DE2303012B2 - Brennstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvor-

richtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzpumpe und einem Steuerschieber, der den vom Pumpenarbeitsraum eines Pumpenkolbens über einen Druckkanal zugeführten Brennstoff wechselweise an zwei über Einspritzleitungen mit dem Steuerschieber in Verbindung stehende Einspritzdüsen weiterleitet, und der aus einem Schieberkolben besteht, welcher in einer Bohrung im Schiebergehäuse axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, in denen der Druckkanal über jeweils eine von zwei am Schieberkolben angeordnete Umfangsnuten mit einer der beiden Einspritzleitungen in Verbindung steht.

Bei einer derartigen, aus der DE-PS 4 89 51t bekannten Brennstoffeinspritzvorrichtung wird der Steuerschieber von einem Exzenter über ein Steuerge stange mechanisch angetrieben. Der Schieber selbst wird dabei in einer Durchgangsbohrung eines im Pumpengehäuse eingeschraubten Schiebergehäuses geführt Nachteile des bekannten mechanischen Steuerschie berantriebs sind darin zu sehen, daß der als Schieberkol ben ausgebildete Schieber selbst wegen seiner Verbindung mit einem Antriebsgestänge stabil ausgebildet sein muß, und daß aufgrund des Antriebsgestänges und der damit insgesamt zu bewegenden Massen der Antriebs aufwand relativ groß ist

Darüber hinaus ergibt sich bei Schiebersteuerungen allgemein das Problem, daß es während der Einspritzung aufgrund des unter hohem Einspritzdruck stehenden Brennstoffs zu Leckverlusten entlang der Führungsflächen des Schiebers kommt. Insbesondere bei größeren Schieberabmessungen, wie sie bei dem bekannten, mechanisch angetriebenen Schieber vorliegen, gehen diese Leckverluste zu Lasten der Einspritzung und sind diese außerdem auch deshalb nachteilig, weil der Leckkraftstoff einfach ins Freie austritt, was zu Verschmutzungen führt.

Schließlich kann Hohlraumbildung in der jeweils nach der Einspritzung durch den Steuerschieber vom Pumpenarbeitsraum getrennten Einspritzleitung zu Erosionserscheinungen sowie dazu führen, daß es aufgrund der Notwendigkeit, entstandene Hohlräume vor Beginn der nächsten Einspritzung erst wieder auffüllen zu müssen, zu ungleichmäßigen Einspritzungen kommt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs beschriebenen Art den Steuerschieber so auszubilden und zu betätigen, daß die vorstehend genannten, den Antrieb, die Abdichtung sowie die Hohlraumbildung in

es den vom Steusrschieber gesteuerten Einspritzleitungen betreffenden Probleme weitgehend beseitigt bzw. verringert werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst.

daß der Schieberkolben hydraulisch durch den Druck wechselweise an den beiden Enden der den Schieberkolben aufnehmenden Bohrung zugeführten Brennstoffs betätigt wird, daß ferner innerhalb des Schieberkolbens zwei voneinander getrennte, zu den Schieberkolbenenden hin offene Kammern angeordnet sind, und daß schließlich während der Zeit, in der unter Einspritzdruck stehender Brennstoff vom Pumpenarbeitsraum über den Druckkanal und eine der beiden Umfangsnuten einer der beiden Einspritzleitungen zugeführt wird, die andere Einspritzleitung über die auf derselben Seite des Schieberkolbens wie die unter Einspritzdruck stehende Umfangsnut liegende Kdnmer sowie eine mit dieser in Verbindung stehende, im Laufflächenbereieh des Schieberkolbens zwischen den beiden Umfangsnuten angeordnete Ringnut mit unter Betätigungsdruck für den SchiebCikolben stehendem Brennstoff beaufschlagt wird.

Aufgrund des hydraulischen Steuerschieberantriebs kann der Schieberkolben selbst relativ kleine Abmessungen erhalten. Überdies entfallen alle beir.' mechanischen Antrieb erforderlichen Übertragungsgestänge. Die Abdichtung des Schieberkolbens nach außen hin stellt, abgesehen davon, daß die Leckagen aufgrund der hinsichtlich des Umfangs möglichen kleineren Schieberabmessungen ohnehin geringer sind kein Problem mehr dar, da diese Leckagen von den erforderlichen Leitungen für die hydraulische Schieberbetätigung aufgenommen werden können. Dadurch, daß stets eines der beiden Schieberkolbenenden von unter Steuerdruck stehendem Brennstoff beaufschlagt ist, ist es ferner in vorteilhafter und einfacher Weise möglich, immer die jeweils gerade nicht für die Einspritzung henötigte Leitung an diesen Druck anzuschließen, wodurch die oben erwähnten Hohlräume und damit die Erosionserscheinungen sowie ungleiche Anfangsbedingungen für die Einspritzung weitgehend vermieden werden können.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem abwechselnd Brennstoff zu zwei Einspritzdüsen fördernden -Pumpenkolben und einem der Steuerung des Schieberkolbens dienenden Verteiler;

F i g. 2 teilweise im Schnitt eine Endansicht der Brennstoffeinspritzvorrichtung gemäß Fig. 1, welche die Speisepumpe und den Verteiler veranschaulicht;

F i g. 3 einen Längsschnitt auf Linie 3-3 von F i g. 2, welcher innere Einzelheiten der Pumpe veranschaulicht;

