DE3112381A1

DE3112381A1 - Elektrisch gesteuerte kraftstoffeinspritzeinrichtung fuer mehrzylinder-brennkraftmaschinen, insbesondere zur kraftstoffdirekteinspritzung bei fremdgezuendeten brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3112381A1
Application number: DE19813112381
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 8045 Ismaning Groß; Max Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Straubel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-03-28
Filing date: 1981-03-28
Publication date: 1982-11-11
Also published as: JPH0411738B2; AU8163982A; DE3112381C2; US4459963A; GB2095768B; BR8201744A; JPS57173554A; GB2095768A

Description

^R-6 8 9 9

27.3.1981 Ks/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung
für.Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, insbesondere zur
Kraftstoffdirekteinspritzung bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung gemäß dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs. Es ist bereits eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung dieser Bauart bekannt (US-PS 3 779 225), "bei der einem Pumpkolben einer Kraftstoffeinspritzpumpe ein als Schieberventil ausgebildetes Magnetventil zugeordnet ist, das durch seine den Überströmkanal verschließende
Betätigungsdauer sowohl den Förderbeginn als auch das
Förderende bestimmt. Bei dieser besonders für die Hochdruckkraftstoffeinspritzung vorgesehenen Kraf tstof !'einspritzpumpe muß jeder Pumpenarbeitsraum von einem Magnetventil gesteuert werden, so daß bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen der technische Aufwand sehr groß wird
und es schwierig wird, die einzelnen Magnetventile auf
eine gleiche Betätigungsgeschwindigkeit und -dauer einzustellen, damit auch bei gleichen Betätigungsimpulsen von den einzelnen Pumpelementen die gleiche Kraftstoffmenge

63 9.9

zur Einspritzdüse gefördert wird. Der letztgenannte Nachteil tritt bei einer ähnlich aufgebauten Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach der FR-PS 1 176 110, Figur 8, nicht auf, weil dort nur ein Magnetventil, aber auch nur ein Pumpkolben verwendet wird. Weben dem Nachteil, daß das dortige Magnetventil nur das Förderende steuert, ist als weiterer Nachteil zu nennen, daß die einzelnen Einspritzdüsen dann jeweils von einem zusätzlichen Elektromagneten angesteuert werden müssen, da der einzige Pumpkolben in eine Verteilerleitung fördert, an die die einzelnen Einspritzdüsen angeschlossen sind, so daß der Vorteil des einzigen Überströmventils wieder durch die Vielzahl der elektrisch angesteuerten Einspritzdüsen zunichte gemacht wird. Außerdem wird durch die miteinander verbundenen Einspritzleitungen das jeweils während der Einspritzung wirksame Totraumvolumen in nachteiliger Weise vergrößert. Die gleichen Nachteile weist auch eine aus der US-PS 1 66k 61O bekannte Kraftstoffeinspritzeinrichtung auf, bei der ein einzelnes elektromagnetisch angesteuertes Saugventil einen veränderlichen Einspritzbeginn und damit die Fördermenge steuert, eine Verteilung des von einem einzigen Pumpkolben geförderten Kraftstoff!» zu den einzelnen Einspritzdüsen geschieht über elektromagnetisch angesteuerte, an eine Verteilerkammer angeschlossene Verteilerventile. Auch hier ist der Aufwand sehr groß und der Pumpkolben muß gegenüber Einzeleinspritzpumpen eine der Zylinderzahl des Motors entsprechende Anzahl von Pumphüben pro Nockenwellenumdrehung ausführen, was vor allem beim Einsatz in schnelllaufenden Fahrzeugmotoren zu Schwierigkeiten vor allem beim Füllen des Pumpenarbeitsraums führen muß.

Ziel der Erfindung ist es nun, unter weitgehender Benutzung und gleichzeitiger Vereinfachung bekannter Steuerungsteile und mit geringem Bauaufwand eine kompakte Einspritzeinrichtung zu erhalten, die über einen für Fahrzeugmotoren weiten Dretizahlbereich eine genaue Mengenzumessung und eine über einen sehr großen Winkelbereich verschiebbare Spritz-

beginnkorrektur gewährleistet und inabesondere zur Kraftstoff direkteinspritzung bei fremdgezündeten, mit Gchientladung arbeitenden Brennkraftmaschinen eingesetzt werden kann. Solche Brennkraftmaschinen arbeiten mit gegenüber Dieselmotoren wesentlich geringeren Einspritzdrücken von z. B. 20 bar und Spitzendrücken von etwa 60 bar, sie erfordern jedoch einen extrem großen Winkelbereich von z. B. 60 Nockenwinkel für die drehzahl- und auch lastabhängige Spritzbeginnkorrektur, so daß sich ein insgesamt großer Förderbereich von z. B. 110 Nockenwinkel ergibt.

