DE3504265A1 - Kraftstoffhochdruck-einspritzvorrichtung an brennkraftmaschinen - Google Patents
Kraftstoffhochdruck-einspritzvorrichtung an brennkraftmaschinenInfo
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Description
PB 3312/1709
Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung an Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung
an Brennkraftmaschinen mit Merkmalen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.
Aus der DE-PS 3147467 ist eine Einspritzanlage für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der eine in ihrer Fördermenge
ungeregelte Hochdruck-Einspritzpumpe verwendet ist, durch die Kraftstoff über eine Verbindungsleitung
einer Einspritzdüse zuführbar ist. Von der Verbindungsleitung zweigt, wie in der Beschreibung ausdrücklich
ausgewiesen, kurz vor der Einspritzdüse eine Rücklaufleitung ab, die am Kraftstoffbehälter angeschlossen
ist. In dieser Rücklaufleitung befindet sich ein als Einwegventil ausgebildetes Schaltventil, das bei Ansteuerung
entweder den Kraftstoffdurchfluß freigibt oder sperrt. Außerdem weist die Rücklaufleitung einen
dieses Einwegventil umgehenden Bypass auf, in dem eine Drossel mit einem festen Drosselquerschnitt und ein
ebenfalls als Einwegventil ausgebildetes Schaltventil angeordnet sind. Beide Schaltventile sind durch elektrische
Stellglieder ansteuerbar, die ihrerseits durch eine Betriebswerte der Brennkraftmaschine erfassendes
elektronisches Steuergerät betätigbar sind.
Die Rücklaufleitung und die beiden darin vorgesehenen Schaltventile dienen in diesem bekannten Fall zur
Steuerung einer Voreinspritzmenge und einer Haupteinspritzmenge.
Die Hochdruck-Einspritzpumpe weist weder eine Schrägkantenregelung
noch einen Regler auf und fördert ständig die motorisch maximal notwendige Kraftstoffmenge
zum Einspritzventil. Während der Voreinspritzphase ist das im Bypass angeordnete Schaltventil offen, sodaß ein
Teil des von der Hochdruck-Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffes über die Drossel und das nachgeordnete
Schaltventil abfließen kann. Während dieses Stadiums der Voreinspritzung ist das andere Schaltventil geschlossen.
Erst wenn die Haupteinspritzung erfolgen soll, wird auch das erste im Bypass angeordnete Schaltventil
geschlossen. Das Einspritzende wird durch das Öffnen des zweiten Schaltventiles bestimmt.
Auch wenn man unterstellt, daß mit dieser bekannten Anordnung die beiden Schaltventile anders als in der angegebenen
Art betätigt werden könnten, so besitzt diese bekannte Einspritzanlage doch eine Reihe von Nachteilen,
die nachstehend aufgezeigt sind.
Die beiden Schaltventile müssen immer gegen einen relativ hohen Förderdruck öffnen bzw. schließen, der im
Bereich des Öffnungsdruckes des Einspritzventiles und des maximalen Förderdrucks liegt. Die Schaltventile
müssen also auf die Beherrschung dieser Drücke ausgelegt sein.
PB 3312/1709 ~ X~ ο C Π / O C Π
In einem Hochdruck-Einspritzsystein, in dem mit Drücken
in der Größenordnung von 1500 bar gefördert und eingespritzt wird, wären diese extrem hohen Förder- und Einspritzdrücke
mit rein elektromagnetisch gesteuerten Schaltventilen überhaupt nicht beherrschbar.
Außerdem kann in diesem bekannten Fall durch Zuordnung der beiden Schaltventile zum Einspritzventil nur unmittelbar
Einfluß auf die Öffnungs- bzw. Schließcharakteristik des Einspritzventiles genommen werden. Der
Druckaufbau in der Hochdruck-Einspritzpumpe ist praktisch völlig ungeregelt.
Weil während des Druckaufbaues durch die Hochdruck-Einspritzpumpe und während der Voreinspritzung ständig ein
Teil des geförderten Kraftstoffes von der Verbindungsleitung zum Einspritzventil abgezapft und zum Tank zurückgeleitet
wird, muß die Hochdruck-Einspritzpumpe für eine hohe, auch diesem Kraftstoffabfluß Rechnung tragende
Fördermenge ausgelegt sein. Das heißt, die Kraftstof feinspritzpumpe muß auf eine höhere Fördermenge
ausgelegt sein, als jene Kraftstoffmenge, die durch das
Einspritzventil in einen Brennraum eingespritzt wird. Dies ist aus Kostengründen und Gründen der Verfahrensökonomie nicht besonders günstig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kraftstof fhochdruck-Einspritzvor richtung der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, daß die von der Kraftstof fhochdruck-Einspritzpumpe zum Einspritzventil geförderte
Kraftstoffmenge, abgesehen von Leckverlusten, vollständig zur Einspritzung gelangt und außerdem der
Förderbeginn und das Förderende der geförderten Kraftstoffmenge
an die Erfordernisse des Maschinenbetriebes angepaßt, variierbar und für jeden Fördervorgang exakt
reproduzierbar sind.
PB 3312/1709 "X" Qrn/0Cr
M obU42ob
Diese Aufgabe ist bei einer Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 in einer Prinzipskizze eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung,
Fig. 2 in Prinzipskizze eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung,
Fig. 3 in Prinzipskizze eine weitere Variante der in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung,
Fig. 4 eine Ausführungsform eines Details der erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Details der erfindungsgemäßen
Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Anordnung gem. Fig. 5,
PB 3312/1709 - ^< _ ο C η/ οcc
Fig. 7 eine Prinzipdarstellung, durch die die Wirkungsweise von Teilen der in den Fig. 5 und
dargestellten Anordnung aufgezeigt ist,
Fig. 8 die Abwicklung einer in der Anordnung der Fig. 5 und 6 verwendeten, den Förderbeginn der
Hochdruck-Einspritzpumpe bestimmenden Steuerhülse,
Fig. 9 eine Abwicklung der in der Anordnung gem. Fig. 5 und 6 verwendeten, das Förderende der Kraftstoffhochdruck-Einspritzpumpe
bestimmenden Steuerhülse.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Bauteile der Übersichtlichkeit wegen mit gleichen Bezugszeichen
angezogen.
Die in der Zeichnung dargestellte, an Brennkraftmaschinen angeordnete Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung
umfaßt generell eine Hochdruck-Einspritzpumpe 1, die sich ihrem Aufbau nach aus einem Unterteil 2, in
dem die Kraftstofförderung und Druckerzeugung erfolgt,
sowie einem Pumpenkopf 3, zusammensetzt. Im Unterteil 2 der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 arbeitet in einer Pumpenzyl
inderbohrung 4 ein steuerkantenloser Pumpenkolben 5, der über einen Pumpenstößel 6 mit Laufrolle 7
von einem Nocken 8 einer Steuerwelle 9 gesteuert ist und mit seiner oberen ebenen Stirnfläche 10 zusammen
mit den Wandteilen der Pumpenzylinderbohrung 4 einen
Pumpendruckraum 11 begrenzt.