F i g. 4 in größerer Darstellung einen teilweisen Längsschnitt auf Linie 4-4 von Fig. 3, welcher Einzelheiten des den Schieberkolben enthaltenden Schiebergehäuses zeigt;

Fig.5 in kleinerer Darstellung eine Endansicht auf Schnitt 5-5 von Fig. 2, welche die inneren Durchlässe für den den Schieberkolben betätigenden Brennstoff zeigt;

Fig.6 in kleinerer Darstellung, teilweise im Schnitt, einen teilweisen Längsschnitt auf Linie 6-6 von F i g. 3, welcher die Brennstoffdurchlässe zeigt, die vom drehbaren Verteiler zum Schieberkolben führen;

F i g. 7 in stark vergrößerter Darstellung einen Längsschnitt des Schiebrrkolbens von F i g. 4, wobei der Schieberkolben so eingestellt ist. daß die eingespritzte Brennstoffmenge durch die rechte Einspritzleitung geht; F i g. 8 eine ähnliche Ansicht wie F i g. 7, wobei der Schieberkolben so eingestellt ist, daß die eingespritzte Brennstoffmenge durch die linke Einspritzleitung geht;
F i g. 9 eine ähnliche Ansicht wie F i g. 7, welche eine

s abgeänderte Ausführungsform des Schieberkoibens zeigt;

F i g. 10 eine ahnliche Ansicht wie F i g. 8, welche die abgeänderte Ausführungsform des Schieberkoibens gemäß F i g. 9 zeigt; und

Fig. 11 eine Ansicht des Schieberkolbens gemäß F i g. 7 und 8 in einer mittleren Stellung.

In Fig. 1 ist eine Brennstoffeinspritzpumpe 20 mit einem einzigen Pumpenkolben 26 dargestellt, der die Fördermenge der Pumpe abwechselnd einem Paar

ι? Brennstoffeinspritzdüsen 22 und 24 zuführt Die Düsen sind mittels der Düsenhalter 22a und 24a so angeordnet, daß sie sich in die Verbrennungskammern einer Brennkraftmaschine erstrecken und zerstäubten Brennstoff in einer Menge einführen, u;lche in zeitlicher Abhängigkeit von den Bewegungen »es Pumpenkolben bemessen wird. Die Düsen sind mit der Einspritzpumpe 20 durch Einspritzleitungen 226 und 24b verbunden. Sie öffnen sich bei Zunahme des Druckes in den Einspritzleitungen und schließen sich bei Abnahme des Druckes nach erfolgter Zuführung einer abgemessenen Brennstoffmenge.

Das obere Ende des Pumpenkolbens 26 erstreckt sich in den Pumpenzylinder 28 und pumpt Brennstoff in üblicher Weise. Der Kolben 26 wird durch Nocken 30 auf der Pumpennockenwelle 32 hin- und herbewegt, welche mit dem brennstoffgespeisten Motor gekuppelt ist. Ein Rolienstößel 34 am unteren Ende des Kolbens 26 liegt gegen die Nocken 30 an und wird durch eine Feder 36 ständig in Berührung mit der Nockenoberfläche gehalten. Das obere Ende der Feder liegt gegen den im Pumpengehäuse 76 ortsfest angeordneten Federsitz 40 an, während das untere Ende gegen den an den Stößel 34 angrenzenden unteren Federsitz 42 auf dem Kolben anliegt. Eine Steuerhülse 44, die mit einem Zahnradsegment und mit einem nach unten gerichteten zylindrischen Teil 46 versehen ist, ist durch eine Steuerzahnstange verdrehbar, wodurch der Kolben verdreht und die Brennstoffeinspritzmenge bemessen wird. Der Kolben ist in bezug auf die Steuerhülse 44 in axialer Richtung verschiebbar, wird aber an einer Drehung relativ zu dieser durch radial gerichtete Ansätze 48 gehindert, welche in Schlitzen 50 des Hülsenteiles 46 in axialer Richtung verschiebbar sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Schiebergehäuse 52 oberhalb eines Druckventils angeordnet, welches die Fördermenge des Kolbens A über einen Druckkanal 54 aufnehmen kann. Eine Querbohrung 56 im Schiebergehäuse enthält einen Schieberkolben 58.58', welcher den Brennrtoff aus dem Druckkanal 54 abwechselnd zu den Durchlässen 60 oder 62 lenkt, die mittels Verbindungsstücken 60a und 60i> mit den Einspritzleitungen 22bbzw. 246 verbunden sind.

Der Schieberk ylben 58, 58' wird innerhalb der

Bohrung 56 durch ein hydraulisches Steuersystem hin-

So und herbewegt

Dieses System (Fig. 1) weist Leitungep 64und 66auf, welche in die Enden der Bohrung 56 münden und zu einem Verteiler 68 führen. Dieser weist ein durch eine Nockenwelle angegebenes Pumpenzahnrad 140 und

*5 unter Druck stehende Brennstoffkammern 162,164 auf, weiche abwechselnd mit den Leitungen 64 und 66 in Verbindung kommen und dadurch den Enden der Bohrung 56 abwechselnd Brennstoff unter Druck

zuführen. Dadurch wird eine Hin- und Herbewegung des Schieberkolbens 58, 58' in zeitlicher Abhängigkeit von den Hüben des Pumpenkolbens hervorgerufen.

