 23 mit einem kugelförmige ausgebildeten Ende, das in Schließstellung von einer Feder 25 auf eine Sitzoberfläche 2h gedrückt wird,, um den Durchgang 19 zu"versperren. Ein vergrößerter, zylindrischer Abschnitt 26 am oberen Ende des Absperrventils gleitet in einem Kragen 27, der auf dem unteren Ende der Hülse 17 sitzt. Die Hülse 17 bildet in ihrem Inneren eine Kraftstoffsammeikammer 2b„Die zwischen dem Kragen 27 und dem zylindrischen Ventilabschnitt 26 stattfindende Leckage ist bestrebt, den Kraftstoffdruck zwischen der Ventilkammer 18 und der Sammelkammer 28 auszugleichen. Venn Kraftstoff unter Druck in-die Ventilkammer lö eintritt, wirkt er auf die Unterseite des Ventilkopfs ein, wodurch er das Absperrventil nach oben drückt und den Kraftstoff mit dem Durchgang 19 und den Öffnungen 21 in Verbindung bringt/Die Aufwärtsbewegung des, Absperrventils

109839/0737

wird durch einen Anschlag 29 begrenzt. Während dieser Ventilbewegung strömt unter Druck stehender Kraftstoff in der Ventilkammer 18 zwischen dem Kragen 27 und dem zylindrischen Ventilabschnitt 26 hindurch in die Sammelkammer 28 hinein. Da sich der Kraftstoffdruck in der Ventilkammer 18 durch den das Ventil passierenden Kraftstoff fluß verringert, wird das Absperrventil von der Feder 25 wieder geschlossen. Nach dem Kraftstoffdruckabfall in der Ventilkammer 18 ist der Kraftstoff in der Sammelkaouaer 28 bestrebt, aus dieser Kammer wieder zurück in die Ventilkammer 18 zu sickern.

Die Kraftstoffpumpe 11 entspricht vorzugsweise dem in einzelnen in der eingangs genannten U,S.A.Patentschrift dargestellten Typ, obgleich der hier beschriebene Gegenstand sich gleichermaßen für andere Kraftstoffpumpentypen eignet, deren Auslaßventil ähnlich dem oben beschriebenen aufgebaut ist. Der Kraftstoff wird durch eine andere, nicht dargestellte Niederdruckpumpe zu einer Sammelleitung 31 der Pumpe 11 gefördert. Aue der Sammelleitung 31 tritt er durch einen radialen Durchgang 33 in eine Plungerbohrung 32 ein. In der Bohrung 32 befindet sich ein Plungerkolben 34, der enteprechend dem Zusammenspiel zwischen einer Feder 36 und einer Nockenscheibe auf einem mit dem Plungerkolben 34 verbundenen Stössel eine hin- und hergehende Pumpbewegung ausführt. Der Plungerkolben 34 ist so beschaffen, daß er aufgrund seiner Drehung durch eine Zahnstange 391 die mit auf einem an dem Stössel fest angeordneten Quadranten befindlichen Zähnen 41 in Eingriff steht, einen variablen Pumpenhub erzeugt. Ein Auslaßventil 42 wird durch eine Feder 43 nach unten gegen eine Sitzfläche 44 gedrückt. Wenn sich das Auslaßventil in dieser geschlossenen Stellung befindet, arbeitet es mit der Plungerbohrung 32 und dem Plungerkolben 34 zusammen, um eine variable Pumpenkammer 46 zu