PB 3312/1709 - if - OCn/OCC *
Die Hochdruck-Einspritzpumpe 1 ist für die Förderung von Kraftstoff mit einem Druck in der Größenordnung bis
zu etwa 1500 bar ausgelegt. Durch den Pumpenkolben 5 ist Kraftstoff vom Pumpendruckraum 11 aus über einen
davon abzweigenden Förderkanal 12 und ein seinem Aufbau nach an sich bekanntes, nur in Förderrichtung durchlässiges
Druckventil 13 sowie eine daran angeschlossene Verbindungsleitung 14 einem Einspritzventil 15 zuführbar.
Innerhalb des Pumpenkopfes 3 zweigt von der Verbindungsleitung 14 ein Druckentlastungskanal 16 ab, der
in den Pumpendruckraum 11 ausmündet, und in den ein Kraftstoff nur in Richtung zum Druckraum hin durchlassendes
Druckentlastungsventil 17 eingeschaltet ist. Dieses Druckentlastungsventil 17 dient dazu, nach Förderende
der Hochdruckeinspritzpumpe den in der Verbindungsleitung 14 gegebenen Kraftstoffdruck rasch auf ein
bestimmtes Restdruckniveau abzubauen.
Mit 18 ist eine Niederdruckspeisepumpe bezeichnet, mit der Kraftstoff aus einem Tank 19 mit einem Druck in der
Größenordnung von normal etwa 3 bar bis maximal 10 bar über eine Speiseleitung 20 in den Pumpendruckraum 11
der Hochdruckeinspritzpumpe 1 förderbar ist.
In die Speiseleitung 20 ist ein nur in Förderrichtung
der Niederdruckspeisepumpe 18 durchlässiges Einweg-Saugventil 21 eingeschaltet. Dieses Einweg-Saugventil
21 ist vorzugsweise in den Pumpenkopf 3 der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 eingebaut und besitzt eine
Ausgestaltung wie beispielsweise aus Fig. 6 ersichtlich.
Das Einweg-Saugventil 21 besteht dabei aus einer Ventilhülse 22, die in eine Aufnahmebohrung 23 des Pumpenkopfes
3 eingesetzt und in Einbaulage durch eine am Pumpenkopf 3 festgeschraubte Halteplatte 24 arretiert
ist.
PB 3312/1709 - > - ο C η / ο η ir
4 350Λ265
Außerhalb des Pumpenkopfes 3 besitzt die Ventilhülse
ein Anschlußgewinde 25 für den Anschluß des zulaufseitigen Teiles der Speiseleitung 20. Der einwegsaugventilinterne
Teil der Speiseleitung 20 ist durch eine Durchgangsbohrung 26 gebildet, an deren Ende sich eine
keglige Ventilsitzringfläche 27 anschließt, die in einen erweiterten Kraftstoffdurchlaßraum 28 übergeht,
an den sich eine bis zum hinteren Ende durchgehende Aufnahmebohrung 29 für einen darin axial verschieblichen
Ventilkörper 30 anschließt. Der Ventilkörper 30 weist an seinem vorderen Ende einen kegligen, mit der
Ventilsitzringfläche 27 zusammenwirkenden Ventilkegel 31, ferner eine von hinten her eingebohrte, als
Sackloch ausgebildete Kraftstoffdurchlaßbohrung 32 sowie
Querbohrungen 33 auf, die eine ständige Durchlaßverbindung zwischen der Kraftstoffdurchlaßbohrung 32
und dem Kraftstoffdurchlaßraum 28 herstellen. Der Ventilkörper
30 ist in Schließrichtung, also von seiner Rückseite her, durch eine Druckfeder 34 beaufschlagt.
Die Speiseleitung 20 ist innerhalb des Einweg-Saugventiles,
also durch die Bohrung 26, den Kraftstoffdurchlaßraum
28, die Durchlaßquerbohrungen 33 und die Kraftstoffdurchlaßbohrung
32 gebildet und setzt sich innerhalb des Pumpenkopfes 3 in Form einer Bohrung 35, einer
Querbohrung 36 und einer Bohrung 37 fort, welch letztere in den Pumpendruckraum 11 der Hochdruck-Einspritzpumpe
1 ausmündet.
Direkt vom Pumpendruckraum (siehe Fig. 2) bzw. von dem zwischen letzterem und dem Druckventil verlaufenden
Förderkanal (siehe Fig. 1 und 3) zweigt eine zum Tank führende Rücklaufleitung 38 ab.
In diese Rücklaufleitung 38 ist in bzw. am Pumpenkopf
der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 ein kombiniertes Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39 eingeschaltet. Eine
Ausführungsform für dieses Durchlaß- und Staudruckabsperrventil
ist aus Fig. 6 ersichtlich. Es ist vorzugsweise ähnlich wie das Einweg-Saugventil 21 in den Pumpenkopf
3 eingebaut und besteht aus einer Ventilhülse 40, die in einer Aufnahinbohrung 41 eingesetzt und am
Pumpenkopf in Einbaulage arretiert ist. In der Ventilhülse 40 ist eine Zulaufbohrung 42 vorhanden, die mit
dem zulaufseitigen Teil 38/1 der Rücklaufleitung in ständiger Verbindung steht, der innerhalb des Pumpenkopfes
3 durch eine vom Pumpendruckraum 11 bzw. dem Förderkanal 12 abzweigende Bohrung 43 und eine Querbohrung
44 und den hinteren freien Teil 44 der Aufnahmebohrung 41 für die Ventilhülse 40 gebildet ist. Am
inneren Ende der Zulaufbohrung 42 schließen sich innerhalb der Ventilhülse eine keglige Ventilsitzringfläche
45, daran wiederum ein Überströmraum 46 und dahinter eine Aufnahmebohrung 47 für einen darin zwischen
zwei Endstellungen axial verschiebbaren Ventilkörper 48 an.
Letzterer weist an seinem Vorderteil einen kegligen Ventilsitz 49 auf. In seiner einen Endstellung sperrt
der Ventilkörper 48 mit seinem gegen die Ventilsitzringfläche 45 gedrückten Ventilsitz 49 die Rücklaufleitung
38 ab, während er abgerückt von dieser Endstellung dagegen die Rücklaufleitung freigibt. Außerdem ist der
Ventilkörper 48 durch eine an seinem dem Ventilsitz 49 gegenüberliegenden Hinterteil angreifende, eine geringfügig
unterhalb des Speisedruckes der Niederdruckspeisepumpe 18 liegende Druckkraft ausübende Schließdruckfeder
50 in Richtung der Ventilsitzringfläche 45 drückbar.