Bei den in den F i g. 2 und 3 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. I. Die Einspritzpumpe 20 ist innerhalb des Gehäuses 76 angeordnet. Eine Kammer 80 am unteren Ende des Gehäuses 76 nimmt die Nockenwelle 32 auf. Wie F i g. 3 zeigt, ist die Kammer 80 am rechten Ende der Pumpe durch die Deckelplatte 82 geschlossen, die am Gehäuse durch Bolzen befestigt ist. Ebenso ist das entgegengesetzte Ende der Kammer 80 durch die Deckelplatte 84 geschlossen, welche einen nach innen gerichteten Teil 86 aufweist. Auf diesem sind Dichtungen 88 angeordnet, welche das Schmieröl in der Nockenwellenkammer von dem Brennstoff im Verteiler trennen. Die Nockenwelle 32 isl direkt mit Her Brennkraftmaschin? apkiinnpli S'^p wird bei einem Viertaktmotor mit halber Motordrehzahl, bzw. bei einem Zweitaktmotor mit der Motordrehzahl angetrieben.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der innerhalb einer Bohrung 78 des Gehäuses 76 angeordnete Federsitz 40 durch den Absatz 90 der Bohrung gebildet wird. Ebenso wird der Stößel 34 in einer senkrechten Bahn durch den zur Bohrung 78 konzentrischen Halsteil 92 des Gehäuses geführt. Der obere, zylindrische Teil des Kolbens 26 gleitet innerhalb einer Bohrung 94 des Pumpenzylinders 28. Dieser ist seinerseits innerhalb der Hülse 98 abgestützt, deren unteres Ende innerhalb des oberen Endes der Bohrung 78 angeordnet ist. Ein oberer Teil 100 der Hülse 98 wird durch die erweiterte, zur Bohrung 78 koaxiale Bohrung 102 aufgenommen. Das obere Ende 104 der Hülse 98 ist mit einem Flansch 104 zur Befestigung des oberen Endes der Hülse 98 am Gehäuse 76 versehen.

Ein Pumpenarbeitsraum 106 wird innerhalb der Bohrung 94 des Pumpenzylinders 28 durch das obere Ende des Pumpenkolbens 26 und den Druckventilhalter 108 gebildet. Ein Druckventil 110 üblicher Bauart ist im Ventilhalter 108 zum Einlassen von Brennstoff in den Druckkanal 54 des Schiebergehäuses 52 angeordnet. Das Schiebergehäuse 52 ist oberhalb des Druckventilhalters 108 innerhalb des mit Doppelgewinde versehenen Ringes 112 befestigt.

Die Einrichtung zum Verdrehen des Pumpenkolbens 26 zwecks Messung seiner unter Einspritzdruck befindlichen Brennstoffmenge besteht aus einer Steuerzahnstange 114, welche sich in waagerechter Richtung durch das Gehäuse 76 zur Verbindung mit dem Motorregler erstreckt. Die Zahnstange 114 steht mit den Zähnen des Zahnradsegments auf der Steuerhülse 44 in Eingriff, welche sich um einen nach unten gerichteten zylindrischen Teil 116 des Pumpenzylinders 28 dreht Die zusammenwirkenden Elemente zur Kupplung des Kolbens zwecks Drehung mit der Steuerhülse 44 (F i g. 3) bestehen aus der ringförmigen Lagerfläche 118 des Kolbens, von welcher aus sich die Ansätze 48 erstrecken, die innerhalb der Schlitze 50 des Teils 46 der Steuerhülse verschiebbar sind.

Ein Ringraum 120 (Fig.4) steht in der Nähe des oberen Endes des Kolbens 26 mit dem Pumpenarbeitsraum 106 durch einen in Achsrichtung des Pumpenkolbens verlaufenden Schlitz 122 in Verbindung. Der Kolben ist oberhalb des Ringraums i20 und angrenzend an den Schlitz 122 ausgenommen und steht mit einem von einer schraubenlinienförmigen Steuerkante 124 begrenzten Absatz in Verbindung. Die Steuerkante wirkt mit einer Brennstoffüberlauföffnung 126 im Pumpenzylinder 28 zusammen. Eine Füllöffnung 128 im Gehäuse gegenüber der Überlauföffnung 126 steht ebenso wie die Überlauföffnung mit einem Brennstoffs sumpf 130 zwischen der äußeren Hülse 98 und der Gehäusebohrung 102 in Verbindung. Dem Brennstoffsumpf 130 wird unter Druck stehender Brennstoff von einer Brennstoffzufuhrpumpe 138 zugeführt Die in Fig.2 dargestellte Brennstoffzufuhrpumpe

ίο 138 ist eine Zahnradpumpe mit einem unteren Zahnrad 140 und einem kleineren oberen Zahnrad 142. Die ineinander eingreifenden Zähne setzen den zwischen den Zahnrädern befindlichen, vom Brennstoffeinlaß 146 her eingeführten Brennstoff unter Druck, und dieser unter Druck befindliche Brennstoff wird in den Brennstoffauslaß 144 geleitet. Wie Fig. 3 zeigt, ist das Zahnrad 140 auf der Stummelwelle 148 verkeilt, und dip«p kf in der Bohrung 150 des TeÜE 86 der Deckelplatte 84 gelagert. Die Stummelwelle 148 weist ein mit einer Keilnut versehenes inneres Ende 152 auf. welches innerhalb der mit einer Keilnut versehenen Bohrung 154 der Nockenwelle 32 aufgenommen wird. Diese Anordnung ermöglicht die Entfernung entweder der Stummelwelle 148 oder der Nockenwelle 32 unabhängig voneinander.

