DE3016384A1

DE3016384A1 - Fluessigkraftstoff-einspritzpumpvorrichtung

Info

Publication number: DE3016384A1
Application number: DE19803016384
Authority: DE
Inventors: John Craven
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1979-05-03
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1980-11-13
Also published as: FR2455684B1; JPS55148955A; ES490205A0; DE3016384C2; MX150138A; FR2455684A1; US4309151A; ES8101712A1; JPS6142110B2; IT1140893B; IT8021540A0; SU980632A3

Description

-A

Flüssigkraftstoffeinspritzpumpvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkraftstoffeinspritzpumpvorrichtung zur Kraftstofförderung an einen Verbrennungsmotor von der Art, die folgende Teile enthält:

Ein Gehäuse,

einen drehbaren Verteiler in diesem Gehäuse, der so angeordnet ist, daß er in Taktung mit einem zugehörigen Motor angetrieben wird,

eine Nockentrommel, die den Verteiler umgibt und die in einer Kammer in dem Gehäuse angeordnet ist,

Pumpenkolben auf diesem Verteiler, die durch Nockenoberflächen auf dieser Nockentrommel betätigt werden, wenn der Verteiler rotiert, um durch Kanalmittel im Verteiler und Gehäuse Kraftstoff an jeweilige Auslässe zu fördern,

einen Beschickungskanal in diesem Gehäuse, durch welchen Kraftstoff unter Druck gefördert werden kann, um eine Auswärtsbewegung der Pumpenkolben zu bewirken, nachdem diese durch die Nocken betätigt werden,

einen Kraftstoffeinlaß in diesem Gehäuse,

eine Verdränger-Förderpumpe, die einen Einlaß aufweist, der mit diesem Kraftstoffeinlaß, sowie einen Auslaß, der mit diesem Beschickungskanal verbunden ist,

sowie ein Drucksteuerventil zur Steuerung des Kraftstoffdrucks in diesem Beschickungskanal.

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Eine solche Vorrichtung zur Kraftstofförderung an Selbstzündung smo tor en ist bekannt, und üblicherweise ist sie mit einer vom Motor angetriebenen Füllpumpe versehen, die Kraftstoff aus dem Kraftstofftank entnimmt und ihn mit niedrigem Druck an den Kraftstoffeinlaß der Vorrichtung fördert. Eine solche Füllpumpe erleichtert das Füllen des Kraftstoffsystems mit Anlaßkraftstoff, wenn der Kraftstofftank leergelaufen ist. Die Füllpumpe ist normalerweise, eine einfache Membranpumpe,und obwohl sie verhältnismäßig billig ist, erfordert sie eine vom Motor angetriebene Nocke für ihre Betätigung,und deshalb kann die Verwendung einer solchen Pumpe eine beträchtliche Ausgabe darstellen.

Wenn die Füllpumpe weggelassen wird, ergibt sich das Problem, das Kraftstoffsystem mit Anlaßkraftstoff zu füllen, wenn der Tank leergelaufen ist und/oder Luft durch den Kraftstoffeinläß in die Vorrichtung eingedrungen ist. Wenn in diesem Fall Kraftstoff in den Kraftstofftank gefüllt wird, muß der Motor eine beträchtliche Zeit vom Anlasser angedreht werden, bevor Kraftstoff in den Kraftstoffeinlaß gelangt. Dies würde eine übermäßige Belastung der Batterie und damit des Anlassers bedeuten. Es ist deshalb wünschenswert, daß der Motor läuft, während Kraftstoff zum Kraftstoffeinlaß gelangt,und zu diesem Zweck muß ein Kraftstoffreservoir vorhanden sein. Es ist jedoch notwendig, daß dieses Reservoir nicht völlig entleert ist, nachdem der Kraftstofftank leergelaufen ist. Zumindest sollte an den die Maschine Bedienenden eine Warnung gegeben werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung der beschriebenen Art in einer einfachen und zweckmäßigen Form.

