DE2339529A1 - Kraftstoffeinspritzpumpenverstellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
hydraulischen Betätigung- des FördermengenverstelXgliedes der Kraftstoffeinspritzpumpe von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, welche in dem Gestänge zwischen Gaspedal und Fördermengenverstellglied angeordnet ist und einen Zylinder sowie einen darin axial versehieblichen Kolben aufweist, welcher durch
zwei Druckfedern im Zylinder in Mittelstellung gehalten ist, wobei Zylinder und Kolben jeweils an einem Gestängearia angreifen und durch Druckmittelbeaufsclilagung gegenseitig verschieblich sind.

Bekanntlich wird bei Kraftfahrzeugen die Brennkraftmaschine zum Fahrzeugantrieb vom Fahrer mit Hilfe eines Gaspedals gesteuert, welches durch ein Gestänge mit dem Fördermengen-verstellglied der Einrichtung zur Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine verbunden ist. Bei Diesel-Motoren, welche vor allem bei schweren Lastkraftwagen eingebaut sind, handelt es sich bei diesen Einrichtungen um Einspritzpumpen. Solche
Einspritzpumpen verdrängen auch bei Otto-Motoren immer mehr
den Vergaser.

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Hielrb nur beim Start der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, sondern auch während des Betriebes, und sw ar bei jedem Gangwechsel, ist eine bestimmte Betätigung ues Gaspedals bzw. des erwähnten iFördermengenverstellgliedes erforderlich. Wird von einem niedrigeren Gang in einen höheren Gang geschaltet, dann nuß die Drehzahl der Brennkraftmaschine vermindert werden. Umgekehrt muß diese Drehzahl erhöht werden, wenn von einem höheren in einen niedrigeren Gang ,,ewecnselfc wird. Bei nichtsynchronisierten Wechselte brxeben muß also im letzteren Fall Zwischengas gegeben werden, während im ersten Fall das Gaspedal zurückzunehmen ist, so daß die jeweilige Brennkraftmaschine weniger Kraftstoff erhält. Die jeweils für den Synchronlauf der bei einem Gengwechsel miteinander in Eingriff zu bringenden Getriebeteile erforderliche Drehzahl der Brennkraftmaschine muß möglichst sclinell erreicht werden, insbesondere um möglichst kurze Schaltseib i, zu erreichen, "was vor allen bei schweren Lastkraftwagen von hervorragender Bedeutung ist.

Bei synchronisierten Getrieben ist axe beschildere) Steuerung der Brennkraftmaschine nicht erforderlich, um einen Gangwechsel zustande kommen zu lassen. Jedoch muß auch dabei die Brennkraftmaschinendrehzahl aem jeweils gewählten Gaiw eingepaßt werden. In jedem Fall ist eine besondere Steuerung der Brennkraftmaschine beim Anlassen erforderlich. Im übrigen sind Synchrongetriebe aufwendig und teuer.

Um diese Schwierigkeiten zu beheben, ist bereits eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen worden. Diese dient dazu,, das Gestänge zwischen Gaspedal und Fördermengenverstellglied entsprechend dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine hinsichtlich der Länge zu verändern und ist als Teil des Gestänges zusammen mit diesen beweglich.. Die den Kolben beidseitig belastenden Druckfedern stützen sich jeweils mit dem dem Kolben abgewa^dten Ende am

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Zylinder ab. Der Zylinder ist "beidseitig vom Kolben jeweils an ein elektromagnetisches Steuerventil angeschlossen und dadurch wahlweise mit einer Druckmittelquelle oder einem Druckmittelrücklaufbehälter verbindbar.

Sind die beiden Ventile nicht erregt, dann ist der von der Kolbenstange durchsetzte Innenraum des Zylinders an den Druckmittelrücklaufbehälter angeschlossen, während der andere Innenraum des Zylinders mit der Druckmittelquelle in Verbindung steht, und zwar über ein zu diesem Innenraum hin öffnendes Rückschlagventil. Die Kolbenstange ist dann aus dein Zylinder voll ausgefahren, so daß das erwähnte Gestänge die größte Länge aufweist und das angeschlossene Fördermengenverstellglied der zugehörigen Kraftstoffeinspritzpumpe sich in Stop-Stellung befindet, in welcher der Brennkraftmaschine keine Kraftstoff zugeht.