Ein mit einem Flansch versehenes Pumpengehäuse 156 be.üeckt die Zahnradpumpe und weist die kreisförmigen Ausnehmungen für die Zahnräder 140, 142 sowie die Kanäle für die Brennstoffzuführung aus.

Die Pumpe 138 wird durch die Keilnutveibindung der Stummelwelle 148 mit der Nockenwelle 32 angetrieben. Das obere Zahnrad 142 ist auf der Reglerwelle 158 befestigt und treibt sie an. Die Reglerwelle erstreckt sich in den angrenzenden (nicht gezeigten) Motorregler.

Zwischen dem Pumpengehäuse 156 und der Deckelplatte 84 ist die mit Verteilerkanälen versehene Platte 160 angeordnet.

Das Zahnrad 140 der Brennstoffzufuhrpumpe stellt einen Verteiler für die hydraulische Betätigung des Schieberkolbens dar, wobei dieser Verteiler den Brennstoffdurchlässen 64 und 66 abwechselnd unter Druck stehenden Brennstoff zuführt Das Zahnrad 140 enthält eine bogenförmige Kammer 162 mit unter Druck stehendem Brennstoff für den Antrieb des Schieberkolbens und eine diametral gegenüberliegende bogenförmige Kammer 164 für den Abfluß vom Schieberkolben. Die Antriebskammer 162 ist stets mit einer Brennstoffzufuhröffnung 166 in der Verteilerplatte 160 (F i g. 3) verbunden. Die Zuführöffnung 166 steht

so über einen Durchlaß 168 (Fig.6) in der Platt« 84 (F i g. 3) mit einem Durchlaß 170(Fi g. 5) in Verbindung, welcher mit dem Brennstoffzufuhrdurchiaß 171 verbunden ist (F i g. 4 und S). Eine öffnung 172 im Gehäuse verbindet den Durchlaß 171 mit dem Sumpf 130, welchem Brennstoff unter Druck vom Auslaß 146 der Pumpe 138 durch (nicht gezeigte) Gehäusedurchlässe zugeführt wird. Eine Ringnut 173 im Zahnrad 140, welche außerhalb der Abflußkammer 164 verläuft, ist auf dem gleichen Halbmesser wie die Zufuhröffnung 166 angeordnet und führt der Antriebskanuner 162 ständig

Brennstoff unter Druck zu. Durch einen Durchlaß 175 in

der Platte 84 (F i g. 3) strömt schmierender Brennstoff zur Stummelwelle 148.

Die in Fig.2, 3 und 6 gezeigte Abflußkammer 164

es steht mit einer Abflußöffnung 176 in der Verteiierpiatte 160 in Verbindung, die ihrerseits in den Abflußdurchlaß 177 (F i g. 3 und 6) in der Deckelplatte 84 mündet, aus welchem der Brennstoff durch den Durchlaß 178 in den

Gehäusesumpf gelangt. Eine Ringnut 180 im Zahnrad 140 auf dem gleichen Halbmesser wie die Abflußöffnung 176 hält die Abflußkammer 164 in ständiger Verbindung mit der Abflußöffnung 176. Den Ringnuten 173 und 180 gegenüberliegende Ringnuten 173' und 180' gleichen die '> Brenns'iffclruckkräfte auf jeder Seite des Zahnrades 140 aus.

Den entgegengesetzten Enden der Schiebergehäusebohrung 56 wird abwechselnd Brennstoff unter Druck aus der Kammer 162 zugeführt, während der vom m Schieberkolben verdrängte Brennstoff durch Verbindung mit der Kammer 164 abfließt. In F i g. I bis 6 steht der Durchlaß 64 mit der Abflußkammer 164 in Verbindung. Der Durchlaß weist in der mit Verteilerkanälen versehenen Platte 160 eine Öffnung 64a (Fig. 2) n auf. die zu dem senkrechten Durchlaß646(Fig. 6)in der Deckelplatte 84 führt. Die«er mündet in die Durchlässe 64c(Fig. 6)und64c/(Fig. 4 und 5) im Seitendeckel des Gehäuses, welche durch die öffnung 64e (Fig.4) im Gehäuse mit dem Ringraum 64/" der Hülse 98 in Verbindung stehen. Eine öffnung 64g in der Hülse 98 führt vom Ringraum 64/ zu einem Ringraum 64Λ im Druckventilhalter 108. Ein senkrechter Durchlaß 64/im Ventilhalter ist mit einem ähnlichen Durchlaß 64/ im Schiebergehäuse ausgerichtet, welcher in einen Ringraum 64* an einem Ende der Schiebergehäusebohrung 56 mündet.

Ebenso ist der Durchlaß 66, der den Verteiler mit dem entgeg"ngesetzten Ende der Schiebergehäusebohrung verbindet, mit einer öffnung 66a (Fig. 2) in der mit Jo Verteilerkanälen versehenen Platte 160, mit einem Durchlaß 666 (F i g. 6) in der Deckelplatte 84, mit einem Durchlaß 66c im Gehäuse, mit einem Durchlaß 66</ (F i g. 4 und 5) im Seitendeckel des Gehäuses, mit einer öffnung 66e(F i g. 4) im Gehäuse, mit dem Ringraum 66/" und der öffnung 66g in der Hülse 98, mit einen Ringraum 66.Ί zwischen der Hülse 98 und dem Druckventilhalter. mit senkrechten Durchlässen 66; bzw. 667 im Ventilhalter und im Schiebergehäuse, sowie mit dem Ringraum 66Jt an einem Ende der Schiebergehäusebohrung 56 verbunden.