Gemäß der Erfindung enthält eine Vorrichtung der beschriebenen Art einen Luftabscheider zwischen dem Auslaß der Förderpumpe und diesem Beschickungskanal, wodurch

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während des Betriebs Luft, die in den Kraftstoff, der den Auslaß der Förderpumpe verläßt,eingedrungen ist, von dem Kraftstoff getrennt wird, wobei dieses Drucksteuerventil einen unter Federspannung stehenden Kolben in einem Zylinder enthält und wobei ein Ende dieses Zylinders mit diesem Beschickungskanal in Verbindung steht, wodurch der "Kraftstoffdruck in diesem Beschickungskanal gegen die Kraft, die durch die Feder ausgeübt wird, auf den Kolben wirkt. Die Vorrichtung enthält außerdem eine erste öffnung in der Wand des Zylinders, die durch den Kolben freigegeben wird, wenn der Druck in dem Beschickungskanal einen vorgegebenen Wert erreicht, um dadurch den Kraftstoffdruck in diesem Beschickungskanal zu steuern, eine zweite öffnung in diesem Zylinder, die sich auf der diesem einen Ende des Zylinders abgewandten Seite der ersten Bohrung . befindet und die verbunden ist mit dem Einlaß der Förderpumpe.sowie eine dritte öffnung in diesem Zylinder, die so angeordnet ist, daß sie für den Fall, daß der Kraftstoffdruck in dem Beschickungskanal· aufgrund des Vorhandenseins von Luft in dem Kraftstoff,der vom Ausiaß der Förderpumpe fließt, auf einen niedrigen Wert fällt, mit dieser zweiten öffnung mittels des Kolbens verbunden ist und die außerdem durch einen Förderdurchlaß mit diesem Raum so verbunden ist, daß Kraftstoff von diesem Raum zum Einlaß der Förderpumpe verdrängt werden kann.

Gemäß eines weiteren Merkmals der Erfindung ist dieser Förderdurchlaß so angeordnet, daß er die Luft in dieser Kammer berührt, bevor der Kraftstoff in dieser .Kammer verbraucht ist.

Beispiele von Kraftstoffpumpvorrichtungen in Übereinstimmung mit der Erfindung werden im folgenden beschrieben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen. In diesen sind:

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Figur 1 ein Seitenschnitt durch ein Beispiel der Vorrichtung, der ihre Teile für den normalen Betrieb angeordnet zeigt;

Figur 2 eine Ansicht ähnlich Figur 1, die die Teile in einer anderen Stellung zeigt; und

Figuren 3 und 4 Modifikationen der in Figur 1 gezeigten

Vorrichtung.

Mit Bezug auf Figur 1 der Zeichnungen enthält die Vorrichtung ein Gehäuse 10, in dem ein rotierender zylindrischer Verteiler 11 gelagert ist. Der Verteiler ist mit einer Antriebswelle 12 verbunden, die sich aus dem Gehäuse erstreckt und die während des'Betriebs in Taktung mit dem zugehörigen Motor angetrieben wird. Der Verteiler weist einen Kopf 13 auf, der in einer Kammer 14, die in das Gehäuse eingeschnitten ist, angeordnet ist. In dieser Kammer befindet sich eine Nockentrommel 15, die auf ihrer inneren Umfangsoberflache Paare von Nockenoberflächen aufweist.

Im Verteilerkopf 13 befindet sich eine querverlaufende Bohrung 16, in der ein Paar von Pumpenkolben 17 so angeordnet sind, daß sie durch die Nocken einwärts bewegt, werden, wenn der Verteiler rotiert. Während einer Einwärtsbewegung der Kolben wird Kraftstoff von der Bohrung 16 verdrängt und fließt entlang einem Längskanal 18 im Verteiler. Der Kanal. 18 führt zu einem Förderkanal 19, der während der Einwärtsbewegung der Kolben mit einem von einer Mehrzahl von Auslassen in Verbindung steht, die während des Betriebs mit den jeweiligen Einspritzdüsen des zugehörigen Motors verbunden sind.

In den Intervallen zwischen den Kraftstofförderungen wird Kraftstoff durch einen von einer Mehrzahl von Einlaßkanälen 21, die in Übereinstimmung kommen mit einer Einlaßöffnung. 22, an die Bohrung 16 gefördert.

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Die Einlaßöffnung 22 ist auf eine Art, die noch beschrieben wird, mit einem Kraftstoffvorrat verbunden und die Kraftstoff menge, die durch die öffnung 22 fließt, während sie sich in Übereinstimmung mit einem Kanal 21 befindet _t wird durch eine Kraftstoffsteuervorrichtung bestimmt, die bei 23 graphisch dargestellt ist. Diese Kraftstoffsteuervorrichtung kann aus einer einfachen Drossel bestehen.