PB 3312/1709 -X- Q C Π / O C C
Der Überströmraum 46 steht über Querbohrungen 51 mit einem außerhalb der Ventilhülse befindlichen ringförmigen
Abströmraum 52 in ständiger Durchlaßverbindung, der an den nachgeordneten Teil 38/2 der Rücklaufleitung
angeschlossen ist. Darüberhinaus weist der Ventilkörper 48 einen durchgehenden Kanal 53 mit einer Drosselbohrung
54 auf. Durch diesen Kanal 53 und die Drosselbohrung 54 gelangt ständig Kraftstoff aus dem zulaufseitigen
Teil 38/1 der Rücklaufleitung 38 in einen in Strömungsrichtung hinter der Drosselbohrung wirkenden
Staudruckraum 55 und von diesem in eine daran angeschlossene Staudrucksteuerleitung 56 (siehe auch Fig.
bis 3). Der Staudruckraum 55 ist bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel durch den strömungsmäßig
hinter der Drosselbohrung 54 gelegenen Teil des Kanales 53 gebildet.
Die Staudrucksteuerleitung 56 verzweigt sich - wie aus den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich - in zwei Parallelzweige
56/1 und 56/2, die stromab der Verzweigungsstelle getrennt voneinander (wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt)
bzw. wieder zusammengeführt zu einem Leitungsteil 58 über dieses (wie in Fig. 1 gezeigt) in den stromab des
Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles 39 liegenden Teil 38/2 der Rücklaufleitung 38 einmünden.
In jeden der beiden Parallelzweige 56/1, 56/2 der Staudrucksteuerleitung
56 ist ein gesteuertes Einwegventil 59 bzw. 60 eingeschaltet. Das Einwegventil 59
ist nachfolgend als das "Förderbeginn-Einwegventil 59" und das Einwegventil 60 als "Förderende-Einwegventil
60" bezeichnet.
Das Förderbeginn-Einwegventil 59 markiert im Moment seines Schließens bei geschlossenem Förderende-Einwegventil
60 den Förderbeginn der Hochdruck-Einspritzpumpe 1, während des Förderende-Einwegventil 60 im Moment
seines Öffnens das Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 markiert. Zu diesem Zweck ist sowohl das Förderbeginn-Einwegventil
59 als auch das Förderende-Einwegventil 60 an eine eigene Betätigungseinrichtung 61
bzw. 62 (Fig. 1, 2 und 3) und diese wiederum an eine Steuereinrichtung 63 angeschlossen, die eine maschinensynchrone
Betätigung der beiden Einwegventile 59, 60 im Sinne betriebsoptimierter Werte für Förderbeginn und
Förderende der Hochdruckeinspritzpumpe 1 steuert.
Jedes der beiden Einwegventile 61, 62 weist beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 4 einen in einer Aufnahmebohrung 64 axial verschiebbar aufgenommenen Ventilkörper
65 auf. Letzterer besitzt an seinem vorderen Ende einen vorzugsweise kegligen Ventilsitz 66, der mit
einer entsprechend angepaßten kegligen Ventilsitzringfläche 67 zusammenwirkt. Diese Ventilsitzringfläche 67
ist durch eine keglige Erweiterung am zulaufseitigen
Teil des jeweiligen Parallelzweiges 56/1 bzw. 56/2 der Staudrucksteuerleitung 56 gebildet. Der Ventilkörper 65
ist durch Druckbeaufschlagung an seiner dem Ventilkegel gegenüberliegenden Rückseite in Schließposition, in der
der jeweilige Parallelzweig 56/1 bzw. 56/2 abgesperrt ist, drückbar und bei Druckentlastung seiner Rückseite
durch den dann an seiner den Ventilsitz 66 aufweisenden Vorderseite wirksamen Kraftstoffdruck in Durchlaßposition,
in der der jeweilige Parallelzweig 56/1 bzw. 56/2 durchgeschaltet ist, verschiebbar.
Die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Ventilkörpers 65 jedes der beiden Einwegventile 61 bzw. 62
kann direkt z. B. durch ein elektrohydraulisches Servoventil bzw., wie in Fig. 4 gezeigt, unter Zwischenschaltung
eines Druckkolbens 68 aus einem Druckraum erfolgen, der in einen hydraulischen Hochdruck-Steuerkreis
eingeschaltet ist. Letzterer bildet einen Teil der Betätigungseinrichtung. Die Heranführung eines
flüssigen Hochdrucksteuermediums an den Druckraum 69 erfolgt über eine Hochdruckzuleitung 70, die sich innerhalb
eines Steuerblockes 71 als Bohrung fortsetzt und durch den Ventilkörper 72 eines Steuerventiles
freigebbar oder absperrbar ist.
Die Absteuerung des dem Druckraum 69 zugeführten flüssigen Hochdrucksteuermediums erfolgt über eine Hochdruckableitung
74, die innerhalb des Steuerblockes ebenfalls durch Bohrungen gebildet und durch den Ventilkörper
75 eines weiteren Steuerventiles 76 durchschaltbar oder absperrbar ist. Jeder der beiden Ventilkörper
72 bzw. 75 besitzt dabei an seinem vorderen Ende einen Ventilkegel, der mit einer entsprechend ausgebildeten
Ventilsitzringfläche im Steuerblockinternen Teil der Hochdruckzuleitung 70 bzw. Hochdruckableitung 74
zusammenwirkt. Das Öffnen und Schließen der beiden Steuerventile 73 und 76 wird von einem elektrohydraulischen,
elektronisch von der Steuereinrichtung aktiviertem Servoventil 77 gesteuert. Dieses Servoventil
ist bekannter Bauart und muß deshalb hier im Detail nicht näher erläutert werden. Die Einzelheiten desselben
sind aus Fig. 4 ersichtlich. Vom hydraulischen Hilfssteuerkreis ist in Fig. 4 lediglich eine Zuleitung
78 für hydraulisches Steuermedium, die zu einem Eingang des Servoventiles 77 führt sowie eine an einem
Ausgang des Servoventiles 78 abzweigende Rückleitung dargestellt.
Das hydraulische Steuermedium kann zweckmäßigerweise der Kraftstoff sein, der auch für die Brennkraftmaschine
benutzt wird.
An den einen Steuerausgang des Servoventiles 77 ist über eine Steuerdruckleitung 80 ein Druckraum 81 an der
Rückseite eines auf den Ventilkörper 72 des Steuerventiles 73 in Schließrichtung einwirkenden Druckkolbens
82 angeschlossen. An einen zweiten Steuerausgang des Servoventiles 77 ist über eine Steuerdruckleitung
83 ein Druckraum 84 angeschlossen, der an der Rückseite eines in Schließrichtung auf den Ventilkörper
75 des Steuerventiles 76 einwirkenden Druckkolbens 85 angeordnet ist.