Die Antriebskammer 162 und die Abflußkammer 164 sind mit diametral gegenüberliegenden und radial ausgerichteten Enden versehen. Die Öffnungen 64a und 66a liegen in bezug zum Drehmittelpunkt des Zahnrades 140 diametral, so daß die öffnungen 64a und 66a für die Verbindung mit den Antriebs- und Abflußkammern gleichzeitig geöffnet werden. Wenn demgemäß ein Ende der Schiebergehäusebohrung 56 für den Abfluß geöffnet wird, wird dem anderen Ende Brennstoff unter Druck zugeführt Wenn sich beispielsweise (F i g. 2) das Zahnrad 140 im Uhrzeigersinn dreht ist die Öffnung 66a zu der Verteilerkaminer 162 hin offen, so daß Brennstoff unter Druck dem Ringraum 66Jt durch die öffnungen und Durchlässe 666 bis 66/ zugeführt wird. Gleichzeitig ist die öffnung 64a zur Abflußkammer 164 hin offen und der Ringraum 64Ar hat durch die Öffnungen und Durchlässe 646 bis 64/ das entgegengesetzte Ende der Schiebergehäusebohrung zum Ahflußsumpf geöffnet Da die Antriebskammer 162 und die Abflußkammer 164 die gleiche bogenförmige Ausdehnung aufweisen, werden die öffnungen 64a und 66a zu den Kammern gleichzeitig geöffnet und geschlossen.

Dsr Schiebsrkoibssi 58 (F i g. 7 und 8) besitzt einen zylindrischen Schieberkörper 182, der mit einer axialen Durchgangsbohrung 184 versehen ist Die Durchgangsbohrung 184 weist am rechten Ende eine zum Schieberkolbenende hin offene Kammer 184a in einem Abschnitt der Bohrung 184 mit einem kleineren Durchmesser auf, welche an ihrem inneren Ende in einen im Schieberkörper 182 ausgebildeten konischen Sitz 186 übergeht. Am linken Ende ist eine zweite, zum anderen Schieberende hin offene Kammer 1846 ausgebildet, die von einer in eine Vergrößerung der Bohrung 184 eingesetzten Hülse 188 gebildet wird und deren inneres Ende mit einem weiteren, am inneren Hülsenende ausgebildeten konischen Sitz 190 versehen ist. Ein Ventilkörper 192 in Form einer Kugel trennt die beiden Kammern voneinander und ist zwischen den Sitzen 190 und 186 verschiebbar angeordnet.

Die Außenfläche des Schieberkolbens 182 ist mit Umfangsnuten 194 und 196 beträchtlicher axialer Länge, sowie mit einer Kingnut 198 zwischen den Nuten 194 und 196 versehen. Die Ringnut 198 ist von den Umfangsnuten 194, 196 durch Laufflächenbereiche 200 und 202 getrennt. Querbohrungen 204 in der Ringnut 198 stellen die Verbindung zwischen der Ringnut und den Kammern 184a bzw. 1846 in dem vom Ventilkörper 192 bestrichenen Bereich her.

Eine Anhalleeinrichtung an jedem Ende der den Schieberkolben aufnehmenden Bohrung 56 verhindert den schädlichen Aufprall des Schieberkolbens an den Enden seines Hubes. Diese Anhalteeinrichtung besteht aus Einsätzen 206 und 208 innerhalb der Enden der Bohrung 56. Radiale Durchlässe 210 bzw. 212 in den Einsätzen 206 und 208 stehen mit den Ringräumen 64* und 66* im Schiebergehäuse 52 in Verbindung. In axialer Richtung nach innen gerichtete zylindrische Teile 214 und 216 der Einsätze 206, 208. welche Durchlässe 218 und 220 aufweisen, verbinden die Durchlässe 210 und 212 mit der Bohrung 56. Die Enden 222 bzw. 224 des Schieberkolbens weisen axiale Gegenbohrungen 226 und 228 auf, welche die Teile 214 und 216 der Einsätze 206 und 208 aufnehmen können. Der zwischen den Einsätzen und den Enden des Schieberkolbens radial außerhalb der Teile 214 und 216 eingeschlossene Brennstoff übt einen Dämpfungseffekt aus, welcher einen unerwünschten Aufprall der Schieberkolbenenden auf die Einsätze am Ende jedes Schieberkolbenhubes verhindert.

Zum Betrieb der Pumpe ist die Nockenwelle 32 mit dem mit Brennstoff zu speisenden Motor verbunden und die Welle 158 steht mit einem angrenzenden Regler in Verbindung. Die Verbindungsstücke 60a und 606 sind durch Einspritzleitungen mit den Einspritzdüsen verbunden (Fig. 1). Die mit dem Regler verbundene Zahnstange 114 steuert die Einspritzmenge der Pumpe.