109839/0737

bilden. Wenn die Nockenscheibe 37 der Feder 36 ermöglichtγ den Stössel 38 und den Plungerkolben 34 in ihre untere Grenzstellung zu drücken, dann weist die Pumpenkammer ein maximales Volumen auf und steht über den Durchgang 33 mit dem Kraftstoff in der Sammelleitung 3I In Verbindung. In dieser Stellung tritt Niederdruckkraftstoff aus der Sammelleitung 31 in die Pumpenkammer 46 ein. Der Plungerkolben 34 wird dann gegen die Kraft der F_eder 36 durch Drehen der Nockenscheibe 37 nach oben gedrückt, so daß er den Durchgang 33 verschließt. Eine weitere Aufwärtsbewegung des. Plungerkolbens 34 drückt den in der Kraftstoffkammer 46 vorhandenen Kraftstoff gegen das Auslaßventil 42, so daß dieses sich gegen seine Feder 43 anhebt und die Kraftstoffkammer 46 mit einem Durchgang 47 und der Verbindungsleitung 13 verbindet» Daraufhin wird Kraftstoff aus der Kraftstoffkammer 46 zur Einspritzvorrichtung 12 gefördert, die in der oben beschriebenen Weise arbeitet, um durch die Öffnungen 21 Kraftstoff in eine Verbrennungskammer eines nicht gezeigten Motors einzuspritzen. Wenn der Plunge.rkolben 37 seine oberste Grenzstellung erreicht, dann ermöglicht es eine Weiterdrehung der Nockenscheibe 27 der Feder 36 den Plungerkolben wieder abwärts zu drücken so daß Kraftstoff wieder in die Pumpenkammer 46 durch den Durchgang 33 eintritt und ein neuer Einspritzzyklus beginnt. .

Während des normalen Motorbetriebs bewirkt die Sammelkammer 28, daß während derjenigen Abschnitte des Pumpenzyklus der Kraftstoffpumpe 11, in denen das Auslaßventil 42 durch seine Feder 43 geschlossen wird, die RestdrUcke in der Ventilkammer 18 der Einspritzvorrichtung in Erscheinung treten. Bei normaler Motordrehzahl haben die zahlreichen Einspritzvorgänge oder Pumpzyklen zur Folge, daß das Auslaßventil 42 zwisohen seiner offenen- und ge-

109839/073 7

schlossenen Stellung gewissermaßen schwebend hin- und herschwankt, so daß die Restdriicke in der Leitung I3 und der Einspritzvorrichtung 12 niedrig genug sind, um die richtige Betriebsweise der Einspritzvorrichtung 12 zu ermöglichen. Unter gewissen Bedingungen jedoch, so wenn beispielsweise der Motor mit niedriger Drehzahl arbeitet, wie dies z.B. während des Anlassens der Fall ist, hebt sich das A_uslaßventil 42 nur eine kurze Strecke von seinem Sitz 44 ab und kehrt dann schnell in die geschlossene Lage zurück. Unter diesen Bedingungen wurde gefunden, daß die zwischen der Sammelkammer 28 und dem Ventil Ib in der Kraftstoffehspritzvorrichtung 12 stattfindende Wirkung dazu führt, daß mit jedem bei niedriger Drehzahl ablaufenden Pumpzyklus in der Ventilkammer 18 sich schrittweise erhöhende Restdrücke eingeschlossen werden. Die größeren Restdrüoke in der Ventilkammer 18 treten auch in der Sammelkammer 28 auf, und zwar aufgrund der zwischen ihnen stattfindenden Leckage, Auf diese Weise bewirkt der Restdruck im Einspritzventil nach seiner schrittweisen Steigerung durch mit niedriger Geschwindigkeit ablaufende Pumpzyklen der Pumpe 11 eine hydraulische Verriegelung des Absperrventils 26. Diese Verriegelung ergibt sich, sobald der Druok in der Samme1kammer 28 so hoch ist, daß er zusammen mit der Kraft der Feder 25 ausreicht, um den in der Ventilkammer 18 herrschenden Druck daran zu hindern, auf die Unterseite des Ventilkopfes 23 und die Öffnung des Absperrventils 22 einzuwirken.