Vorteile der Erfindung

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstbffeinspritzeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs wird sowohl der Einspritzbeginn als auch die Einspritzdauer mindestens zweier Pumpkolben von einem einzigen Überströmventil gesteuert, wobei der oder die jeweils nicht unter Einspritzdruck stehenden Pumpenarbeitsräume durch das Sperrventil abgesperrt sind. Durch die angegebene Merkmalskombination wird der Vorteil des den einzelnen Einspritzdüsen zugeordneten Pumpkolbens beibehalten bei gleichzeitiger Vereinfachung der elektrischen Ansteuerung für die gegenüber den Pumpkolben mindestens auf die Hälfte reduzierte Anzahl der notwendigen Überströmventile , :jo daß sich Exemplarstreuungen der Ventile weniger auswirken.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind konstruktive Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzeinrichtung möglich. So arbeiten die gemäß Anspruch 2 als Rückschlagventile ausgebildeten Sperrventile vollkommen selbsttätig und erfordern keine zusätzlichen Steuerungsmittel. Bei einer Kraftstoffeinspritzpumpe

ΛΌ 6 8 3 9

-Jl-

für die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzeinrichtung mit je einem in jeden Pumpenarbeitsraum mündenden, vom Versorgungsdruck einer Vorförderpumpe ü"ber eine Fülleitung beaufschlagten Füllkanal, wie er aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist, kann durch die entsprechend dem Kennzeichenteil des Anspruchs 3 eingesetzten Füllventil der Pumpkolben als einfacher zylindrischer Plunger ausgebildet werden, was seine Herstellung vereinfacht und seinen Einsatz auch bei sehr hohen Einspritzdrücken ermöglicht, da keine durch irgendwelche Steuerbohrungen oder Steuerkanten verursachten Seitenkräfte auf ihn einwirken. Durch das kennzeichnende Merkmal von Anspruch h ergibt sich eine sehr einfache Kanalführung, so daß ein Teil des Überströmkanals zugleich als ein Teil des Füllkanals dient.

Bei einer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5 und auch bei einer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe wird in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale dieser Ansprüche die Steuerung der von je einem Überströmventil gesteuerten Pumpenarbeitsräume stark vereinfacht, denn durch die als Sperrventil dienende Steuerfläche am Pumpkolben fallen die Bauraumund Dichtprobleme für ein zusätzliches Ventil weg, und durch die Sperrstellung des Pumpkolbens in einer seiner Totpunktlagen sind keinerlei zusätzliche Steuerungsmittel zum Sperren der jeweils nicht betätigten Pumpenarbeitsräume nötig.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 9wird eine einwandfreie Füllung des Pumpenarbeitsraums beim Saughub des Pumpkolbens gewährleistet und z. B. bei der Verwendung von Benzin als Kraftstoff die gefürchtete Dampfblasenbildung unterbunden.

•5· -

Bei einer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 ausgebildeten Kraftstoffeinspritzpumpe wird durch die im zugehörigen Kennzeichenteil angegebene Abstimmung von Nockenrast und Förderbereich eine Überschneidung der Steuerzeiten der mindestens zwei von einem Überströmventil angesteuerten Pumpkolben vermieden, wobei zugleich die größtmögliche von einem Überströmventil ansteuerbare Anzahl der Pumpkolben begrenzt wird.

Zeichnung

Fünf Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine vereinfachte Darstellung dea ernten Au« rühr.ungsbe ispiels mit zwei im Querschnitt dargestellten, von einem gemeinsamen Überströmventil angesteuerten Pumpelementen, die Figuren 2 und 3 je eine Schnittdarstellung durch den erfindungswesentlichen Teil einer¹ praktisch ausgeführten Kraftstoffeinspritzpumpe für das erste Ausführungsbeispiel, Figur h einen Ausschnitt aus dem zweiten, ansonsten entsprechend Figur 1 ausgebildeten Ausführungsbeispiel mit zusätzlichem Füllventil, die Figuren 5 und 6 das dritte und vierte Ausführungsbeispiel, Figur 7 ein Steuerdiagramm und Figur 8 das fünfte Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten bevorzugten ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff enspritzeinrichtung ist mit 10 eine Mehrzylinder-Kraftstoff einspritzpumpe bezeichnet, von der·einfachheitshalber nur zwei Pumpelemente 11a und 11b dargestellt sind. Die in einem lediglich schraffiert angedeuteten Pumpenge-