Während des Betriebes bewirkt die Drehung der Nockenwelle 32 bzw. der Nocken 30 eine Auf- und Abbewegung des Kolbens 26. Der durch den Einlaß 146 zugeführte Brennstoff wird durch die Brennstoffzufuhrpumpe 138 unter Druck gesetzt und vom Pumpenauslaß 144 über (nicht gezeigte) Durchlässe dem Ringraum 130 zugeführt Wenn die obere Seite des Kolbens 26 die öffnungen 126 und 128 zum Pumpenarbeitsraum 106 hin öffnet wird dieser sowie der Ringraum 120 und der Schlitz 122 mit Brennstoff gefüllt Beim Aufwärtshub des Kolbens werden die Öffnungen 126 und 128 durch den Kolben geschlossen und der Brennstoff im Pumpenarbeitsraum 106 wird über das Druckventil 110 in den Druckkanal 54 gepumpt Die Brennstoffeinspritzmengs wird durch Verdrehen des Kolbens gesteuert weil die Steuerkante 124 das Ende der Zufuhr durch öffnung des Oberlaufs 126 bestimmt so daß der Brennstoff im Pumpenarbeitsraum durch den Schlitz 122 in den Sumpf 130 abfließen kann. Beim öffnen des

Überlaufs 126 schließt sich das Druckventil 110, bis es beim nachfolgenden Pumpenhub wieder geöffnet wird. Die Drehung des Kolbens zur Bemessung des Brennstoffs wird vom Regler durch Bewegung der Steuerzahnstange 114 ausgeführt. Diese verdreht die Steuerhülse 44, deren nach unten gerichteter Teil 46 die in die Schlitze SO eingreifenden Ansätze 48 des Kolbens verdreht

Die Brennstoffmengen, welche in den Druckkanal 34 gelangen, werden durch den Schieberkolben 58 abwechselnd in einen der Durchlässe 60 bzw. 62 in die Einspritzdüsen 22 und 24 gelenkt. Das Zahnrad 140 der Brennstoffpumpe ist so angeordnet, daß es unter Druck stehenden Brennstoff durch die öffnungen und Durchlässe 66a bis 66k dem rechten Ende der Bohrung 56 zufuhrt, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich. Das Zuführen des Brennstoffs zum rechten Ende bewegt den Ventilkörper 192 in die linke Grenzstellung innerhalb des Schieberkolbens, so daß der Ventükcr^er ü«f dcrri konischen Sitz 190 der Hülse 188 aufsitzt, wodurch der Durchlaß innerhalb der Hülse abgedichtet ist. Der Schieberkolben wird dann durch den unter Druck befindlichen Brennstoff nach links gegen den linken Einsatz 206 bewegt und durch den außerhalb des Teiles 214 des Einsatzes eingeschlossenen Brennstoff angehalten.

Wenn sich der Schieberkolben in der in F i g. 7 gezeigten Stellung befindet, gelangt der eingespritzte Brennstoff über den Druckkanal 54 in die Umfangsnut 1% des Schieberkolbens, wobei die Nut 1% mit dem Durchlaß 62 bzw. der Einspritzdüse 24 in Verbindung steht. Während der Brennstoffeinspritzung in den Durchlaß 62 wird 60 mit unter Druck stehendem Brennstoff gefüllt gehalten, und zwar durch die Verbindung über die Ringnut 198 des Schieberkolbens, die Querbohrungen 204 und die Kammer 184a des Schieberkolbens 182 mit dem unter Druck stehenden rechten Ende der Bohrung 56. Daß der Durchlaß 60 sowie die Einspritzleitung 22b während der Brennstoffeinspritzung über den Durchlaß 62 und die Einspritzleitung 24b in gefülltem Zustand gehalten werden, hat zur Folge, daß eine Erosion durch Hohlraumbildung verringert und die Gleichmäßigkeit der Einspritzung verbessert wird.

Falls am Ende der Einspritzung ein hoher Restdruck verbleibt, dient die Verbindung zwischen dem Durchlaß 60 und der Ringnut 198 des Schieberkolbens zur Druckentlastung. In jedem Fall weisen zu Beginn der nächsten Einspritzung die Durchlässe Brennstoffzuführdruck auf.

Nach Beendigung der Einspritzung in die Düse 24 öffnet die Drehung des Zahnrades 140 die öffnungen und Durchlässe 66a bis 66k zur Abflußkammer 164 und die öffnungen und Durchlässe 64a bis 6Ak zu der unter Druck stehenden Antriebskammer 162. Die Einführung unter Druck stehenden Brennstoffs durch den Einsatz 210 in die linke Seite der Bohrung 56 bewegt zuerst den Ventilkörper 192 in die rechte Grenzstellung gegen den Sitz 186, worauf sich der Schieberkolben in die in F i g. 8 gezeigte Rechtsstellung gegen den Einsatz 208 bewegt Dort wird der Schieberkolben in der gleichen Weise angehalten, wie oben für den Einsatz 206 beschrieben wurde. Während sich der Schieberkolben quer zum Druckkanal 54 bewegt (F i g. 11), steht die Ringnut 198 mit dem Druckkanal 54 in Verbindung und führt über die Querbohrung 204 und die Durchgangsbohrung 184 unter Druck stehenden Brennstoff vom Verteiler zum Druckk?naL Demgemäß wird der Druckkanal 54 in ähnlicher Weise, wie oben für Durchlaß 60 beschrieben, in einem gefüllten, unter Druck stehenden Zustand gehalten so daß Erosion durch Hohlraumbildung auf ein Mindestmaß herabgesetzt und die Gleichmäßigkeit der Einspritzung verbessert wird.