Das Servoventil ist für die Beherrschung extrem kurzer im Millisekundenbereich liegender Schaltzeiten ausgelegt,
so daß über den hydraulischen Hilfssteuerkreis und die beiden Steuerventile 73, 76 und den hydraulischen
Hochdrucksteuerkreis eine äußerst präzise Druckbe- und Entlastung des Druckraumes 69 und damit
ein äußerst exaktes Öffnen und Schließen eines Parallelzweiges 56/1 bzw. 56/2 der Staudrucksteuerleitung
56 durch das jeweilige Einwegventil 59 bzw. 60 gewährleistet sind. Das Servoventil 77 ist an die hier
elektronische Steuereinrichtung 63 angeschlossen, die, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, von einem Drehmelder
86 fortlaufend die Drehwinkelstellung der Nockenwelle 9 über eine Meldeleitung 87 signalisiert bekommt
und auf der Basis dieser Drehwinkelmeldungen und eines speziellen Steuerprogrammes das jeweilige Servoventil
77 steuert. Diese Steuercharakteristik ist weiter hinten im Zusammenhang mit der Funktionsbeschreibung
der erfindungsgemäßen Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung
näher erläutert.
PB 3312/1709
Anstelle der vorbeschriebenen elektrohydraulischen Art
kann die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Ventilkörpers 65 jedes der beiden Einwegventile 59 und
60 auch rein mechanisch gesteuert werden. Die diesbezügliche Losung ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.
In diesem Fall müssen der jeweilige Ventilkörper 65 anders als wie in Fig. 4 gezeigt, nämlich beispielsweise
so wie in Fig. 6 gezeigt, ausgebildet und auch die übrigen Teile des jeweiligen Einwegventiles 59 bzw.
entsprechend angepaßt sein. Beide Einwegventile 59, sind jeweils gleich ausgebildet und hier in den Pumpenkopf
3 der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 eingebaut. Jedes der beiden Einwegsteuerventile 59, 60 besteht aus einer
in einer Aufnahmebohrung 88 des Pumpenkopfes 3 eingebauten und durch eine am Pumpenkopf befestigte
Leiste 89 in Einbaulage gehaltene Ventilhülse 90. In letzterer ist der Ventilkörper 65 axial verschieblich
zwischen zwei Endstellungen gelagert und in Schließrichtung von seiner Rückseite her durch eine Schließdruckfeder
91 beaufschlagt. In seiner einen Endstellung ist der Ventilkörper 65 dabei mit einem kegligen Ventilsitz
92 an eine entsprechend angepaßte Ventilsitzringfläche 93 angedrückt und in seiner anderen Endstellung
von dieser abgerückt. An die Ventilsitzringfläche 93 schließt sich vor dem Ventilsitz 92 des Ventilkörpers
65 ein Kraftstoffabsteuerraum 94 an, der über eine Querdurchgangsbohrung 95 und eine von der
Rückseite des Ventilkörpers 65 her eingebohrte Sacklochbohrung 96 an den zulaufseitigen Teil eines Parallelzweiges
56/1 bzw. 56/2 der Staudrucksteuerleitung 56 mit Kraftstoff versorgt ist.
0.4 /
Auf der anderen Seite des Kraftstoffabsteuerraumes 94,
also stromab, schließt sich an die Ventilsitzringfläche 93 ein ringförmiger Kraftstoffauslaßraum 97 an,
der über wenigstens eine Querbohrung 98 mit einem die Ventilhülse innerhalb der Aufnahmebohrung 88 umgebenden
ringförmigen Kraftstoffabströmraum 99 in Verbindung steht. Von letzterem zweigt der ablaufseitige Teil des
jeweiligen Parallelzweiges 56/1 bzw. 56/2 der Staudrucksteuerleitung 56 ab, welche in die Rücklaufleitung
38 getrennt oder gemeinsam, wie weiter vorne bereits erwähnt, einmündet. An seiner Vorderseite, also
sich am Ventilsitz 92 anschließend, ist am Ventilkörper 65 einstückig und koaxial mit diesem eine Betätigungsstange
100 angeordnet, die in einer Aufnahmebohrung 101 der Ventilhülse 90 geführt ist. An der vorderen
Stirnfläche der Betätigungsstange 100 des Ventilkörpers 65 greift ein einen Teil der Betätigungseinrichtung
61 bzw. 62 bildender Stößel 102 an. Dieser ist koaxial zum Ventilkörper in einer Aufnahmebohrung 103
axial verschieblich geführt und unter der Einwirkung einer an seiner Rückseite angreifenden Druckfeder 104
mit einer im Bereich seines vorderen Endes drehbar gelagerten Abtastrolle 105 an die periphere Steuerkulisse
106 einer Steuerhülse 107 angedrückt. Die Ausbildung der Steuerhülse 107 und der dieser zugeordneten
Steuer- und Bestätigungsorgane ist aus Fig. 5 ersichtlich und bezugnehmend hierauf nachfolgend beschrieben.
In Fig. 5 ist von den beiden Steuerhülsen und den zugeordneten Betätigungs- und Steuerorganen lediglich eine
ersichtlich, weil die andere nicht in diese Schnittebene fällt. Jede der beiden Steuerhülsen 107 ist achsparallel
zum Pumpenkolben 5 der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 angeordnet, in einer Führungsbohrung 108 geführt.
PB 3312/1709 -iö- onn/orr
ooU4zbo
Letztere ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Durchgangsbohrung in einer in den Pumpenkopf 3 eingesetzten
Hülse 109 ausgebildet. Die Steuerhülse 107 sitzt sowohl gegen Verdrehung als auch axial gesichert
auf einem koaxial angeordneten Betätigungskolben 110, der in Führungsbohrungen 111, 112 geführt und über die
Steuerhülse 107 von einer im Pumpenkopf gekonterten Druckfeder 113 beaufschlagt unter deren Wirkung mit
seinem unteren Ende an einer Druckplatte 114 angedrückt ist. Die Druckplatte 114 selbst ist über eine einstückig
mit ihr ausgebildete Hülse 115 am Pumpenkolben 5 bzw. dessen Stößel 6 angelenkt und macht synchron
mit letzterem dessen Hubbewegungen mit. Jede Umfangsfläche 106 einer Steuerhülse 107 ist als Steuerkulisse
für die Betätigung eines Ventilkörpers 65 ausgebildet. Die beiden Steuerkulissen sind jedoch voneinander verschieden,
denn mit der einen Steuerkulisse 116, nachfolgend "Förderbeginn-Steuerkulisse 116" genannt, ist
der Ventilkörper 65 des Förderbeginn-Einwegventiles steuerbar, während mit der anderen Steuerkulisse 117,
nachfolgend "Förderende-Steuerkulisse 117" genannt, der
Ventilkörper 65 des Förderende-Einwegventiles 60 steuerbar ist. Aus Fig. 8 ist die Abwicklung der Förderbeginn-Steuerkulisse
116 und aus Fig. 9 die Abwicklung der Förderende-Steuerkulisse 117 ersichtlich. Die
Förderbeginn-Steuerkulisse 116 setzt sich an der Umfangsfläche 106 der Steuerhülse 107 aus einem erhabenen,
in Fig. 8 schraffierten Steuerflächenbereich 118 und einem demgegenüber in Achsrichtung anschließenden
vertieften Umfangsbereich 119 zusammen. Der Übergang zwischen diesen beiden Umfangsbereichen 118, 119 der
Steuerhülse 107 ist dabei durch eine schräge, den Förderbeginn bestimmende Steuerkante 120 gebildet.
