DE2942010C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus.

Bei einer durch die DE-OS 23 28 563 bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art dient als elektrisch betätigte Steuereinrichtung ein Magnetventil, das durch seinen Schließzustand während des Druck- und Förderhubs des Pumpenkolbens den Spritzbeginn und das Spritzende der Kraftstoffeinspritzpumpe bestimmt.

Die bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe pro Zeiteinheit zur Einspritzung kommende Kraftstoffmenge wird dort durch die Fördercharakteristik der Kraftstoffeinspritzpumpe bestimmt, insbesondere durch den Pumpenkolben­ hubverlauf. Dabei wird je nach Größe der Kraftstoffeinspritzmenge ein großer oder ein kleiner Teil des Pumpenkolbenförderhubs für die Förderung der Kraftstoffeinspritzmenge verwendet. Im Leerlauf der Brennkraft­ maschine hat das dann den Nachteil, daß die dort benötigte geringe Kraft­ stoffeinspritzmenge über nur einen geringen Hub des Pumpenkolbens ein­ gespritzt wird, obwohl wegen der geringen Drehzahl eine relativ lange Zeit für die Einspritzung zur Verfügung steht. Die kurze Kraftstoffein­ spritzdauer führt zu einem schlagartigen Verbrennen der eingespritzten Kraftstoffmenge und damit in bekannter Weise zu einem lauten Betriebs­ geräusch der Brennkraftmaschine.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe so weiterzubilden, daß die Kraftstoffeinspritzrate der zur Einspritzung kommenden Kraftstoffmenge entweder angepaßt, verändert oder entsprechend Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmbar ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Kraftstoffeinspritzmenge insbesondere im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine über eine längere Zeit verteilt eingespritzt werden kann und somit die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine vermindert werden kann. Dabei bietet die Kraft­ stoffeinspritzpumpe vielseitige Regelmöglichkeiten bei geringem Aufwand. Der Hochdruckpumpenteil besteht im wesentlichen aus Großserienteilen. Entsprechend der Ausgestaltung der Erfindung können Steuervorrichtung und Drossel in einem Stellelement vereinigt werden, sofern ein schnell und entsprechend vielseitig schaltbares Element wie beispielswiese Piezo­ keramik verwendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Erfindung und

Fig. 2 ein Funktionsdiagramm der­ selben.

Im Gehäuse 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe ist eine Buchse 2 angeordnet, in der ein Pumpenkolben 3 eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung aus­ führt. Der Pumpenkolben 3 ist durch einen Nockentrieb 4 über eine Welle 5 angetrieben, welche synchron zu der Drehzahl des von der Einspritzpumpe mit Kraftstoff ver­ sorgten Motors rotiert. Durch den Pumpenkolben 3 und die Buchse 2 ist ein Pumpenarbeitsraum 6 begrenzt, welcher über einen Versorgungskanal 7 mit einem Saugraum 8 im Gehäuse 1 der Einspritzpumpe verbunden ist. Der Saugraum 8 wird über eine Förderpumpe 9 mit Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter 10 versorgt. Aus dem Pumpenarbeitsraum 6 wird über eine Längs- und Verteilernut 11 der Kraft­ stoff zu Druckleitungen 12 hin verteilt, die zu Einspritz­ düsen 13 an der Brennkraftmaschine führen. Im Endbereich des Pumpenkolbens 3 sind in die Stirnseite des Pumpenkol­ bens mündende Längsnuten 14 vorgesehen, über die während des Saughubs des Pumpenkolbens 3 eine Verbindung zwischen den Kanälen 7 und dem Pumpenarbeitsraum 6 hergestellt werden.

Vom Pumpenarbeitsraum 6 zweigt ein Entlastungskanal 15 ab, dessen Querschnitt gesteuert ist und der in den Saugraum 8 mündet. Der Entlastungskanal 15 ist bei dem dargestellten Beispiel aufgezweigt in die Parallelkanäle 15 a und 15 b, die sich dann wieder vereinigen. Im Kanal 15 a ist ein Magnetventil 16 angeordnet, über das der Ab­ schnitt voll auf- oder zugesteuert werden kann. Im Ab­ schnitt 15 b ist eine Drossel 17 angeordnet, deren Quer­ schnitt über ein elektrisches Stellwerk 18 änderbar ist.