ν- ♦

häuse 12 befindlichen Pumpelemente 11a und b bestehen im wesentlichen aus je einem von einem Antriebsnocken 13a bzw. 13b einer für alle Pumpelemente gemeinsamen Nockenwelle 1U mit konstantem Hub angetriebenen und in je einer Zylinderbohrung 15a. und 15b geführten Pumpkolben i6a, 16b. Jeder der Pumpkolben i6a und lob wird vom zugehörigen Antriebsnocken 13a, 13b entgegen der Kraft einer Rückstellfeder. 17 j wahlweise unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Stößels, über einen als Federteller dienenden Kolbenfuß 18 angetrieben und verdrängt bei seinem Druckhub den unter Einspritzdruck gesetzten Kraftstoff aus je einem mit I¹Ja und 19b bezeichneten, vom Pumpkolbeii l6a, 16b begrenzten Pumpenarbeitsraum über ein in eine Druckleitung 21 eingesetztes Druckventil 22 zu einer Einspritzdüse 23a bzw. 23b.

Die Pumpenarbeitsräume 19a und 19"b werden über an eine für alle Pumpelemente 11a.und 11b gemeinsame, unter dem Versorgungsdruck ρ einer Förderpumpe 2.\ stehende Fülleitung 25 angeschlossene Füllkanäle 26a und 26b in der entsprechenden, weiter hinten noch näher ausgeführten Stellung der Pumpkolben i6a und 16b mit Kraftstoff gefüllt. Die Förderpumpe; 21+ saugt den Kraftstoff aus einem Tank 27, und der in der Fülleitung 25 herrschende Versorgungsdruck p„ wird durch ein Druckbegrenzungsventil 28 begrenzt.

An jedem Pumpenarbeitsraum 19a und 19b ist je ein Überströmkanal 29a bzw. 29b angeschlossen, und beide Kanäle 29a, 29b sind über einen als Bohrungsabschnitt ausgebildeten Steuerraum 31 eines elektromagnetisch betätigten Überströmventils 32 miteinander verbunden. Ein von einem Elektromagneten 33 betätigbares Ventilglied 3^ sperrt, in der gezeichneten Stellung den Abfluß des Kraftstoffs aus dem Steuerraum 31 zu einem Niederdruckraum 35, der als

- T - Ai

Raum niederen Druckes im vorliegenden Beispiel über einen Leitungsabschnitt 35a an die Fülleitung 25 angeschlossen ist und somit unter dem Versorgungsdruck p„ von etwa 2 bar steht. Diese Anordnung ermöglicht, wie weiter hinten zu den Figuren 2 und 3 näher ausgeführt, eine stark vereinfachte Kanalführung und verbessert bei geöffnetem Überströmventil 32 außerdem die Füllung der Pumpenarbeitsräume 19a und 19b. Es wäre auch möglich, diesen Niederdruckraum 35 direkt mit dem Tank 27 zu verbinden.

Die Pumpkolben i6a und i6b weisen jeweils zwei, durch eine Ringnut 36 voneinander getrennte Mantelflächenabschnitte auf, von denen die mit 37a und 37b bezeichneten Abschnitte nachfolgend als erste Steuerflächen und die mit 38a und 38b bezeichneten Abschnitte als zweite Steuerflächen bezeichnet werden. Die erste Steuerfläche 37a bzw. 37b verschließt nach einem Vorhub Η_γ die jeweilige Einlaßöffnung 26c bzw. 26d der Füllkanäle 26a und 26b und die zweite Steuerfläche 38a und 38b hält in der unteren Totpunktlage (UT) der Pumpkolben 16a und 16b die jeweiligen Überströmöffnungen 29c und 29d geschlossen und während des gesamten Förderhubes offen. In dem in Figur 1 dargestellten ersten Beispiel steht der Pumpkolben i6a in der die Einlaßöffnung 26c verschließenden und die Überströmöffnung 29c offenhaltenden Stellung, der zweite Pumpkolben i6b hält die Einlaßöffnung 26d offen, während er die Überströmöffnung 29d verschließt.

Die zweiten Steuerflächen 38a und 38b werden aufgrund ihrer Funktion auch als Sperrventile bezeichnet, die in vorteilhafter Weise keinen zusätzlichen Bauraum beanspruchen und automatisch von der Stellung der Pumpkolben gesteuert werden.

-*: _ΛΗ oass

Die Ringnuten 36 jedes Pumpkolbens i6a und 1 6b sind durch je einen von Quer- und Längsbohrungen gebildeten Kanal 39 dauernd mit den zugehörigen Pumpenarbeitsräumen 19a' bzw. 19b verbunden.

Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils in Schnittdarstellung die erfindungswesentlichen Merkmale des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels. Figur 2 ist ein Längsschnitt längs der Linie II-II in Figur 3 und Figur 3 ein Querschnitt längs der Linie III-III in Figur 2 durch den entsprechenden Abschnitt der praktisch ausgeführten Einspritzpumpe 10. Wie aus diesen Darstellungen zu ersehen, sind die Pumpkolben i6a und i6b direkt in dem, voraugaweise aus Gußeisen gefertigten Pumpengehäuse 12 geführt, die Überströmkanäle 29a und 29b münden in den vom Ventilglied 3h des Überströmventils 32 verschließbaren Steuerraum 31, und die Füllkanäle 26a und 26b münden in den Niederdruckraum 35₅ der von einem pumpenarbeitsraum-. seitigen Endabschnitt einer das Überströmventils 32 aufnehmenden Aufnahmebohrung Ui gebildet ist und zugleich ein Teil der Fülleitung 25 ist, die entsprechend den Figuren 2 und 3 innerhalb des Pumpengehäuses 12 von einer gegebenenfalls die mehreren Niederdruckräume 35 und die zugehörigen Füllkanäle 26a, 26b verbindenden Längsbohrung gebildet ist.

Das in Figur 2 mit einem halbkugelförmigen Ventilschließteil versehene Ventilglied 3^ des Überströmventils 32 ist in Öffnungsrichtung von einer Ventilfeder k2 belastet und kann somit nach Förderende die Verbindung vom Steuerraum 31 zum Niederdruckraum 35 offenhalten, so daß während des Saughubs der Pumpkolben i6a und i6b die Überströmleitungen 29a und 29b zugleich als zusätzliche Fülleitungen dienen können und damit den Füllvorgang unterstützen. Das in Figur 2 dar-

gestellte Druckventil 22 ist als ein an sich bekanntes Lochentlastungsventil ausgebildet, es kann jedoch auch jederzeit durch eine andere Ventilbauart ersetzt werden, falls diese wegen der hydraulischen Verhältnis günstigere Werte ergibt.

Die in Figur k nur ausschnittsweise dargestellte Kraftstoff einspritzpumpe 10' unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß der Pumpenarbeitsraum 19a über einen zweiten, mit einem zum Pumpenarbeitsraum 19a hin öffnenden Rückschlagventil ^5 versehenen und vom Pumpkolben i6a unbeeinflußbaren Füllkanal 1+6 mit unter dem Versorgungsdruck p„ der Förderpumpe 2U stehenden Kraftstoff aus der zugleich den ersten Füllkanal 26a bedienenden Fülleitung 25 auffüllbar ist. Eine solche Maßnahme ist vor allem bei sehr Schnellaufenden Brennkraftmaschinen von Vorteil, bei denen die zuvor beschriebene Füllung des Pumpenarbeitsraums in der zur Verfügung stehenden Zeitspanne nicht vollständig möglich ist.

Beim dritten, in Figur 5 wiederum vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiel einer mit 10'' bezeichneten Kraftstoffeinspritzpumpe sind die Pumpkolben i6a^l! und 16b'' mit einer durchgehenden zylindrischen Mantelfläche 37a¹' und 3Tb'' versehen, die lediglich eine einzige Steuerfunktion übernehmen und als Steuerflächen nach dem Vorhub H„ die hier nicht näher bezeichneten Einlaßöffnungen der Füllkanäle 26a und 26b zusteuern. Die Funktion des den jeweils nicht betätigten Pumpenarbeitsraum, z. B. 19b, von dem jeweils unter Einspritzdruck gesetzten Pumpenarbeitsraum, z. B. I9a, abtrennenden Sperrventils übernimmt je ein in jeden Überströmkanal 29a und 29b eingesetztes und zum jeweiligen Pumpenarbeitsraum 19a und 19b hin schließendes Rückschlag-

ventil 51· Dadurch ist keine "besondere Steuerfläche am Pumpkolben notwendig, die Dichtlänge des Pumpkolbens vergrößert sich und seine Belastbarkeit kann dadurch gesteigert werden.