PB 3312/1709 . i^ .
Die FÖrderende-Steuerkulisse 117, deren Abwicklung in
Fig. 9 gezeigt ist, setzt sich ebenfalls aus einem erhabenen, in Fig. 9 schraffierten, Umfangsbereich 121 an
der Steuerhülse 107 und einem axial dahinter vertieften Umfangsbereich 122 zusammen. Auch hier ist der Übergang
zwischen beiden Umfangsbereichen 121 und 122 durch eine das Förderende bestimmende, schräge Steuerkante 123 gebildet.
Die in den Fig. 8 und 9 schraffiert dargestellten Umfangsbereiche 118 bzw. 121 liegen an der jeweiligen
Steuerhülse 107auf jeweils gleichem Durchmesser. Der in den Fig. 8 und 9 am linken und rechten Rand
der Abwicklung gezeigte, von oben nach unten durchgehend erhabene, kreuzweise schraffierte Bereich 124
der Steuerkulisse 116 bzw. 125 der Steuerkulisse 117 liegt zwar auf gleichem Durchmesser an der Steuerhülse
107 wie der jeweilige Steuerbereich 118 bzw. 121, dient jedoch dazu, daß sowohl das Förderbeginn-Einwegventil
59 als auch das Förderende-Einwegventil 60 in Durchlaßstellung gehalten sind und hierdurch die LeerfOrder-
bzw. Nullfüllungsposition der Hochdruck-Einspritzpumpe gegeben ist.
Sowohl die Förderbeginn-Steuerkulisse 116 als auch die Förderende-Steuerkulisse 117 ist jeweils durch Verdrehung
der zugehörigen Steuerhülse 107 in eine bestimmte Position in Bezug auf die Abtastrolle 105
bringbar. Um diese Verdrehung zu ermöglichen, ist jeder der beiden Steuerhülsen 107 als weiterer Teil der
Steuereinrichtung eine Regeistange 126 bzw. 127 zugeordnet,
die in einer jeweils senkrecht zum Betätigungskolben 110 stehenden Aufnahmebohrung 128 des Pumpenkopfes
3 aufgenommen ist und mit ihrer Verzahnung in eine Verzahnung 129 am Betätigungskolben 110 eingreift.
Jede der beiden Regelstangen 126 und 127 ist durch ein nicht dargestelltes Betätigungsorgan, das seine Stellbefehle
von einem Regler bzw. einer elektronischen Steuereinheit 63 bekommt, zur Verdrehung der angeschlossenen
Steuerhülse 107 und damit zur Einstellung der jeweiligen schrägen Steuerkante 120 bzw. 123 axial
hin und her verschiebbar.
Diese vorstehend beschriebene, rein mechanische Vorrichtung arbeitet im Zusammenwirken mit den anderen
Teilen der Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung wie
nachfolgend beschrieben.
Wenn sich der Pumpenkolben 5 der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 in unterer Totpunktlage befindet, was in Fig. 7
durch die mit UT bezeichnete Querlinie angedeutet ist, dann ist das Einwegsaugventil 21 geöffnet; außerdem befindet
sich das Förderbeginn-Einwegventil 59 in Offenstellung, weil die Abtastrolle 105, wie aus Fig. 7 ersichtlich,
im erhabenen Umfangsbereich 118 der Steuerkulisse
116 anliegt und damit der Ventilkegel 92 am Ventilkörper 65 des Förderbeginn-Einwegventiles 59 von
seiner Ventilsitzringfläche 93 abgerückt ist. Dabei steht die zugehörige Steuerhülse 107 auch in ihrer
untersten Totpunktstellung, was in Fig. 7 ebenfalls durch die mit UT bezeichneten Querlinie markiert ist.
Dadurch ist ein Kraftstoffluß von der Niederdruckspeisepumpe
18 gefördert über das offene Einwegsaugventil 21 zum Pumpendruckraum 11 der Hochdruckeinspritzpumpe
und von diesem über die Rücklaufleitung 38 und das jetzt auch offene Durchlaß- und Staudruckabsperrventil
39 zurück zum Tank möglich.
Das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39 ist dabei deshalb offen, weil es an seiner Rückseite durch keinen
Staudruck beaufschlagt und durch den an seiner Vorderseite wirksamen Kraftstoffspeisedruck in der Größenordnung
von 3 bis 10 bar entgegen der Kraft der Schließdruckfeder 50 mit seinem Ventilsitz 49 von der Ventilsitzringfläche
45 abgehoben ist. Der im zulaufseitigen Teil 38/1 der Rücklaufleitung 38 anstehende Kraftstoff
kann außerdem ungehindert auch die Drosselbohrung 54 im Durchlaß- und Staudruckabsperrventil durchströmen und
über die Staudrucksteuerleitung 56 sowie deren jetzt offenen Parallelzweig 56/1 in die Rücklaufleitung 38
gelangen und über diese zurück zum Tank fließen. Hieraus wird ersichtlich, daß in diesem Stadium die Hochdruck-Einspritzpumpe
1 vollständig von Kraftstoff durchflossen ist.
Beim Aufwärtshub des Pumpenstempels 5 schließt zunächst das Einweg-Saugventil 21, weil dessen Ventilkegel 31
durch den Druckaufbau im Pumpendruckraum 11, der sich über die Leitungswege 37, 36 und 35 fortpflanzt, gegen
die Ventilsitzringfläche 27 gedruckt wird. Das Durchlaß- und Staudruck-Absperrventil 39 ist in diesem Stadium
des Aufwärtshubes des Pumpenstempels 5 noch offen. Erst wenn die Steuerhülse 107 mit der den Förderbeginn
bestimmenden Steuerkante 120 das Förderbeginn-Einwegventil 59 schließt, also die Abtastrolle 105 vom erhabenen
Umfangsbereich 118 dieser Steuerhülse 107 in deren
vertieften Teil 119 gelangt, schließt auch das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39. Letzteres deshalb,
weil dann der Ventilkegel 92 am Ventilkörper 65 des Förderbeginn-Einwegventiles 59 wieder an der zugehörigen
Ventilsitzringfläche 93 anliegt und dadurch der Rückfluß von Kraftstoff über die Staudruck-Steuerleitung
und deren beide jetzt abgesperrte Parallelzweige 56/1, 56/2 in die Rücklaufleitung 39 unterbrochen
ist.
