DE3718607A1 - Kraftstoffeinspritzpumpenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpenan­ ordnung zur Kraftstoffzufuhr zu einem Dieselmotor, mit einer Hochdruckpumpe, die in zeitlicher Abstimmung mit dem Motor betätigt wird, und einer motorgetriebenen Nieder­ druckpumpe, die der Hochdruckpumpe Druckkraftstoff zuführt, und mit kraftstoffdruckbetätigten Mitteln, die die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge regeln, wobei die Niederdruckpumpe die Druckkraftstoffquelle für die kraft­ stoffdruckbetätigten Mittel bildet.

Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist eine Verteiler­ einspritzpumpenanordnung, bei der der Kraftstoffstrom von der Nieder- zur Hochdruckpumpe von einer Drossel geregelt wird, die mit dem Förderdruck der Niederdruckpumpe beauf­ schlagt und gegen die Kraft einer Feder bewegbar ist zur Verminderung des Kraftstoffstroms zur Hochdruckpumpe und damit zum Motor bei steigender Motordrehzahl. Die von der Feder ausgeübte Kraft kann von Hand verstellt werden, und es wird eine Regelwirkung erhalten, da mit abnehmender Motordrehzahl auch der Förderdruck der Niederdruckpumpe abnimmt, so daß die druckbetätigten Mittel verschoben wer­ den, um die dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge zu er­ höhen, und umgekehrt.

Ein weiteres Beispiel für eine Anordnung der eingangs genannten Art ist in der veröffentlichten GB-Patentanmel­ dung 20 37 365 A beschrieben, wobei der Verteiler in Axial­ richtung gegen die Kraft einer Feder zur Verminderung des Kraftstoffstroms zum Motor aufgrund des von der Nieder­ druckpumpe zugeführten Druckkraftstoffs verschiebbar ist, wobei der den Verteiler beaufschlagende Kraftstoffdruck mittels einer elektronischen Steuerung verstellbar ist.

Ein weiteres Beispiel für eine Anordnung mit axial ver­ schiebbarem Verteiler ist in der veröffentlichten GB-Pa­ tentanmeldung 20 69 722 A beschrieben. Dabei wird der den Verteiler beaufschlagende Druck von einer mechanischen Regelvorrichtung geregelt.

Bei jeder der vorstehend genannten Anordnungen besteht für den Fall, daß der Förderdruck der Niederdruckpumpe, z. B. aufgrund von in die Niederdruckpumpe angesaugter Luft ab­ fällt, die Gefahr, daß die dem Motor zugeführte Kraftstoff­ menge erhöht wird, und zwar deshalb, weil der Druck des von der Niederdruckpumpe zugeführten Kraftstoffs zwar fallen kann, jedoch eventuell nicht weit genug fällt, um den Kraftstoffstrom zur Hochdruckpumpe zu vermindern. In jedem Fall kann die Hochdruckpumpe selbst Kraftstoff durch ihren Förderkanal ansaugen, und zwar insbesondere bei steigender Motordrehzahl. Dies führt dazu, daß die Regelwirkung ver­ lorengehen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anordnung der eingangs genannten Art in einfacher und zweckmäßiger Form.

Die Kraftstoffeinspritzpumpenanordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Absperr­ organ, das im erregten Zustand Kraftstoff zum Motor strömen läßt, durch ein druckempfindliches Element, das auf den von der Niederdruckpumpe erzeugten Kraftstoffdruck anspricht und bei über einem vorbestimmten Pegel liegendem Kraft­ stoffdruck das Absperrorgan erregt hält, und durch Mittel zum Erregen des Absperrorgans, um das Anlassen des Motors zu ermöglichen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Pumpenan­ ordnung; und

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild für die Anordnung nach Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Anordnung eine Hochdruckpumpe 10 mit mehreren Auslässen 11, die im Betrieb an die jeweiligen Einspritzdüsen des zugehörigen Motors angeschlossen sind. Die Hochdruckpumpe 10 wird in zeitlicher Abstimmung mit dem zugehörigen Motor angetrieben, und Kraftstoff wird ihr von einer ebenfalls vom Motor angetriebenen Niederdruckpumpe 12 zugeführt. der Einlaß 13 der Niederdruckpumpe 12 ist an einen Kraftstoffvorrat, z. B. einen Kraftstoffbehälter, angeschlossen, und ihr Auslaß 14 ist über eine Drosselein­ heit 15 und ein Schaltventil 16 mit dem Einlaß der Hoch­ druckpumpe verbunden. Der Ein- und der Auslaß der Nieder­ druckpumpe sind über ein Druckregelventil 17 miteinander verbunden, das den Förderdruck der Niederdruckpumpe so regelt, daß dieser entsprechend der Drehzahl, mit der die Anordnung angetrieben wird, änderbar ist.