Beim Start werden beide Ventile erregt, so daß die Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens sich umkehrt und der von der Kolbenstange durchsetzte Zylinderinnenraum an die Druckmittelquelle angeschlossen ist, während der andere Zylinderinnenraum mit dem Druckmittelrücklaufbehälter in Verbindung steht. Das Gestänge weist dann die kürzeste Länge auf, und das Fördermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe nimmt die Start-Stellung ein, in welcher die für den Start der Brennkraftmaschine erforderliche Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zugeht.

Beim normalen Betrieb der Brennkraftmaschine während der Fahrt des Kraftfahrzeuges wirken Kolben und Zylinder als starres Gestängeteil. Die Kraftstoffeinspritzpumpe wird lediglich durch Betätigung des Gaspedals vom Fahrer des jeweiligen Kraftfahrzeuges gesteuert. Dazu sind beide Zylinderinnenräume jeweils mit dem Druckmittelrücklauf behälter verbunden, und ist der Kolben durch die beiden belastenden Druck-

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federn im Zylinder in Mittelstellung gehalten. Das demjenigen Zylindernrmenraum zugeordnete Ventil, welcher nicht von der Kolbenstange durchsetzt ist, ist also erregt.

Beim Wechsel von einem höheren in einen niedrigeren Gang wird auch das andere Ventil erregt, so daß der von der Kolbenstange durchsetzte Zylinderinnenraum an die Druckmittelquelle angeschlossen ist und die Kolbenstange in den Zylinder eingefahren wird. Die Drehzahl der Brennkraf tmas chine erhöht sich. Nach Beendigung des Gangwechsels wird das dem von der Kolbenstange durchsetzten Zylinderinnenraum zugeordnete Ventil wieder stromlos geschaltet, so daß dieser Zylinderinnenraum an den Druckmittelrücklaufbehälter angeschlossen ist.

Beim Wechsel von einem niedrigeren in einen höheren Gang werden beide Ventile umgeschaltet, d. h. das dem Kolbenstangen durchsetzten Zylinderinnenraum zugeordnete Ventil erregt und das andere Ventil abgeschaltet, so daß beide Zylinderinnenräume mit der Druckquelle in Verbindung stehen. Da das Druckmittel in dem nicht von der Kolbenstange durchsetzten Zylinderinnenraum eine größere Kolbenfläche beaufschlagt, wird die Kolbenstange aus dem Zylinder ausgefahren. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine vermindert sich. Nach dem Gangwechsel werden die Ventile von neuem umgeschaltet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, deren Tätigwerden am Gaspedal nicht spürbar ist, und bei welcher während des normalen Betriebes der zugehörigen Brennkraftmaschine mit Steuerung durch den Fahrer über das Gaspedal kein Steuerventil betätigt bzw. erregt zu sein braucht.

Dies ist durch die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung

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ergeben sich, wenn die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 verwirklicht sind.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 die Anordnung in dem Gestänge zwischen Gaspedal und Fördermengenverstellglied der Kraftstoffeinspritzpumpe einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine;

Fig. 2 und 3 jeweils einen Längsschnitt, wobei die normale Betriebsstellung bzw.- eine .Betätigungsstellung wiedergegeben ist.

Gemäß Fig. 1 ist das Gaspedal 1 eines Kraftfahrzeugs mit dem Fördermengenverstellglied 2 der Kraftstoffeinspritzpumpe 3 der nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Fahrzeugs durch ein Gestänge -verbunden, welches aus einem um eine kraftfahrzeugfeste Achse 4- verschwenkbaren, zweiarmigen Hebel 5, einer diesen mit dem Gaspedal 1 verbindenden Stange 6, einer am Fördermengenverstellglied 2 angreifenden Stange 7» einer am anderen Arm des Hebels 5 angreifenden Stange 8 und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 9 zwischen den beiden Stangen 7 und 8 besteht.