Das vierte, in Figur 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich nur noch wenig von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Figur 5· Gleiche Teile sind deshalb auch gleich bezeichnet. Die wie in Figur 5 mit einer ununterbrochenen zylindrischen Mantelfläche versehenen Pumpkolben 16a¹¹ und 16b¹¹ haben in diesem Ausführungsbeispiel keinerlei Steuerfunktion mehr. Dazu ist in jeden an die Fülleitung 25 angeschlossenen Füllkanal 26a und 26b ein vorzugsweise als Rückschlagventil ausgebildetes und zum Pumpenarbeitsraum 19a und 19b hin öffnendes Füllventil 53 eingesetzt. Die jeweilige Mündung der Füllkanäle 26a und 26b muß hier allerdings so gelegt werden, daß die Pumpkolben i6a^t! und 16b'' diese nicht verschließen können. Dazu ist in Figur 6 in vorteilhafter Weise jeder Füllkanal 26a und 26b so gelegt, daß er in einen zwischen dem Sperrventil 51 und dem Pumpenarbeitsraum 19a bzw. 19b befindlichen Abschnitt 29e bzw. 29f des Überströmkanals 29a bzw. 29b mündet. Hier wird die Dichtvirkung des Pumpkolbens noch weiter verbessert, bzw. seine gesamte Bauhöhe kann verkürzt werden. Bei entsprechenden Versorgungsdruck p_v können, wie dargestellt, die in den übrigen Beispielen verwendeten Rückstellfedern IT entfallen.

Bei dem in Figur J dargestellten Steuerdiagramm ist in der Abszisse der Nockendrehwinkel NW in Winkelgrade C °J angegeben und in der Ordinate der zugehörige Nockenhub H aufgetragen, und zwar zwischen den mit UT und OT ange-

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gebenen unteren und oberen Totpunktlagen. Die eingezeichneten Nockenhubkurven a und Ta sind für die Verwendung der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeinrichtung für mit Schichtladung arbeitende fremdgezündete Brennkraftmaschinen ausgelegt, bei denen im Gegensatz zu Einspritzanlagen für Dieselmotoren ein sehr großer Förderbereich von z. b. 1J0° Nockenwinkel notwendig ist, da sowohl eine sehr große drehzahl- als auch lastabhängige Spritzbeginnverschiebung von z. B. jeweils 30 Nockenwinkel notwendig ist. Bei einer solchen Auslegung können nur zwei Pumpelemente von jeweils einem elektrisch betätigten Überströmventil 32 angesteuert werden. Deshalb sind beide Nockenhubkurven, nämlich die mit einer gestrichelten Linie dargestellte Nockenhubkurve a und die ausgezogen dargestellte Nockenhubkurve b, jeweils 180 zueinander versetzt. In die Nockenhubkurven a und b sind als stärker ausgezogene Strecken die jeweiligen für kleine Drehzahlen erforderlichen lüngatmögLichon Pörderbereiche F und F eingezeichnet, die bei dem frühestmöglichen Förderbeginn FB beginnen und beim spätestmöglichen Förderende FE enden. In die Förderbereichstrecke

F, ist zusätzlich noch die Förderdauer F₁ für eine spätest b ι

möglich beginnende und bei FE für die größtmögliche Fördermenge endende Förderdauer eingezeichnet. Bei UO wird die Überströmöffnung 29c aufgesteuert und bei US wieder geschlossen, mit H„ ist der Vorhub bezeichnet, und die zugehörigen Öffnungs- und Schließzeitpunkte der Einlaßöffnung 26a bzw. 26b sind mit EO und ES bezeichnet. Die Bedeutung der einzelnen Strecken und Steuerpunkte sind anschließend in der Funktionsbeschreibung näher erläutert.

Das fünfte, in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen nur dadurch, daß die Antriebsnocken 13a¹ "'

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und 13b'¹'¹ der Einspritzpumpe 10''¹' mit einer Nockenrast für die obere Totpunktlage OT der Pumpkolben 16a''¹¹ und 16b·'¹¹ ausgerüstet sind. Die mit 37a'¹'¹ bzw. 3Tb'''' bezeichneten Steuerflächen haben hier eine doppelte Steuerfunktion. Sie steuern nach dem Vorhub H^ den Abschluß der Einlaßöffnungen 26c bzw. 26d und verschließen in der oberen Totpunktlage OT der Pumpkolben 16a¹'¹', 16b¹'¹' die Überströmöffnungen 29c, 29-d und dienen somit zugleich als Sperrventile. Der Pumpkolben i6a'^l!t steht in Figur 8 in der zuvor beschriebenen Sperrstellung, in der er den Pumpenarbeitsraum 19a von dem nach dem Vorhub H— bei geschlossenem Überströmventil 32 unter Einspritzdruck setzbaren Pumpenarbeitsraum 19b abkoppelt. Die Ringnut 36 ist so gelegt, daß sie beim Aufwärtshub der Pumpkolben 16a¹'¹¹, 16b''¹' die Einlaßöffnungen 26c, 26d kurz vor OT aufsteuert, und zwar bevor die Steuerfläche 37a¹¹'' bzw. 37b¹'¹¹ die zugehörige Überströmöffnung 29c bzw. 29d verschließt, damit nach Abschluß des Pumpenarbeitsraumes 19a, 19b keine Nachförderung stattfindet. Die Steuerfläche 37a'¹¹', 37b'¹¹' jedes Pumpkolbens ist von einem ersten zylindrischen Mantelflächenabschnitt gebildet und durch die Ringnut 36 von einem zweiten Mantelflächenabschnitt 38a¹¹¹', 38b'¹'' getrennt, der keine Steuerfunktion hat sondern die Ringnut 36 gegenüber einem Nockenvellenraum 55 abdichtet.