Auf der eingesteckten Welle 12 ist der drehbare Teil einer Kraftstofförderpumpe 24, die zweckmäßigerweise aus einer Verdrängerflügelpumpe besteht, angeordnet. Die Förderpumpe besitzt einen Auslaß 25 und einen Einlaß 26, der mit einem Kraftstoffeinlaß 27 im Gehäuse verbunden ist, der seinerseits an einen Kraftstofftank angeschlossen .ist.

Der Auslaß 25 der Pumpe ist mit einem Beschickungskanal 29 und über diesen mit der Steuervorrichtung 23 verbunden. Unmittelbar neben dem Auslaß der Pumpe befindet sich ein Luftabscheider 30, der eine Kammer 31 enthält, von deren unterem Ende sich der Beschickungskanal 29 erstreckt. Der Auslaß 25 der Pumpe führt in den oberen Teil der Kammer _f und vom obersten Punkt der Kammer erstreckt sich ein Entlüftungskanal 32, der eine Verengung 33 aufweist. Der Entlüftungskanal führt zum oberen Teil der Kammer 14, von der während des Betriebs ein Auslaß 34 mit einem Rückflußventil (nicht dargestellt), welches verhindert, daß Luft in die Kammer 14 eindringt, zum Tank führt.

Im Gehäuse befindet sich ein Zylinder 35 mit einem unter Federspannung stehenden Kolben 36, der durch die Feder nach unten gedrückt wird. Das untere Ende des Zylinders ist mit dem Kanal 29 verbunden,und in die Wand des Zylinders ist eine erste öffnung 37 eingeschnitten, welche mit dem Einlaß 26 der Förderpumpe in Verbindung steht. Außerdem ist eine zweite öffnung 38, die ebenfalls mit dem Einlaß der Förderpumpe verbunden ist, in die Wand des

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Zylinders eingeschnitten. Die zweite öffnung 38 befindet sich auf der dem unteren Ende des Zylinders entgegengesetzten Seite der öffnung 37. Der Abschnitt des Zylinders, der die auf den Kolben wirkende Feder enthält, ist durch einen Förderdurchlaß 39 mit der Kammer 14 verbunden. Die Lage dieses Förderdur.chlasses 39 ist sorgfältig gewählt, und es wird darauf hingewiesen, daß er über dem niedrigsten Niveau der Kammer 14 angeordnet ist.

Während des Betriebs fließt Kraftstoff vom Auslaß 25 der Förderpumpe in die Kammer 31 des Luftabscheiders. Jegliche Luft, die in den Kraftstoff eingedrungen ist, steigt in der Kammer auf und fließt durch den Entlüftungskanal 32 und eventuell zurück in den Tank. Der luftfreie Kraftstoff fließt durch den Beschickungskanal 29 und durch die Steuervorrichtung 23 zur Bohrung 16. Wenn eine Einwärtsbewegung der Kolben stattfindet,wird eine bestimmte Kraftstoffmenge mit hohem Druck an eine Einspritzdüse des zugehörigen Motors gefördert.

Der Druck im Beschickungskanal wird dadurch gesteuert, daß Kraftstoff zum Einlaß der Pumpe zurückfließt. Der Druck im Beschickungskanal wirkt gegen die Kraft seiner Federspannung auf den Kolben 36, so daß die öffnung 37 freigegeben wird, wodurch Kraftstoff zum Einlaß der Förderpumpe fließen kann. Wenn der Druck zunimmt,wird der Kolben 36 noch weiter nach oben gedrückt, so daß die öffnung 37 in noch stärkerem Maße geöffnet wird.

Während des Betriebs sammelt sich aufgrund von Leckage entlang dem ArbeitsSpielraum zwischen dem Kolben und der Bohrung 16 und auch zwischen dem Verteiler 11 und der Bohrung, in der er sich befindet, Kraftstoff in der Kammer 14. Außerdem fließt durch den Kanal 32 Kraftstoff zusammen mit Luft in die Kammer 14. Die Luft, die in die Kammer 14 eintritt, entweicht durch den Auslaß 34 und strömt zu-

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sammen mit einer gewissen Menge Benzin zurück in den Tank.