Wenn im Betrieb das Schaltventil 16 geöffnet ist, wird Kraftstoff von der Niederdruck- zur Hochdruckpumpe geför­ dert, die ihrerseits Kraftstoff zu den Brennräumen des zugehörigen Motors fördert. Die Kraftstoffmenge ist durch die Einstellung der Drosseleinheit 15 bestimmt, die ein in Axialrichtung gegen die Kraft einer Verstellfeder durch den Kraftstoffdruck am Auslaß 14 der Niederdruckpumpe ver­ schiebbares Drosselglied aufweist. Die Drossel ist so ange­ ordnet, daß bei ihrer weiteren Verschiebung gegen die Kraft der Feder mit steigendem Kraftstoffdruck die Kraftstoff­ menge, die der Hochdruckpumpe und damit dem Motor zugeführt wird, verringert wird. Die von der Feder ausgeübte Kraft ist durch manuell betätigte Mittel verstellbar, und die Anordnung hat eine Drehzahlregelwirkung.

Wie bereits erläutert, kann in den Einlaß 13 der Nieder­ druckpumpe Luft gelangen, was zu einer Verminderung des Förderdrucks führt, und aufgrund der Anordnung der Drossel kann diese auf die Druckminderung ansprechen und mehr Kraftstoff zum Motor strömen lassen. Die Reglerwirkung geht daher verloren, und dies kann insbesondere dann zu einer gefährlichen Situation führen, wenn der Motor ein Straßen­ fahrzeug antreibt.

Um dieses Problem zu überwinden, ist ein kraftstoffdruck­ empfindliches Element 18 vorgesehen, das auf den Druck am Auslaß 14 der Niederdruckpumpe anspricht. Das Element 18 bestimmt, die Aktivierung des Schaltventils 16, und es ist vorgesehen, daß bei unter einen vorgegebenen Pegel sinken­ dem Förderdruck das Schaltventil 16 in die Schließstellung gebracht wird, so daß eine weitere Kraftstoffzufuhr zum Motor blockiert ist.

Das Schaltventil 16 kann durch ein Absperrorgan 19 ersetzt werden, das in der Schließstellung den Kraftstoffstrom zum Motor zuläßt, während in der Offenstellung des Absperror­ gans der von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoff zu einem Rücklaufbehälter strömt, so daß die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbrochen ist.

Die Absperrorgane 16 und 19 sind elektromagnetisch betä­ tigt, und wenn dem Motor Kraftstoff zugeführt werden soll, müssen diese Absperrorgane erregt werden. Auf diese Weise können die Absperrorgane erforderlichenfalls auch zum Ab­ stellen des Motors dienen. Das kraftstoffdruckempfindliche Element 18 kann mit den Absperrorganen 16 oder 19 elek­ trisch in Reihe geschaltet sein, wobei das Element 18 ein Schalter ist, der geschlossen ist, wenn der Druck über einem vorbestimmten Pegel liegt. Bei dieser Anordnung tritt jedoch das Problem auf, daß beim Anlassen des Motors der Förderdruck der Niederdruckpumpe unter dem vorgenannten vorbestimmten Pegel liegt. Es ist somit notwendig, irgend­ einen Kurzzeit-Förderkreis für die Absperrorgane zum An­ lassen des Motors vorzusehen.

Fig. 2 zeigt den Startermotor bei 20, dessen einer Anschluß an Masse und an einer Klemme der Batterie 21 liegt. Der andere Anschluß des Startermotors kann mit der anderen Klemme der Batterie über ein Relais 22 verbunden sein, das eine Wicklung aufweist, die erregt wird, wenn die Schalter 23 und 24 geschlossen werden. Der Schalter 23 ist der kon­ ventionelle Startschalter des elektrischen Systems des Kraftfahrzeugs, der geschlossen wird, wenn das Fahrzeug angelassen werden soll, wobei dieser Startschalter auch dazu dient, die Energiezufuhr zu verschiedenen Zusatzein­ richtungen des Fahrzeugs zu regeln. Der Schalter 24 wird üblicherweise geschlossen, wenn der Startschalter über seine Normalstellung hinaus in eine Motorstartstellung gedreht wird. Wenn die Schalter 23 und 24 geschlossen sind, wird das Relais 22 erregt, so daß der Startermotor der Brennkraftmaschine betätigt wird. Ein zwischen den Schal­ tern 23, 24 liegender Punkt ist mit dem Absperrorgan 16 über den Fühler 18 verbunden, der im vorliegenden Fall ein einfacher druckbetätigter Schalter ist. Bei Normalbetrieb des Motors wird daher der Schalter 23 geschlossen, der Schalter 24 geöffnet und der durch den Fühler 18 gebildete Schalter geschlossen, so daß das Absperrorgan 16 erregt wird und einen Kraftstoffstrom zuläßt.