Wegen der gegenüber den anderen Ausführungsbeispielen kürzeren, für die Füllung zur Verfügung stehenden Zeit kann auch hier das zu Figur h beschriebene zusätzliche Rückschlagventil ^5 vorteilhaft zur Füllungsverbesserung angewendet werden (nicht eingezeichnet).

Nachf'olgend wird nun die Wirkungsweise des in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels anhand des Steuerdiagramms in Figur T näher erläutert.

Dem in seiner unteren Totpunktlage stehenden zweiten Pumpkolben i6b ist die Kurve b zugeordnet und dem in OT stehenden ersten Pumpkolben i6a die Kurve a. Drehen sich nun die An-

triebsnocken 13a und 13b entsprechend den eingezeichneten Pfeilen im Uhrzeigersinn, dann beginnt bei 0° NW der Pumpkolben i6a seinen Saughub und der Pumpkolben i6b seinen ·*■"<. Förderhub, der nach dem Vorhub H_v die Einlaßöffnung 26d mittels der ersten Steuerfläche 37b in dem mit ES bezeichneten Steuerpunkt schließt. Da bereits vorher bei UO die Überströmöffnung 2°d von der zweiten Steuerfläche 38b aufgesteuert wurde, beginnt die Pumpenförderung, wenn das Steuerventil 32 den Abfluß aus den Überströmkanälen 29a und 29b zur Füllleitung..25 ,sperrt. Der frühestmögliche Förderbeginn ist mit FB kurz nach ES eingezeichnet worden, er kann jedoch auch mit ES zusammenfallen. Die Pumpenförderung ist beendet, wenn das Überströmventil 32 den Steuerraum 31 wieder mit dem Niederdruckraum 35 und über den Leitungsabschnitt 35a mit der Fülleitung 25 verbindet und durch die entsprechende Druckabsenkung ein Schließen des zugehörigen Druckventils 22 und damit auch der Einspritzdüse 23b bewirkt. Dieser Schließzeitpunkt liegt zwischen FB und FE und ist abhängig von der Drehzahl, der notwendigen Fördermenge und dem jeweils gesteuerten tatsächlichen Förderbeginn. Wie aus der ausgezogenen Kurve b zu entnehmen ist, beginnt nach 18O NW der Saughub des zweiten Pumpkolbens 16b, während der erste Pumpkolben i6a dann seinen Förderhub beginnt, wie dies aus der gestrichelten Kurve a zu entnehmen ist. Während des gesamten, für den zweiten Pumpkolben i6b möglichen Förderbereichs F, steht der erste Pumpkolben l6a in einer mit

R gekennzeichneten Nockenrast in seiner unteren Totpunktlage a

UT und hält während dieser Zeitdauer mit seiner zweiten Steuerfläche 38a die Überströmöffnung 29c geschlossen und beginnt seinerseits nach 18O NW seinen Förderhub, zu dem lediglich mit F der erste Teil seines bei FB

beginnenden Förderhubes während der. zugehörigen Hockenrast R des zweiten Pumpkolbens 16b eingezeichnet ist.

Ist z. B. für ein anderes Brennverfahren ein kürzerer Förderbereich erforderlich, dann können auch mehr als zwei Pumpkolben von einem einzigen Überströmventil 32 gesteuert werden.

Die zuvor beschriebene Wirkungsweise gilt auch für das zweite Ausführungsbeispiel nach Figur It- und läßt sich auch auf das dritte Ausführungsbeispiel 5 übertragen. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die durchgehenden Steuerflächen 37a¹¹ bzw. 3Th'¹ lediglich die Einlaßöffnungen der Füllkanäle 26a und 26b steuern und die Überströmkanäle 29a und 29b von Sperrventilen 51 beherrscht sind, entfallen bei diesem Ausführungsbeispiel die Steuerpunkte UO und US.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 6 haben die Pumpkolben i6a'' und 16b'' keine Steuerfunktion, da in die Füllkanäle 26a und 26b die Füllventile 53 und in die Überströmkanäle 29a und 29h die Rückschlagventile 51 eingefügt sind, die entsprechend den Drücken in den Pumpenarbeitsräumen 19a und b selbsttätig geöffnet oder geschlossen werden. Der jeweilige Förderbereich F und F, findet auch bei diesem Ausführungsbeispiel während der zugehörigen