Nach der Bewegung des Schieb'·Kolbens in die in F i g. 8 gezeigte Rechtsstellung geh' Brennstoff über den Druckkanal 54 in die Umfangsnut 194 des Schieberkolbens, wobei die Nut 194 in dieser Stellung

ίο sowohl mit dem Druckkanal 54 als auch mit dem Durchlaß 60, der Einspritzleitung 22b und der Düse 22 in Verbind'ing steht. Gleichzeitig steht die Ringnut 198 des Schieberkolbens mit dem Durchlaß 62 in Verbindung und hält demgemäß über die Querbohrungen 204 einen

r. Druckzustand im Durchlaß 62 und der Einspritzleifjng 24b aufrecht.

Für den Fall, daß der Schieberkolben m einer mittleren Stellung anhalten sollte (Fig. II), muß eine

L.'i,riCtftuMg VcrgCSCriCri SCi", Ί177Ί CiHC LfCSCnauigürig uCS

Systems dann zu verhindern wenn die Einspritzung erfolgt, bevor der Schieberkolben in eine Grenzstellung gegen einen der Einsätze der Bohrung 56 bewegt worden ist. Falls eine Einspritzung in solcher mittlerer Stellung des Schieberkolbens erfolgt, tritt der Brennen stoff in die Ringnut 198 ein, gelangt durch die Querbohrungen 204 zum Beispiel in die Kammer 184b und über die Durchlässe 64a bis 64A: in den Verteiler 68 und schließlich in die Brennstoffzufuhrpumpe 138. Da die Pumpe 138 positive Verdrängung besitzt, ist ein

ίο (nicht gezeigter) Auslaßdruckregler erforderlich, um die bei einer Mittelstellung des Schieberkolbens eintretende schädliche Druckausbildung aufzuheben. Die Breite der Laufflächenbereiche 200 und 202 darf nicht größer sein als der Durchmesser des Druckkanals 54, da sonst

ji einer der Laufflächenbereiche den Druckkanal vollständig blockieren würde.

Falls der Motor angelassen wird, während sich der Schieberkolben in der Mittelstellung befindet und die Einspritzung beginnt, wenn der Ventilkörper 192 in der zu der in Fig. 11 gezeigten entgegengesetzten Grenzstellung liegt, gelangt die Einspritzung in -*en Abflußsumpf der Pumpe und kann ebenfalls keine Beschädigung verursachen.

Eine abgeänderte Ausführungsform des Schieberkol-

bensistin Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Schieberkolben 58' besitzt hier Umfangsnuten 194' und 1%', welche den Nuten 124 und 196 des Schieberkolbens 58 entsprechen und dem gleichen Zweck dienen Anstelle einer einzigen Ringnut 198 enthält der Schieberkolben 58' jedoch zwischen den Nuten 194' und 196' ein Paar Ringnuten 240 und 242, die durch eine Lagerfläche 244 voneinander getrennt sind. Anstelle der durch einen axial beweglichen Ventilkörper 192 voneinander getrennten Kammern 184a und 1846 der vorhergehenden Ausführungs- form enthält der Schieberkolben 58' eine zum linken Schieberkolbenende hin offene Kammer 246 und eine zum rechten Schieberkolbenende hin offene Kammer 248, die durch eine feste Wand voneinander getrennt sind. Die Kammern 246 und 248 sind zum Schieberkol ben über eine zu den Umfangsnuten 194' und 196' gleiche Länge koaxial. Verlängerungen 246' und 248' der Kammern 246 und 248 erstrecken sich versetzt nebeneinander. Eine Querbohrung 250 in der Ringnut 242 verbindet die Nut mit der Kammerverlängerung

(,' 246', während die Querbohrung 252 die Ringnut 240 mit der Kammerverlängerung 248' verbindet

Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der vorstehend beschriebenen, da sich

die Ringnuten 240 und 242 mit den Durchlässen 60 bzw. 62 in den Grenzstellungen des Schieberkolbens ausrichten. In der in Fig.9 gezeigten linken Grenzstellung des Schieberkolbens geht der aus dem Drückkanal 54 zugeführte Brennstoff durch die Umfangsnut 196' hindurch und gelangt in den Durchlaß 62. während gleichzeitig unter Brennstoffdruck der Brennstoffzufuhrpumpe stehender Brennstoff vom rechten Ende her durch die Kammer 248, die Kammerverlängerung 248', die Querbohrung 252 und die Ringnut 240 in den Durchlaß 60 gelangt. Wenn der Druck zum linken Ende umgekehrt wird, so wird der Schieberkolben in die in Fig. 10 gezeigte rechte Grenzstellung bewegt, so daß der eingespritzte Brennstoff aus dem Druckkanal 54 durch die Umfangsnut 194' in den Durchlaß 60 gelangt, n Gleichzeitig gelangt der unter Druck stehende Brennstoff durch die Kammer 246, die Kammerverlängerung 24€\ die Querbohrung 250 und die Ringnut 242 in den Duiciiläu 62, ιοί! in diesem miwic der anschließenden Einspritzleitung 24b einen Restdruck aufrechtzuerhalten. Wenn Jer Schieberkolben 58' die Mittelstellung durchläuft, so wird entweder die Ringnut 240 oder die Ringnut 242 unter Druck gesetzt, welche den unbenutzten Zufuhrdurchlaß beim Vorbeigang mit unter Druck stehendem Brennstoff füllt. Die Ausführungsform der _>-, F i g. 9 und 10 führt somit die gleichen Aufgaben aus wie die vorhergehende Ausführungsform.