Un dieses Problem zu lösen wird nun erfindungsgemäß ein abgeändertes Auslaßventil geschaffen, das am besten aus Figur 2 ersiohtlich ist. Das Auslaßventil 42 hat eine Stirnfläche 51, die zusammen mit der Sitzfläche 44 (siehe Figur 1) das Ventil verschließt, sobald das Auslaßventil von der Feder 43 verstellt wird, Qwr zu der Auslaßventilan-

109839/0737

Ordnung verläuft ein begrenzter Durchgang, der die in der Kolbeneinspritzvorriehtung herrschenden Restdrücke entspannt, sobald das Auslaßventil geschlossen wird. Der begrenzte Durchgang ist vorzugsweise, wie bei 52 gezeigt, zwischen der Stirnfläche 5i des Auslaßventile und der Sitzfläche kh angeordnet, wenn diese beiden Flächen aufeinanderstossen. Bei der vorliegenden AusfUhrungsform wird der begrenzte Durchgang 52 von einem in der Stirnfläche 51 des Auslaßventils vorhandenen Kanal gebildet. Der Kanal ist klein genug, so daß er während des Pumphube des Plungerkolbens 34weder/aen xichtlgen Pumpauf bau in der Pumpkammer 46 behindert, nochdie Art und Weise stört, in der sich das Auslaßventil öffnet, um den Kraftstoff unter Druck aus der Pumpkammer 46 über die Leitung 13 _; zn der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu fördern. Wenn sich jedoch eine Situation der oben beschriebenen Art entwickelt, in der der Restdruck im Einspritzventil eine geeignete Höhe Übersteigt, dann bietet der Kanal 52 in dem geschlossenen Auslaßventil eine ausreichende Entepannungsmbglichkeit für den in dem Einepritzventil herrschenden Druck,Indem er ermöglicht, daß sioh dieser Druok zurUok, d.h. in die Pumpkammer 46 der Kraftstoffpumpe 11 hinein audreitet. Damit liefert die hier beschriebene Vorrichtung ein sehr einfaches Mittel zur Entspannung von RestdrUoken in der Kraftstoffeinspritzvorri.ohtung, ohne daß dabei die normale Zusammenarbeit zwischen Kraftstoffpumpe und'Einspritzvorrichtung beeinträchtigt oder behindert wird.

109839I0737

Claims

Patentanmeldung: Auslaßventil für eine Kraftstoffpumpe

Patentansprüche

Kraftstoffpumpe in Verbindung mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung des sich nach innen öffenden Typs und mit einer KraftstoffSammelkammer, wobei die Kraftstoffpumpe Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoffquelle zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung fördert und eine Auslaßventilanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Kraftstoffpumpe

(11) ein Ventil (42) und ein Ventilsitz mit normalerweise aneinanderliegenden Stirnflächen (44,51) befinden, die sich voneinander trennen, um Kraftstoff unter Druck zu der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) strömen zu lassen, daß die einander zugewandten Oberflächen (44,51) von \ ent.il (42) und Ventilsitz oinen begrenzten Durchgang (52) bilden, wenn sie aneinander-liegen, und du it der Durchgang (52) einen begrenzten Kraftstoffrückfluß aus der Linspritzvorridi tung

(12) ermöglicht und den in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung herrschenden Η,β.·.; ΐdruck dadurch verringert.

109839/0737

Pafenfanw' ί .j Dij;*, iry. Marti- ; >.hi j.pi.-Wirtsch.-ing. Axei Harssmenn, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MOKCHEK" ?. T Hf? I-S'£■:■"! i^TSA5SC 33 · Tsicfon.- 5S ?2(52 · »jf.-anir.-Adresse: Lipolli/München Bayer. Verd-rebcnk V.jnchen. Zwe;gsf- Osi.ar-v:in.Miller-Ring, Kfo.-Nr. 882495 - Po:,)sd>ed<;-Konfo: München Nr. 1633 97

Jpcenaae. Büro: PATENTANWALT DR. RFINHCiD SCHMIDT

BAD ORiOINAL
2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (42) normalerweise von einer Feder (43) gegen die Ventilsitzfläche (44) gedruckt wird, daß das Ventil durch den von der Pumpe (H entwickelten Druck intermittierend von dem Ventilsitz abgehoben wird, und daß der begrenzte Durchgang (52) ein kleiner, in der Ventilstirnfläche (51) vorhandener Kanal ist.

10983 9/0737

to

Leerseite