Wenn jedoch eine wesentliche Luftmenge durch den Kraftstoff einlaß 27 zum Einlaß 26 der Pumpe gelangt, wie es z.B. der Fall ist, wenn das Kraftstoffniveau im Tank so weit gesunken ist, daß Luft durch das Ansaugrohr im Tank, welches mit dem Kraftstoffeinlaß 27 verbunden ist, in die Vorrichtung gelangt, sammelt sich die Luft in der Kammer 31 des Luftabscheiders. Wie zuvor strömt die Luft durch den Kanal 32, aber ihre Durchströmgeschwindigkeit ist auf Grund der Verengung 33 größer, als wenn Kraftstoff durch den Kanal 32 fließen würde. Als Ergebnis fällt der Druck im Beschickungskanal 29 und dies bewirkt, daß der Kolben 36 sich unter der Wirkung seiner Feder abwärts bewegt in einem Ausmaß, das ausreicht, die öffnung 37 zu schließen und gleichzeitig die öffnung 38 dem Abschnitt des Zylinders gegenüber, der die Feder enthält, zu öffnen. Dadurch sind die öffnungen 38 und 39 miteinander verbunden und diese Stellung jst in Figur 2 dargestellt. Kraftstoff wird nun von der Kammer 14 zum Einlaß der Förderpumpe gefördert. Durch die Wirkung des Luftabscheiders fließt weiterhin im wesentlichen luftfreier Kraftstoff durch den Beschickungskanal 29.

Die Lage des Durchlasses 39, der zur Kammer 14 führt, ist mit Sorgfalt gewählt _r so daß, während anfänglich keine wesentliche Verminderung in der Durchflußmenge des Kraftstoff s in Kanal 29 eintritt, die K.. ' s^;offmenge in der Kammer 14 so lange abnimmt, bis der Durchlaß 39 mit der Luft in der Kammer in Berührung kommt. Es ist einzusehen, daß, wenn der Verteilerkopf 13 rotiert, der Kraftstoff in der Kammer 14 ebenfalls rotiert. Wenn die Kraftstoffmenge abnimmt, bildet sich deshalb eine Wand von Kraftstoff um die Wand der Kammer 14. Wenn fortgesetzt Kraftstoff aus der Kammer 14 verdrängt wird, kommt der Durchlaß 39 mit der

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Luft, die in die Kammer eingetreten ist, in Berührung. Das bewirkt eine Verminderung der Kraftstoffmenge, die an den Motor gefördert wird, so daß dieser mit einer gemäßigten Geschwindigkeit arbeitet. Das ist ein Zeichen für den Bedienenden, den Motor anzuhalten und den Tank mit Kraftstoff aufzufüllen.

Wenn der Tank mit Kraftstoff gefüllt ist, kann der Motor angelassen werden, während noch einmal Kraftstoff aus der Kammer 14 verdrängt wird. Wie zuvor erhält jedoch der Motor weiterhin zu wenig Kraftstoff und kann deshalb nur mit verminderter Geschwindigkeit arbeiten. Während der Motor arbeitet, gelangt Luft und dann Kraftstoff durch den Kraftstoffeinlaß 27. Wie zuvor wird die Luft in dem Luftabscheider abgetrennt-, und allmählich füllen sich die verschiedenen Kanäle wieder mit Kraftstoff. Es ist somit zu erkennen, daß das Füllen der Vorrichtung mit Anlaßkraftstoff erreicht werden kann, während der Motor mit geringer Geschwindigkeit läuft. Das verringert die Belastung des Anlassers und damit der Batterie.

In Figur 3 der Zeichnungen ist eine leicht veränderte Konstruktion des Steuerventils dargestellt. In dem Zylinder 35·befindet sich ein spulenförmiges Ventilelement 40. Die ■ öffnungen 37 und 38 sowie der Teil des Zylinders 35, in dem sich die Feder, die auf das Ventilelement wirkt, befindet, sind mit dem Einlaß 26 der Förderpumpe'verbunden. Der Durchlaß 39 ist- statt mit dem Teil des Zylinders 35, der die Feder enthält, mit dem ringförmigen Raum verbunden, der durch den Zylinder und das schmälere Zwischenstück des spulenförmigen Ventilelements 40 gebildet wird. Wenn der Druck in dem Beschickungskanal 39 fällt, kommt der Durchlaß 39 mittels dieses ringförmigen Raums in Verbindung mit der öffnung 38.

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•In Figur 4 ist die Konstruktion des Steuerventils im wesentlichen dieselbe wie die in Figur 3 dargestellte, jedoch ist in diesem Fall der Teil des Zylinders 35, der die Feder enthält, in Verbindung mit dem Kanal 32, der die Luft und Kraftstoff von der Kammer 31 des Luftabscheiders zum Auslaß 34 führt.