Die Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Restdruckes in den Durchlässen 60, 62 hinter dem Druckventil und den angeschlossenen Einspritzleitungen 22b, 24b bringt erhebliche Vorteile mit sich. Das Druckventil 110 sieht eine plötzliche Abs^ei rutig der Brennstoffeinspritzung durch die Dii.se vor. Bei plötzlicher Verringerung des Leitungsdruckes können sich Blasen bilden, und wenn die hohen Einspritzdrücke diese Blasen zusammendrücken, kann Erosion der Öffnungen und Durchlässe durch Hohlraumbildung eintreten. Sind dagegen die Durchlässe mit Brennstoff unter gewissem Druck gefüllt, so ist das Zusammendrükken der Blasen unschädlich. Wenn die Zuführungsdurchlässe durch den Schieberkolben unter Druck stehen, wird außerdem die Gleichmäßigkeit der Einspritzung wesentlich verbessert, weil die Höhe des Restdruckes nicht mehr von der Tätigkeit des Druckventils abhängt. Ein den Schieberkolben betätigender Brennstoffzuführdruck von etwa i.i> bis 7 kp/cm^ hat sich als zufriedenstellend erwiesen, um die erforderliche Schieberkolbenbewegung sowie die Füllung und Unterdrucksetzung der Zuführungsdurchlässe zu bewirken. Der Schieberkolben ist dabei so wirksam, daß das Druckventil unter Umständen sogar fortgelassen werden kann, um den Zustand der gefüllten und unter Druck gesetzten Durchlässe 60, 62 und Einspritzleitungen 22b. 24b aufrecht zu erhalten.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzpumpe und einem Steuerschieber, der den vom Pumpenarbeitsraum eines Pumpenkolbens Ober einen Druckkanal zugeführten Brennstoff wechselweise an zwei über Einspritzleitungen mit dem Steuerschieber in Verbindung stehende Einspritzdüsen weiterleitet, und der aus einem Schieberkolben besteht, welcher in einer Bohrung im Schiebergehäuse axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, in denen der Druckkanal über jeweils eine von zwei am Schieberkolben angeordnete Umfangsnuten mit einer der beiden Einspritzleitungen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (58, 58') hydraulisch durch den Druck wechselweise an den beiden Enden der den Schieberkolben aufnehmenden Bohrung (36) zugeführt«! Brennstoffs betätigt wird, daß ferner innerhalb des Schieberkolbens (58, 58') zwei voneinander getrennte, zu den Schieberkolbenenden hin offene Kammern (184% 1846; 246, 248) angeordnet sind, und daß schließlich während der Zeit, in der unter Einspritzdruck stehender Brennstoff vom Pumpenarbeitsraum (106) über den Druckkanal (54) und eine der beiden Umfangsnuten (194,196; 194', 196') einer der beiden Einspritzleitungen (22b, 24b) zugeführt wird, die andere Einspritzleitung über die auf derselben Seite des Schieberkolbens wie die unter Einspritzdruck stehende Umfangsnut (194, 196; 194', 1ST') liegende Kammer (184a 1846; 246, 248) sowie eine mit dieser in Verbindung stehende, im LauHächenbereich des Schieberkolbens zwischen den beiden Umfangsnuten angeordnete Ringnut (198; 240, 242) mit unter Betätigungsdruck für den Schieberkolben stehendem Brennstoff beaufschlagt wird.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (184a, 184/>; im Innern des Schieberkolbens (58) durch eine diesen axial durchsetzend«.· Bohrung (184) und einen in dieser zwischen zwei in Achsrichtung einander gegenüberliegenden Sitzen (190, 186) axial beweglich angeordneten Ventilkörper (192) gebildet werden, der, jeweils in Bewegungsrichtung des Schieberkolbens (58) vom Brennstoffbetätigungsdruck für diesen beaufschlagt, an seinem dieser Beaufschlagungsrichtung entsprechenden Sitz zur Anlage gelangt und hierdurch den Durchgang für dsn unter Betätigungsdruck stehenden Brennstoff von der jeweiligen Kammer (184a, 1Mb) über Querbohrungen (204) zu der beiden Kammern zugeordneten, zwischen den beiden Umfangsnuten (194, 196) angeordneten einzigen Ringnut (198) freigibt.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Laufflächenbereiche (200,202) zwischen der Ringnut (198) und den beiden Umfangsnuten (194, 196) eine Breite aufweisen, die nicht größer ist als der Durchmesser des Druckkanals (54).

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (246, 248) im Innern des Schieberkolbens (58') durch eine feste Wand voneinander getrennt sind und jeder Kammer (246, 248) eine eigene, zwischen den beiden Umfangsnuten (194', 196') angeordnete Ringnut (240, 242) zugeordnet ist, deren axiale Anordnung mit Bezug auf die jeweilige Kammer so gewählt ist, daß die der gerade vom Brennstoffbetätigungsdruck für den Schieberkolben s (58') beaufschlagten Kammer (245,248) zugeordnete Ringnut (240, 242) in Beaufschlagungsrichtung des Schieberkolbens gesehen jeweils hinter der der nicht vom Brennstoffdruck beaufschlagten Kanvner zugeordneten Ringnut liegt.