Das Gestänge ist durch eine Zugfeder 10 belastet, welche einerseits bei 11 am Kraftfahrzeug angreift, andererseits an einem Arm des Hebels 5· Die Kraft der Feder 10 muß bei Betätigung des Gaspedals 1, d. h. beim. Verschwenken desselben um die kraftfahrzeugfeste Achse 12 in Hichtung des Pfeiles 13 überwunden werden.

Gemäß Fig. 2 und 3 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 9 ein Gehäuse 14 mit einem Flansch 15 zur Befestigung

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am Kraftfahrzeug auf. Die Befestigung kann beispielsweise am Gehäuse der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges erfolgen. Im. Gehäuse 14 ist ein Zylinder 16 mit einem äußeren Kolbenring 17 und einem mittleren, inneren Ringvorsprung 18 axial verschieblich und dicht geführt. Im Zylinder 1G ist ein Kolben 19 axial verschieblich angeordnet.

Der Zylinder 16 weist an dem in Fig. 2 und 3 rechten Ende einen Kopf 20 auf, welcher über ein Kugelgelenk 21 mit der Stange 7 verbunden ist. In gleicher Weise ist der Kolben 19 an dem in !"ig. 2 und 3 linken Ende über ein Kugelgelenk 22 mit der Stange 8 verbunden.

Der Kolben 19 besteht aus zwei Gleitstücken 23 und 24 sowie einem diese verbindenden Schaft 25 mit einem mittleren Anschlagbund 26. Er weist zwei Zentrierkolben 27 auf, welche jeweils auf der einen bzw. anderen Seite des Ringvorsprungs 18 im Innenraum des Zylinders 16 und auf dem entsprechenden Abschnitt des Schaftes 25 axial verschieblich und dicht geführt sind. Zwischen jedem Zentrierkolben 27 und dem benachbarten Gleitstück 23 bzw. 24 ist eine Druckfeder 28 angeordnet.

Das Gehäuse 14 ist in der Nähe der beiden Stirnseiten, durch welche sich der Zylinder 16 nach außen erstreckt, jeweils mit einem Druckmittelanschluß 29 bzw. 30 versehen. Der Zylinder 16 weist einen radialen Kanal 31 auf, welcher einerseits vor den beiden Zentrierkolben 27 in den Innenraum des Zylinders 16 mündet, andererseits in das Gehäuse 32 eines Rückschlagventils mit Kugel 33· Das Gehäuse -32 ist in einer Axialbohrung des Kolbenrings 17 eingesetzt und mit zwei beiderseits vom Kolbenring 17 in den Innenraum des Gehäuses 14 mündenden Kanälen 34 versehen.

Die beiden Druckmittelanschlüsse 29 und 30 des Gehäuses

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14 sind jeweils mit einem elektromagnetischen Ventil 35 bzw. 36-verbunden, welches an eine Druckmittelquelle 37 und einen Druclauittelrücklaufbehälter 38 angeschlossen ist. Jedes Ventil 35 bzw. 36 ist in unerregtem Zustand durch eine Feder 39 in der Schaltstellung I gehalten, in welcher der zugehörige Druckmittelanschluß 29 bzw. 30 mit dem Druckmittel-rücklaufbehälter 38 in Verbindung steht. Wird der Elektromagnet 40 erregt, dann nimmt das jeweilige Ventil 35 "bzw. 36 die Schaltstellung II ein, in welcher der zugehörige DruckmittelanschluB 29 bzw. 30 mit der Druckmittelquelle 37 verbunden ist.