Nockenrast R_x, und R statt.
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Beim fünften Ausführungsbeispiel nach Figur 8 wird die Nockenrast R , R der Antriebsno.cken 13a^M ", 13b' ' ' '

3. D

in der oberen Totpunktlage OT gesteuert, so daß das

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Steuerdiagramm, Figur J, nur sinngemäß für die Beschreibung der Wirkungsweise dieses Beispiels herangezogen werden kann. Die Steuerflächen 37a'¹¹¹ und verschließen nach dem Vorhub H_v die Einlaßöffnungen 26a., 26b und dienen in OT zugleich als die Überströmöffnungen 29c, 291 verschließende Sperrventile. Die übrigen Funktionen entsprechen den bereits zu den Figuren 1 bis 3 beschriebenen.

Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpen sind, wie aus Figur 3 zu entnehmen ist, als Teil einer Reiheneinspritzpumpe dargestellt, selbstverständlich können auch andere bekannte Pumpenbauarten gewählt werden, wie z. B. V-Pumpen, Doppelreihenspritzpumpen oder sogenannte Trommelpumpen, deren um ein zentrales Ventil herum gruppierte Pumpkolben von einer Stirnnockenscheibe angetrieben werden.

Leerseite

Claims

^R· 68 9 9

23.3.1981 Ks/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

/1J Elektrisch gesteuerte Kraftstoffeinspritzeinrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, insbesondere zur Kraftstoff direkteinspritzung bei fremdgezündeten Brennkraftmaschinen, bei der je ein von einem Antriebsnocken (I3a,b) einer Nockenwelle (1U) mit konstantem Hub angetriebener und in einer Zylinderbohrung (15a, 15b) geführter Pumpenkolben (16a, l6b) einer Kraftstoffeinspritzpumpe (1O) den in einem zugehörigen Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) unter Einspritzdruck gesetzten Kraftstoff über ein Druckventil (22) zu einer Einspritzdüse (23a, 23b) fördert, solange ein ^/"*¹ Ventilglied (3^) eines elektrisch betätigten Überströmventils (32) den Durchfluß des vom Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) über einen Überströmkanal (29a, 29b) zu einem Raum (35) niederen Druckes überströmenden Kraftstoffes sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmkanäle (29a, 29b) mindestens zweier benachbarter Pumpenarbeitsräume (19a, 19\>) miteinander verbunden sind und der Kraftstoffrückfluß aus diesen Überströmkanälen (29a, 29b) zum Raum (35) niederen Druckes von dem Ventilglied (3*0 des für diese Überström-

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kanäl·e (29a, 29b) gemeinsamen Überströmventils (32) steuerbar ist, und daß die Überströmkanäle (29a, 29b) mit je einem Sperrventil (38a, 38b; 51) versehen sind, durch das der mindestens eine, nicht unter Einspritzdruck stehende Pumpenarbeitsraum (19b)' gegenüber dem jeweils unter Einspritzdruck gesetzten Pumpenarbeitsraum (19&) absperrbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrventil· je ein in jeden Überströmkanal· (29a, 29b) •eingesetztes und zum jewe^igen Pumpenarbeitsraum (19a, 19t)) hin schließendes Rückschlagventil· (51) dient (Figuren 5 und 6).

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, mit je einem in jeden Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) mündenden, vom Versorgungsdruck (p_v) einer Vorförderpumpe (2k) über eine Fülleitung (25) beaufscl^agten Füllkanal· (26a, 26b), dadurch gekennzeichnet, daß in jeden vom Pumpkolben O6ä'', 16b¹¹) unbeeinflußbaren Fü^kanal· (26a, 26b) ein vorzugsweise al·s Ruckscl^agVent^ ausgebildetes und zum Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) hin öffnendes Fü^ventil· (53) eingesetzt ist (Figur 6).

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k. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Füllkanal (26a, 26b) in einen zwischen dem Sperrventil (51) und dem Pumpenarbeitsraum (19a, 19"b) befindlichen Abschnitt (29e, 29f) des Überströmkanals (29a, 29b) mündet (Figur 6).

5. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, mit einer von einer ersten Steuerfläche (37a, 37b) auf der Mantelfläche des Pumpkolbens (i6a, i6b) nach einem Vorhub (H_v) des Pumpkolbens (l6a_s i6b) verschließbaren Einlaßöffnung (26c, 26d) eines unter Versorgungsdruck (Ptt) einer Förderpumpe (2U) stehenden Füllkanals (26a, 26b) und mit einer als Mündungsstelle des Überströmkanals (29a, 29b) dienenden Überströmöffnung (29c,

d) in der Wand jeder Zylinderbohrung (15a, 15*0, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrventil eine die Überströmöffnung (29c, 29d) in einer der Totpunktlagen, vorzugsweise in der unteren Totpunktlage (UT), des Pumpkolbens (i6a, i6b) verschließende zweite Steuerfläche (38a, 38b) am Pumpkolben (i6a, i6b) dient (Figuren 1 bis k).

6. 'Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Steuerflächen (37a, 37b u-nd 38a, 38b) von zwei durch eine Ringnut (36) voneinander getrennten Mantelflächenabschnitten des Pumpkolbens (i6a, 16b) gebildet sind, und daß die Ringnut (36) über einen im Pumpkolben (i6a, 16b)

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angeordneten Kanal (39) dauernd mit dem Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) verbunden ist.

J. Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, mit einer von einer Steuerfläche (3Ta'''-', 3T"b ' · · ' ) auf der Mantelfläche des Pumpkolbens (16a¹¹¹¹, 16b'¹¹') nach einem Vorhub (H_y) des Pumpkolbens verschließbaren Einlaßöffnung (26c, 26a) eines unter Versorgungsdruck (p_v) einer Förderpumpe (2U) stehenden Füllkanals (26a, 26b) und mit einer als Mündungsstelle des Überströmkanals (29a, 29b) dienenden Überströmöffnung (29c, 29d) in der Wand jeder Zylinderbohrung (15a, 15b) , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (3Ta^llfI, 37b¹'·') am Pumpkolben (16a¹''', 16b'¹¹') als das die Überströmöffnung (29c, d) in einer der Totpunktlagen vorzugsweise der oberen Totpunktlage (OT), des Pumpkolbens (16a¹¹¹¹, i6b'^l(!) verschließende Sperrventil dient (Figur 8).

8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfläche (3Ta¹'¹¹, 3Tb''¹') von einem ersten Mantelflächenabschnitt des Pumpkolbens (ioa''' i6b'''') gebildet ist und durch eine Ringnut (36) von einem zweiten Mantelflächenabschnitt (38a¹¹'¹, 38b'¹¹¹) getrennt ist, und daß die Ringnut (36) über einen im Pumpkolben (16a'·'¹, 16b¹'¹') angeordneten Kanal-(39) dauernd mit dem Pumpenarbeitsraum (19a, 19b) verbunden ist.

O 8 9 9

9· Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenarbeitsraum (i^Qa) über einen zweiten, mit einem zum Pumpenarbeitsraum (19a) hin öffnenden Rückschlagventil (k5) versehenen und vom Pumpkolben (i6a) unbeeinflußbaren Füllkanal (U6) mit unter dem Versorgungdruck (p_v) stehendem Kraftstoff aus einer Fülleitung (25) auffüllbar ist (Figur h).

10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkanäle (26a, 26b) der jeweils von einem Überströmventil (32) gesteuerten Pumpenarbeitsräume (19a, 19b) an einen durch das Ventilglied (3*0 von den Überströmkanälen (29a., 29b) trennbaren Niederdruckraum (35) des Überströmventils (32) angeschlossen sind, und daß der Niederdruckraum (35) von einem pumpenseitigen Endabschnitt einer das Überströmventil (32) aufnehmenden Aufnahmebohrung (Ui) gebildet ist und auch als der Raum niederen Druckes dient (Figuren 2 und 3).

11 . ..Kraftstoff einspritzpumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzpumpe (10) als Mehrzylinder-Kraftstoff einspritzpumpe ausgebildet ist, und daß die Niederdruckräume (35) mindestens zweier Überströmventile (32) über eine Fülleitung (25) miteinander und·

mit der den Kraftstoff unter Versorgungsdruck (p»r) setzenden Förderpumpe (2^) verbunden sind (Figuren 2 und 3).

12. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, "bei der alle Antriebsnocken (I3a, 13b; 13a'''¹ 13b'¹¹¹) mit einer die zugehörigen Pumpkolben (i6a, 1 6b; i6a'''', 16b'''') über einen vorbestimmten Nockendrehwinkel, in einer ihrer Totpunktlagen haltenden Nockenrast (R , ) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der dieser Nockenrast (R , R, ) zugeordnete Nockenrastdrehwinkel mindestens gleich dem Nockendrehwinkel ist, der dem Förderbereich (F , F.) des jeweils anderen, bzw. der jeweils anderen, vom gleichen Überströmventil (32) angesteuerten Pumpkolben (i6b_s. I6a; 16b¹¹¹¹, 16a¹¹¹¹) entspricht .