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Leerseite

Claims

Pntenfanwalt
6 7 ν/ i s; b a d η η

Patentansprüche:

¹M Eine Flüssigkraftstoffeinspritzpumpvorrichtung zur Kraftstofförderung an Verbrennungsmotoren, die folgende Teile enthält:

Ein Gehäuse,

einen drehbaren Verteiler in diesem Gehäuse, der so angeordnet ist, daß er in Taktung mit einem zugehörigen Motor angetrieben wird,

eine Nockentrommel, die diesen Verteiler umgibt und in einer Kammer in diesem Gehäuse angeordnet ist,

Pumpenkolben auf diesem Verteiler, die durch Nockenoberflächen auf dieser Nockentrommel betätigt werden, wenn der Verteiler rotiert, um durch Kanalmittel im Verteiler und Gehäuse Kraftstoff an jeweilige Auslässe zu fördern,

einen Beschickungskanal in diesem Gehäuse, durch den Kraftstoff unter Druck gefördert werden kann, um eine Auswärtsbewegung der Pumpenkolben zu bewirken, nachdem diese durch die Nocken betätigt wurden,

einen Kraftstoffeinlaß in diesem Gehäuse,

eine Kraftstoffverdrängerförderpumpe mit einem Einlaß, der mit diesem Kraftstoffeinlaß, sowie einem Auslaß, der mit diesem Beschickungskanal verbunden ist,

einen Luftabscheider zwischen dem Auslaß der Förderpumpe und diesem Beschickungskanal, in dem während des Betriebs Luft, die in den Kraftstoff, der den Auslaß der Förderpumpe verläßt, eingedrungen ist, vom Kraftstoff getrennt wird,

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ein Drucksteuerventil zur Steuerung des Kraftstoffdrucks in diesem Beschickungskanal, das einen unter Federspannung stehenden Kolben in einem Zylinder enthält, dessen eines Ende mit diesem Beschickungskanal in Verbindung steht, wodurch der Kraftstoffdruck in diesem Beschickungskanal gegen die Kraft, die durch die Feder ausgeübt wird, auf diesen Kolben wirkt,

eine erste öffnung in der Wand dieses Zylinders, die durch den Kolben freigegeben wird, wenn der Druck in dem Beschickungskanl einen vorgegebenen Wert erreicht, um dadurch den Kraftstoffdruck in dem Beschickungskanal zu steuern,

eine zweite Öffnung in diesem Zylinder auf der diesem einen Ende des Zylinders abgewandten Seite dieser ersten öffnung, wobei diese zweite öffnung mit dem Einlaß der Förderpumpe in Verbindung steht, sowie

eine dritte öffnung in diesem Zylinder, die so angeordnet ist, daß sie, wenn der Kraftstoffdruck in dem Beschickungskanal durch Luft im Kraftstoff, der vom Auslaß der Förderpumpe kommt, auf einen niedrigen Wert fällt, mittels dieses Kolbens mit dieser zweiten öffnung in Verbindung steht, und die über einen Förderdurchlaß mit dieser Kammer so verbunden ist, daß Kraftstoff aus dieser Kammer zum Einlaß der Förderpumpe verdrängt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Förderdurchlaß so angeordnet ist, daß er mit Luft -in dieser Kammer in Berührung kommt, bevor der Kraftstoff in dieser Kammer verbraucht ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese dritte öffnung mit dem anderen Ende dieses Zylinders verbunden ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Luftabscheider eine Kammer enthält, durch welche Kraftstoff vom Auslaß der Förderpumpe zu diesem Beschickungskanal fließt, wobei diese Kammer einen begrenzten Auslaß an ihrem höchsten Punkt aufweist, durch den während des Betriebs Luft und Kraftstoff zu einem Auslaß in dem Gehäuse fließen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kolben die Form einer Spule mit einer umlaufenden Nut zwischen seinen Enden aufweist, wobei diese dritte Öffnung mit dieser Nut in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende dieses Zylinders mit dem Einlaß der Förderpumpe in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende dieses Zylinders mit einem Auslaß in dem Gehäuse in Verbindung steht, der seinerseits mit dieser Kammer und mit einem begrenzten Auslaß für Luft und Kraftstoff von diesem Luftabscheider in Verbindung steht.

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