In Fij. 2 ist die normale Betriebsstellung der Vorrichtung 9 dargestellt. Die beiden Ventile 35 und 36 sind »«tror-ilos, so daß der Innenraum des Gehäuses 14 beiderseits von Kolbenring 17 mit dem Druckmittelrücklaufbehälter 38, d. h. der freien Atmosphäre,, verbunden ist. Die beiden Zentrierkolben 27 sind durch die Federn 28 beiderseits gegen den mittleren .Anschlagbund 26 des Schaftes 25 und gegen den mittleren, inneren Ringvorsprung 18 des Zylinders 16 gedrückt, so daß Kolben 19 und Zylinder 16 gegenseitig festgelegt sind und ein als starr anzusehendes Verbindungsstück zwischen den Stangen 7 und δ bilden, welches sich' im Gehäuse 14 ohne weiteres axial verschieben läßt.

In dieser normalen Betriebsstellung erfolgt also die Betätigung des Fördermengenverstellgliedes 2 der Kraftstoffeinspritzpumpe 3 ausschließlich vom Gaspedal 1 her.

Bei einem Gangwechsel wird eines der beiden Ventile 35 und 36 erregt, so daß es in die Schaltstellung II umschaltet und der Innenraum des Gehäuses 14 von der Druckmittelquelle 37 her mit Druckmittel beaufschlagt wird. Dies hat zur Folge, daß öie Verriegelung zwischen Kolben I9 und Zylinder 16 gelöst und der Zylinder 16 verschoben wird, ohne daß sich der Kolben 19 unü somit die Stange 6 bzw. das Gaspedal 1 "bewegen .

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würde. Es wird lediglich, das Fordermengenverstellglied 2 der Kraftstoff einspritzpumpe 3 über die Stange 7 betätigt.

Findet beispielsweise ein Wechsel von einem niedrigeren in einen höheren Gang statt, dann wird das Ventil 35 erregt, so daß es die Schaltstellung II einnimmt. Von der Quelle 37 strömt dann Druckmittel zum Anschluß 29 und in den Innenraum des Gehäuses 14, und zwar auf der in Fig. 2 und 3 linken Seite vom Kolbenring 17- Die Kugel 33 des Rückschlagventils im Kolbenring 17 versperrt den Durchgang zum Gehäuseinnenraum auf der anderen Seite vom Kolbenring 17. Über den Kanal 31 gelangt das Druckmittel vor die beiden Zentrierkolben 27 und drückt diese entgegen der Wirkung der jeweiligen Feder 28 gegen das Gleitstück 23 bzw. 24. Der Zylinder 16 verschiebt sich dann gemäß dem Pfeil 41 in Fig. 3 nach rechts und verstellt das Fordermengenverstellglied 2, so daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine abfällt. Nach Beendigung des Gangwechsels wird die Erregung des Ventils 35 abgeschaltet, so daß es in die Schaltstellung I zurückkehrt. Der Zylinder wird dann durch die Federn 28 wieder in die Mittelstellung gemäß Fig. 2 auf dem Kolben 19 zurückgeführt, dessen Axialstellung bezüglich des Gehäuses 14 von der jeweiligen Stellung des Gaspedals 1 abhängt.

Findet ein Wechsel von einem höheren in einen niedrigeren Gang statt, dann wird das Ventil 36 erregt, so daß es die Schaltstellung II einnimmt und der Zylinder 16 nunmehr auf die geschilderte Art und Weise in Fig. 2 und 3 nach links verschoben wird. Dies hat zur Folge, daß das Fordermengenverstellglied 2 in entgegengesetzter Richtung betätigt wird, so daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine ansteigt. Nach dem Gangwechsel wird die Erregung des Ventils 36 wieder abgeschaltet, so daß es die Schalt stellung I einnimmt und der Zylinder 16 unter der Wirkung der Federn 28 wieder in die Mittelstellung gemäß Fig. 2 auf dem Kolben 19 zurückkehrt, welcher sich in

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derjenigen Axialstellung relativ zum Gehäuse 14 "befindet, in welcher er jeweils durch, das G-aspedal 1 gehalten ist.