Der sich über die Drosselbohrung 54 im Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39 in der daran angeschlossenen
Staudruck-Steuerleitung 56 sowie deren zulaufseitigen Teilen ihrer Parallelzweige 56/1 und 56/2 aufbauende
Kraftstoffdruck sorgt für einen Gegendruck, der an der Rückseite des Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles
wirkt und dabei die Schließkraft der Schließdruckfeder 50 unterstützt, so daß das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil
39 mit seinem Ventilkegel 49 an die zugehörige Ventilsitzringfläche 45 angedrückt wird. Nach
diesem Schließen des Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles 39 kann kein Kraftstoff mehr zum Tank zurückfließen,
weil alle dies ermöglichenden Leitungswege abgesperrt sind.
Das Förderende-Einwegventil 60 hat sich bis zu diesem Stadium, wie bereits weiter vorne angedeutet, in
Schließstellung befunden, weil sich die zugehörige Abtastrolle 105, wie aus Fig. 7 ersichtlich, im vertieften
Bereich 122 der Steuerkulisse 117 an der diesem Einwegventil 60 zugehörigen Steuerhülse 107 bewegt und
dadurch der Ventilkegel 92 von dessen Ventilkörper an die zugehörige Ventilsitzringfläche 93 angedrückt ist.
Danach läuft der Druckaufbau innerhalb des Pumpendruckraumes 11 der Hochdruck-Einspritpumpe 1 gesteuert durch
die Kontur des Steuernockens 8 in üblicher Weise ab, wobei der geförderte Kraftstoff über das pumpenausgangsseitig
angeordnete Druckventil 13 und die Verbindungsleitung 14 zum Einspritzventil 15 gefördert und
über letzteres in den angeschlossenen Brennraum eingespritzt wird.
Das Förderbeginn-Einwegventil 59 bleibt während des gesamten nachfolgenden Förderhubes des Pumpenkolbens 5
geschlossen, weil sich die zugehörige Abtastrolle 105 im vertieften Teilbereich 119 der Steuerkulisse 116 an
der zugehörigen Steuerhülse 107 bewegt. Das Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 erfolgt dann, wenn die
diesem zugeordnete Steuerhülse 107 mit ihrer schrägen Steuerkante 123 die Abtastrolle 105 verschiebt und
letztere dann in Kontakt mit dem erhabenen Teil 121 der Steuerkulisse 117 kommt, wodurch der Ventilkegel 92 am
Ventilkörper 65 des Förderende-Einwegventiles 60 von der zugehörigen Ventilsitzringfläche 93 abgerückt und
in Offenstellung gehalten wird. Hierdurch ist wieder
ein Kraftstoffabfluß über den Parallelzweig 56/2 der Staudrucksteuerleitung 56 zur Rücklaufleitung 38 und
über diese zum Tank möglich, so daß ein rascher Druckabbau vonstatten geht. Wegen dieses raschen Druckabbaues
in der Staudrucksteuerleitung 56 und wegen des nachlassenden Gegendruckes an seiner Rückseite erfolgt
ein Öffnen des Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles
39, so daß dann Kraftstoff auch direkt über die jetzt offene Rücklaufleitung 38 zum Tank zurückfließen
kann. Durch diesen sehr rasch erfolgten Druckabbau in den Leitungswegen und dem Pumpendruckraum in der Hochdruck-Einspritzpumpe
schließt das Einspritzventil 15. Der Restdruck in der Verbindungsleitung 14 ist durch
die Federkraft des Druckentlastungsventiles 17 festgelegt.
Seit dem Zeitpunkt "Förderende", der durch die schräge Steuerkante 123 an der dem Förderende-Einwegventil 60
zugeordneten Steuerhülse 107 markiert ist, fördert der Pumpenkolben 5 Kraftstoff aus dem Druckraum 11 im wesentlichen
nur noch über die Rücklaufleitung 38 und das offene Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39 in den
Tank zurück.
Nach Erreichen der oberen Totpunktlage des Pumpenkolbens 5, die in Fig. 7 durch die mit OT bezeichnete
Querlinie markiert ist, und beim anschließenden, abwärtsgehenden Saughub des Pumpenkolbens 5 erfolgt in
jenem Moment, wenn der Druck im Pumpendruckraum 11 geringer als der Förderdruck der Niederdruckspeisepumpe
18 ist, ein erneutes Öffnen des Einwegsaugventiles 21, so daß dann von der Niederdruckspeisepumpe geförderter
Kraftstoff wieder über die jetzt offene Speiseleitung 20 in den Pumpendruckraum 11 einfließen kann.
Beim weiteren Abwärtsgang des Pumpenkolbens 5 wird anschließend zunächst das Förderende-Einwegventil 60 wieder
geschlossen, weil die zugehörige Abtastrolle 105 über die schräge Steuerkante 123 wieder in den vertieften
Bereich 122 der zugehörigen Steuerhülse 107 gelangt, wodurch der Ventilkörper 65 des Förderende-Einwegventiles
60 wieder in seine Schließlage zuruckführbar ist und dann mit seinem Ventilsitz 92 an der zugehörigen
Ventilsitzringfläche 93 anliegt. Danach ist der Parallelzweig 56/2 der Staudrucksteuerleitung 56 wieder
abgesperrt, so daß über diesen Leitungsweg kein Kraftstoff mehr zum Tank zurückfließen kann. Die dem Förderbeginn-Einwegventil
59 zugeordnete Abtastrolle 105 bewegt sich dabei noch für einen gewissen Zeitraum, nämlich
solange, bis die schräge Steuerkante 120 erreicht wird, im vertieften Teil 119 der zugehörigen Steuerhülse
107, so daß auch das Förderbeginn-Einwegventil 59 geschlossen ist und damit auch über den Parallelzweig
56/1 der Staudrucksteuerleitung 56 kein Kraftstoff mehr zum Tank zurückfließen kann.
Solange sowohl das Förderbeginn-Einwegventil 59 als auch das Förderende-Einwegventil 60 geschlossen sind,
weil sich die zugehörigen Abtastrollen 105 in den Umfangsbereichen 119 bzw. 122 der jeweils zugehörigen
Steuerhülse bewegen, strömt der mit dem von der Niederdruckspeisepumpe 18 geförderte Kraftstoff über die
Drosselbohrung 54 im Durchlaß- und Staudruckabsperrventil 39, so daß sich an dessen Rückseite in der Staudrucksteuerleitung
56 ein Gegendruck aufbaut, der den Ventilkörper 48 in Schließrichtung druckbeaufschlagt
und diesen mit seinem Ventilsitz 49 an die zugehörige Ventilsitzringfläche 45 andrückt. Hierdurch ist die
Rücklaufleitung 38 abgesperrt.
