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DE3504265A1 - Kraftstoffhochdruck-einspritzvorrichtung an brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffhochdruck-einspritzvorrichtung an brennkraftmaschinen

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Publication number
DE3504265A1
DE3504265A1 DE19853504265 DE3504265A DE3504265A1 DE 3504265 A1 DE3504265 A1 DE 3504265A1 DE 19853504265 DE19853504265 DE 19853504265 DE 3504265 A DE3504265 A DE 3504265A DE 3504265 A1 DE3504265 A1 DE 3504265A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
control
valve
pump
delivery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19853504265
Other languages
English (en)
Inventor
Karl 8902 Neusäß Ehm
Günter Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Kattenbusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN B&W Diesel GmbH
Original Assignee
MAN B&W Diesel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN B&W Diesel GmbH filed Critical MAN B&W Diesel GmbH
Priority to DE19853504265 priority Critical patent/DE3504265A1/de
Priority to FI854943A priority patent/FI79889C/fi
Priority to EP86101067A priority patent/EP0194431B1/de
Priority to DE8686101067T priority patent/DE3660159D1/de
Priority to JP61024256A priority patent/JPH0665873B2/ja
Publication of DE3504265A1 publication Critical patent/DE3504265A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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.
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Claims (8)

Patentanspüche:
1. Krafstoffhochdruck-Einspritzvorrichtung an Brennkraftmaschinen mit einer einen steuerkantenlosen, vpn einem Nocken einer Steuerwelle gesteuerten Pum-
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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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