Beim Start wird ebenfalls das Ventil 36 erregt, so daß der Zylinder 16 in Fig. 2 und 3 bis zum Anschlag des Kolbenrings 17 am Gehäuse 14 nach links läuft und das Fördermengenverstellglied 2 ohne jede Betätigung des durch die Feder 10 in voller Ausschlagstellung gehaltenen Gaspedals 1 in diejenige Stellung verschwenkt wird, in welcher die Einspritzpumpe 3 der Brennkraftmaschine die für den Start erforderliche Kraftstoffmenge zukommen läßt.

Die Erregung der Ventile 35 und. 36 wird von einer elektrischen oder elektronischen Steuereinheit aus gesteuert, die nicht dargestellt ist. Ist eine Vorrichtung zum halb- oder vollautomatischen Schalten des synchronisierten oder unsynchronisierten Getriebes des jeweiligen Kraftfahrzeuges vorgesehen, dann können die Ventile 35 und 36 von derjenigen elektrischen oder elektronischen Einheit gesteuert werden, welche zur Steuerung des Betriebes der Schaltvorrichtung dient,

Die Steuereinheit kann beispielsweise einen Druckknopf aufweisen, welcher betätigt wird, wenn das Fördermengenverstellglied 2 bei unbetätigtem, durch die Feder 10 in voller Ausschlagstellung gehaltenem Gaspedal 1 in diejenige Stellung verschwenkt werden soll, in welcher die Einspritzpumpe 3 der Brennkraftmaschine keinen Kraftstoff zukommen läßt. Die Betätigung des Druckknopfes hat eine Erregung des Ventils 35 zur Folge, so daß der Zylinder 16 in Richtung des Pfeiles 41 bis zum Anschlag am Gehäuse 14 läuft und das Fördermengenverstellglied 2 in die besagte Stellung verschwenkt wird.

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Claims (3)

1. - ίο -

   Ansprüche

   11./Vorrichtung zur hydraulischen Betätigung des Fördermengen-Verstellglied.es der Kraftstoffeinspritzpumpe von Kraftfahrzeug-Brenakraftmaschinen, welche in dem Gestänge zwischen Gaspedal und Fördermengenverstellglied angeordnet ist und einen Zylinder sowie einen darin axial verschieblichen Kolben aufweist, welcher durch zwei Druckfedern im Zylinder in Mittelstellung gehalten ist, wobei Zylinder und Kolben jeweils an einem Gestängearm angreifen und durch Druckmittelbeaufschlagung gegenseitig verschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (16) einen äußeren Kolbenring (17)aufweist und in einem feststehenden Gehäuse (14) axial verschieblich ist, welches beiderseits vom Kolbenring (17) einen Druckmittelanschluß (29 bzw. 30) aufweist, und daß der Kolben (19) zwei axial verschiebliche, federnd aufeinander zu belastete Zentrierkolben (27) aufweist, welche beiderseits eines mittleren, inneren Ringvorsprungs (18) des Zylinders (16) angeordnet und gemeinsam mit dem über den einen bzw. den anderen Anschluß (29 bzw. 30) zugeführten Druckmittel beaufschlagbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Zylinders (16) durch einen vor den beiden Zentrierkolben (27) mündenden Kanal (31) über mindestens ein Rückschlagventil (32, 33» 39) mit dem Innenraum des Gehäuses (14) jeweils auf derjenigen Seite des Kolbenringes (17) verbindbar ist, welche mit Druckmittel beaufschlagt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (19) aus zwei Gleitstücken (23 und 24) und einem diese verbindenden Schaft (25) mit einem mittleren Anschlagband (26) besteht, gegen welchen die auf den Schaftab-

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   schnitten beiderseits vom JLnschlagbund (26) verschieblichen Zentrierkolben (27) ö^eweü^s durch die zugehörige Druckfeder (28) belastet sind, welche sich mit dem anderen Ende am benachbarten Gleitstück (25 bzw. 24-) abstützt.

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