Beim weiteren Abwärtsgang des Pumpenkolbens 5 wird ab jenem Zeitpunkt, in dem die dem Förderbeginn-Einwegventil
59 zugeordnete Abtastrolle 105 die schräge Steuerkante 120 an der zugehörigen Steuerhülse überläuft und
vom vertieften Bereich 119 in Kontakt mit dem erhabenen Bereich 118 kommt, das Förderbeginn-Einwegventil 59
wieder geöffnet, weil der an dessen Ventilkörper 65 angeordnete Ventilsitz wieder von seiner zugehörigen Ventilsitzringfläche
92 abgerückt wird. Hierdurch wird zunächst ein Druckabbau in der Staudrucksteuerleitung
56 über deren jetzt offenen Parallelzweig 56/1 bewirkt, so daß der auf den Ventilkörper
48 des Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles einwirkende Gegendruck abgebaut wird und letzteres damit
wieder öffnen kann.
30 ..:■■,
Danach ist wieder ein ungehinderter Kraftstoffluß für
von der Niederdruckspeisepumpe 18 geförderten Kraftstoff zum Pumpendruckraum 11 und von diesem über die
jetzt offene Rücklaufleitung 38 und andererseits über die Drosselbohrung 54 im Durchlaß- und Staudruck-Absperrventil
39 über die Staudrucksteuerleitung 56 und deren jetzt offenen Parallelzweig 56/1 zurück zum Tank
möglich.
Dieser Zustand bleibt bis zum Erreichen der unteren Totpunktlage beim Abwärtsgang des Pumpenkolbens 5 erhalten.
Beim sich anschließenden Förderhub des Pumpenkolbens 5 laufen dann wieder die gleichen Vorgänge wie vor beschrieben
ab.
Die Einflußnahme auf den Förderbeginn und das Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe 1 ist über die schrägen
Steuerkanten 120 bzw. 123 an den im Förderbeginn-Einwegventil 59 bzw. dem Förderende-Einwegventil
60 zugeordneten Steuerhülsen 107 durch entsprechende Verdrehung derselben unabhängig voneinander auf
einen betriebsoptimierten Zeitpunkt möglich. Die gleichen wie vorher im Zusammenhang mit der rein mechanischen
Steuerung des Förderbeginn-Einwegventiles 59 und des Förderende-Einwegventiles 60 beschriebenen Vorgänge
laufen auch so bei der elektrohydraulischen Betätigung derselben ab, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert
wurde. Die mit den Steuerkulissen 116 und 117 an den beiden Steuerhülsen 107 erzielbaren Steuercharakteristiken
sind dabei in der elektronischen Steuereinrichtung 63 elektronisch gespeichert.
Die Veränderung und betriebsoptimale Einstellung der Steuerzeiten "Förderbeginn" und "Förderende" der Hochdruck-Einspritzpumpe
erfolgt über entsprechende Befehle, die die elektronische Steuereinrichtung 63 über
Kanäle 130 von einem Kommandostand oder direkt abhängig von Betriebswerten der Brennkraftmaschine erfassenden
Sensoren bekommt.
Gegenüber einer Hochdruck-Einspritzpumpe mit einem schräge Steuerkanten aufweisenden verdrehbaren Pumpenkolben
mit der dort festen Zeit-Steuercharakteristik für Förderbeginn und Förderende und bei gegebenen
physikalischen Eigenschaften des Kraftstoffes besteht durch die erfindungsgemäße Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung
die Möglichkeit einer beliebigen Änderung dieser Steuerzeiten bei laufender Hochdruck-Einspritzpumpe.
Somit kann äußerst rasch und wirksam sich ändernden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine
oder sich ändernden, insbesondere verschlechternden Betriebswerten, wie sich verschlechternder
Kraftstoffqualität oder bestimmten Zuständen der Ladeluft durch entsprechende Verstellung von Förderbeginn
und Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe Rechnung getragen werden.
Da die Hochdruck-Einspritzpumpe keine schrägen Steuerkanten am Pumpenstempel und auch keine Saugbohrungen in
der Wand des Pumpenzylinders hat, sind äußerst hohe volumetrische Wirkungsgrade, selbst bei höchsten
Drücken, zu erreichen.
- Leerseite -
Claims (8)
1. Krafstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung an Brennkraftmaschinen
mit einer einen steuerkantenlosen, vpn einem Nocken einer Steuerwelle gesteuerten Pum-
·■■ : :._;■·. t ■■■■.'■■
penkolben aufweisenden Hochdruck-Einspritzpumpe, durch die Kraftstoff von einem Pumpendruckraum aus
über einen Förderkanal und ein Druckventil sowie über eine daran angeschlossene Verbindungsleitung
einem Einspritzventil zuführbar ist, ferner mit einer Niederdruckspeisepumpe, mit der Kraftstoff
aus einem Tank über eine Speiseleitung in den Pumpendruckraum der Hochdruck-Einspritzpumpe förderbar
ist, und mit Mitteln für eine von der Pumpenförderung unabhängige Einflußnahme auf die Einspritzvorgänge
,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Speiseleitung (20; 35, 36, 37) ein nur in Förderrichtung der Niederdruckspeisepumpe (18)
durchlässiges Einwegsaugventil (21) eingeschaltet ist,
daß direkt vom Pumpendruckraum (11) der Hochdruck-Einspritzpumpe
(1) bzw. dem zwischen letzterer und dem Druckventil (13) verlaufenden Förderkanal
(12) eine zum Tank (19) führende Rücklaufleitung (38; 38/1, 38/2) abzweigt,
ORIGINAL INSPECTED
PD 3312/17O9 - 2 -
daß in die Rücklaufieitung (38) in bzw. am Pumpenkopf
(3) der Hochdruck-Einspritzpumpe (1) ein Durchlaß- und Staudruckabsperrventil (39) eingeschaltet
ist, das einen Ventilkörper (48) aufweist, der in einer Aufnahmebohrung (47) axial verschiebbar
ist, der ferner in einer Endstellung mit seinem am Vorderteil angeordneten Ventilsitz gegen eine
Ventilsitzringfläche gedrückt, die Rücklaufleitung (38) absperrt, abgerückt von dieser Endstellung
dagegen die Rücklaufleitung (38) freigibt, der außerdem durch eine an seinem Hinterteil angreifende,
eine geringfügig unterhalb des Förderdruckes der Niederdruckspeisepumpe (18) liegende
Druckkraft ausübende Schließdruckfeder (50) in Richtung Ventilsitzringfläche (45) drückbar ist und
ferner noch einen durchgehenden Kanal (53) mit einer Drosselbohrung (54) aufweist, durch den ständig
Kraftstoff aus dem zulaufseitigen Teil (38/1) der Rücklaufleitung (38) in einem in Strömungsrichtung
hinter der Drosselbohrung (54) wirkenden Staudruckraum (55) und von diesem in eine daran angeschlossene
Staudrucksteuerleitung (56) gelangt,
daß die Staudrucksteuerleitung (56) sich stromab des Staudruckraumes (55) in zwei Parallelzweige
(56/1, 56/2) aufteilt, die stromab der Verzweigungsstelle (57) getrennt voneinander bzw. wieder
zusammengeführt zu einem Leitungsteil (58) in den stromab des Durchlaß- und Staudruckabsperrventiles
(39) liegenden Teil (38/2) der Rücklaufleitung (38) einmünden,
PB 3312/1709 -3- OCn/OCC
daß in jedem der beiden Parallelzweige (56/1, 56/2) der Staudrucksteuerleitung (56) ein gesteuertes Einwegventil
(59, 60) eingeschaltet ist, von denen das eine im Moment seines Schließens bei geschlossenem
anderen den Förderbeginn und das andere im Moment seines Öffnens das Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe
(1) markiert,
und daß jedes der beiden Einwegventile (59, 60) an eine Betätigungseinrichtung (61, 62) und diese wiederum
an eine Steuereinrichtung (63) angeschlossen ist, die eine maschinensynchrone Betätigung der beiden Einwegventile
(59, 60) im Sinne betriebsoptimierter Werte für Förderbeginn und Förderende der Hochdruck-Einspritzpumpe
(1) steuert.
2. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes der beiden Einwegventile (59, 60) einen Ventilkörper (65) mit einem kegligen Ventilsitz (66, 92)
aufweist, der mit einer durch eine keglige Erweiterung am zulaufseitigen Teil des jeweiligen Parallelzweiges
(56/1, 56/2) der Staudrucksteuerleitung (56) gebildeten Ventilsitzringfläche (67 bzw. 93) zusammenwirkt,
und daß der Ventilkörper (65) in einer Aufnahmebohrung (64) axial verschiebbar aufgenommen sowie
durch Druckbeaufschlagung an seiner Rückseite in Schließposition drückbar und bei Druckentlastung
seiner Rückseite durch den an seiner Vorderseite wirkenden Kraftstoffdruck in Durchlaßposition verschiebbar
ist.
PB 3312/1709 - 4 -
3. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des Ventilkörpers (65) jedes der beiden Einwegventile
(59, 60) direkt bzw. unter Zwischenschaltung eines Druckkolbens (68) aus einem Druckraum (69) erfolgt,
der in einen, einen Teil der Betätigungseinrichtung bildenden hydraulischen Hochdrucksteuerkreis (70, 74)
eingeschaltet und über wenigstens ein in einen hydraulischen Hilfssteuerkreis (78, 79) eingeschaltetes
Steuerventil (72, 82; 75, 85) beherrscht ist, dessen Öffnen und Schließen von einem elektrohydraulisehen,
elektronisch von der Steuereinrichtung (63) aktivierten Servoventils (77) gesteuert ist.
4. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbeaufschlagung
und Druckentlastung des Ventilkörpers (65) jedes der beiden Einwegventile (59, 60) direkt bzw.
unter Zwischenschaltung eines Druckkolbens (68) aus einem Druckraum (69) erfolgt, wobei die Druckbeaufschlagung
und Druckentlastung im Druckraum (69) direkt vom Öffnen und Schließen der Steuerdruckleitungen
(80, 83) eines elektrohydraulischen, elektronisch von der Steuereinrichtung (63) aktivierten Servoventils
(77) gesteuert ist.
PB 3312/1709 - 5 -
5. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckbeaufschlagung und Druckentlastung des
Ventilkörpers (65) jedes der beiden Einwegventile (59, 60) rein mechanisch gesteuert ist,
daß jedem Ventilkörper (65) als Teil der Betätigungseinrichtung ein Stößel (102) zugeordnet ist, der
einenendes am Ventilkörper (65) angreift und anderenendes eine drehbar an ihm gelagerte Abtastrolle (105)
trägt,
daß jede Abtastrolle (105) mit einer Steuerkulisse (116, 117) am Umfang (106) einer ein Teil der
Steuereinrichtung bildenden Steuerhülse (107) in Abtastkontakt steht,
daß jede der beiden Steuerkulissen (116, 117) durch einen erhabenen Umfangsbereich (118, 121) der Steuerhülse
(107) und einen axial dahinter vertieften Umfangsbereich (119 bzw. 122) der Steuerhülse (107) und
der Übergang zwischen diesen beiden Umfangsbereichen durch eine schräge, im einen Fall den Förderbeginn und
im anderen Fall das Förderende bestimmende Steuerkante (120 bzw. 123) gebildet ist,
daß außerdem jede der beiden Steuerhülsen (107) achsparallel zum Pumpenkolben (5) der Hochdruck-Einspritzpumpe
1 angeordnet in einer Aufnahmebohrung axial verschieblich geführt und lagegesichert an einem koaxial
angeordneten Betätigungskolben (110) sitzt, der über die Steuerhülse (107) von einer Druckfeder (113) beaufschlagt
und unter deren Wirkung mit seinem unteren Ende an einer Druckplatte (114) angedrückt ist, die
über eine Hülse (115) am Pumpenkolben 1 bzw. dessen Stößel (6) angelenkt ist und synchron mit letzterem
dessen Hubbewegungen mitmacht, und
daß jeder Steuerhülse (107) als weiterem Teil der Steuereinrichtung eine Regelstange (126, 127) zugeordnet
ist, die mit ihrer Verzahnung in eine Verzahnung (129) am Betätigungskolben (110) eingreift und
zur Verdrehung der Steuerhülse (107) und damit zur Einstellung der jeweiligen schrägen, den Förderbeginn
bzw. das Förderende bestimmenden Steuerkante (120 bzw. 123) axial hin und her verschiebbar ist durch ein Betätigungsorgan,
das seine Stellbefehle von einem Regler bzw. einer elektronischen Steuereinheit (63) bekommt
.
6. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Einwegsaugventil (21) sowie das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil
(39) in den Pumpenkopf (3) der Hochdruck-Einspritzpumpe (1) eingebaut sind.
PB 3312/1709 - 7 - 3 5 CK 2 6 5
7. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwegsaugventil (21) sowie das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil
(39) und die beiden Einwegventile (59, 60) in den Pumpenkopf (3) der Hochdruck-Einspritzpumpe (1)
eingebaut sind.
8. Kraftstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Staudrucksteuerleitung
(56) mit ihren Parallelzweigen (56/1, 56/2) bis zu den Einwegventilen (59, 60) hin in einer außen am Pumpenkopf (3) der Hochdruck-Einspritzpumpe
(1) befestigten und gleichzeitig als Konterorgan für die Lagesicherung der beiden Einwegventile
(59, 60) sowie das Durchlaß- und Staudruckabsperrventil (39) dienenden Leiste (89) ausgebildet
ist.
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