Magnetventil 16 und Stellwerk 18 sind durch ein elektro­ nisches Steuergerät 19 ansteuerbar, in welches verschie­ dene Motorkenngrößen wie Last, Drehzahl, Luftdrucktempera­ tur, Winkelgrad der Kurbelwelle usw. eingegeben werden.

Durch das Magnetventil 16 wird der Spritzanfang a und das Spritzende e bestimmt. Sobald das Magnetventil 16 schließt, beginnt sich im Pumpenarbeitsraum 6 ein für die Einspritzung ausreichender Druck aufzubauen und die Ein­ spritzung beginnt. Durch die Drossel 17 hingegen strömt kontinuierlich je nach Querschnitt eine mehr oder weniger große Kraftstoffmenge auch während des Einspritzvorgangs aus dem Pumpenarbeitsraum 6 ab.

In Fig. 2 ist über der Ordinate q die pro Winkelgrad ein­ gespritzte Kraftstoffmenge und über der Abszisse die Winkelgrade aufgetragen. Bei a öffnet das Magnetventil 16, bei e schließt es wieder. Die in diesem Winkelbe­ reich geförderte Menge ist dann Q 1 · (e - a). Entspre­ chend den Motorforderungen z. B. kalter Motor oder verän­ derte Höhendrucklage kann der Spritzbeginn auf a′ und/ oder das Spritzende auf e′ verschoben werden - dieses wieder über das Magnetventil 16. Die Einspritzmenge hin­ gegen kann dadurch verändert werden, daß die Drossel 17 weiter geöffnet wird und die dadurch abnehmende Kraft­ stoffmenge pro Winkelgrad auf die Menge Q 2 sinkt. Je größer also die einzuspritzende Kraftstoffmenge sein soll, beispielsweise bei Vollast und großer Drehzahl, desto kleiner wird der Drosselquerschnitt der Drossel 17 sein. Umgekehrt, je kleiner die Drehzahl sein soll, bei­ spielsweise bei Leerlauf, desto kleiner wird die Größe Q 2 sein. Wird beispielsweise die Spritzzeit e -a mög­ lichst lang gehalten, so kann bei niederen Drehzahlen und einem entsprechend kleinen Q 2 ein Leiselauf des Mo­ tors erreicht werden.

Gemäß der gestrichelt angedeuteten Möglichkeit kann auch der Abschnitt 15 b des Entlastungskanals gesperrt sein, und statt der oben beschriebenen Parallelanordnung von Magnetventil 16 und Drossel 17 eine Hintereinanderschal­ tung derselben erfolgen. Hierbei ist dann die Drossel 17′ vor dem Magnetventil 16 angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerung über ein piezoelektrisches Element erfolgen, das aufgrund seines schnellen Arbeitsvermögens die Funktion von Drossel 17 und Magnetventil 16 in sich vereinigt. Je nach Ansteue­ rung würde das einzige im Entlastungskanal 15 angeordnete Querschnittssteuerglied für den Spritzanfang den Kanal aufsteuern, aber nur so weit, wie die angelegte Spannung es erfordert, um dann wieder für das Spritzende den Kanal zu schließen. Die Schnelligkeit eines solchen Stellers bietet die Möglichkeit, von der Variation der momentanen Durchflußmenge bis hin zu hochfrequenter Druckschwin­ gungsanregung (Strahlaufbereitung).

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit wenigstens einer den Druck für die Einspritzung erzeugen­ den Pumpvorrichtung und einer den Spritzbeginn und das Spritzende bestimmenden elektrisch betätigten Steuervorrichtung, die den Durchfluß durch einen ersten Entlastungskanal des Pumpen­ arbeitsraums steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten oder in einem weiteren einem Entlastungs­ kanal (15) des Pumpenarbeitsraums (6) eine im Querschnitt elektrisch verstellbare Drossel (17) angeordnet ist, durch die die pro Zeit geförderte Einspritzmenge steuerbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Steuervorrichtung (16) und Drossel (17) parallelgeschaltet sind.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Steuervorrichtung und Drossel in Reihe geschaltet sind.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Steuervorrichtung und Drossel als ein piezogesteuertes Element in einem Steuerglied zusammenge­ faßt sind.