Zum Anlassen ist eine Diode 25 vorgesehen, die beim Schlie­ ßen des Schalters 24 dem Absperrorgan 16 Strom zuführt und es solange erregt, wie der Startermotor in Betrieb ist. Nachdem der Motor angelassen ist, wird der vom Fühler 18 gebildete Schalter geschlossen, und der Motor läuft normal bei geöffnetem Schalter 24. Die Diode hat die Funktion, eine Erregung des Relais 22 nach dem Öffnen des Schalters 24 zu verhindern. Wenn der Motor abgestellt werden soll, wird der Schalter 23 geöffnet, wodurch das Absperrorgan 16 entregt wird und eine weitere Kraftstoffzufuhr zur Hoch­ druckpumpe und damit zum Motor unterbindet.

Im Fall der Pumpen, wie sie in den veröffentlichten GB- Patentanmeldungen 20 37 365 A und 20 69 722 A beschrieben sind, wird die Drosseleinheit 15 durch ein Druckregelsystem ersetzt, das den das Ende des Verteilers der Anordnung be­ aufschlagenden Druck regelt. In diesem Fall ist das Ab­ sperrorgan 16 direkt mit dem Auslaß 14 der Niederdruckpumpe verbunden, so daß, wenn das Absperrorgan 16 entregt wird, die Kraftstoffzufuhr zum Motor unterbunden wird.

Bei beiden Ausführungsformen der beschriebenen Anordnung ist es hin und wieder erforderlich, Luft aus den Leitungen in der Anordnung, insbesondere den Leitungen der Hochdruck­ pumpe, abzulassen, um ein schnelles Wiederanlassen des Motors zu erleichtern.

Zu diesem Zweck ist ein weiteres Absperrorgan 26 vorge­ sehen, und gemäß Fig. 2 ist dieses mit dem Relais 22 pa­ rallelgeschaltet, so daß es erregt wird, wenn der Starter­ motor des Motors läuft. Im erregten Zustand nimmt das Ab­ sperrorgan 26 eine Offenstellung ein, und es ist vorgese­ hen, daß es mit der Pumpkammer der Hochdruckpumpe während der Füllperioden derselben in Verbindung steht. Dies wird durch Verwendung geeigneter Öffnungen am Verteiler und in dem umgebenden Gehäuse erreicht. Auf diese Weise bildet das Absperrorgan 26 während einer Füllperiode der Hochdruck­ pumpe einen Strömungsweg zum Behälter, wodurch das Entlüf­ ten der Leitungen in der Anordnung erleichtert wird. Der Strömungsweg durch das Absperrorgan 26 muß derart sein, daß der Kraftstoffstrom zwar gedrosselt ist, aber ein im we­ sentlichen ungehinderter Luftstrom ermöglicht ist, da sich sonst die Pumpkammer der Hochdruckpumpe nicht mit Kraft­ stoff füllt.

Alternativ können das Absperrorgan 26 und die Öffnungen so angeordnet sein, daß Luft und Kraftstoff nur während der Anfangsphase eines Förderhubs der Hochdruckpumpe zum Behäl­ ter entweichen können.

Claims (6)

1. Kraftstoffeinspritzpumpenanordnung zur Kraftstoffzufuhr zu einem Dieselmotor, mit einer Hochdruckpumpe, die in zeitlicher Abstimmung mit dem Motor betätigt wird, und einer motorgetriebenen Niederdruckpumpe, die der Hochdruck­ pumpe Druckkraftstoff zuführt, und mit kraftstoffdruckbe­ tätigten Mitteln, die die von der Hochdruckpumpe geförderte Kraftstoffmenge regeln, wobei die Niederdruckpumpe, die Druckkraftstoffquelle für die kraftstoffdruckbetätigten Mittel bildet, gekennzeichnet durch
ein elektromagnetisches Absperrorgan (16; 19), das im er­ regten Zustand Kraftstoff zum Motor strömen läßt,
ein druckempfindliches Element (18), das auf den von der Niederdruckpumpe (12) erzeugten Kraftstoffdruck anspricht, und bei über einem vorbestimmten Pegel liegendem Kraft­ stoffdruck das Absperrorgan (16; 19) erregt hält, und
Mittel (23, 24) zum Erregen des Absperrorgans (16; 19), um das Anlassen des Motors zu ermöglichen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erregen des Absperrorgans (16; 19) einen Schalter (24) umfassen, der geschlossen wird, um den Star­ termotor (20) des zugehörigen Motors zu aktivieren.

3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Diode (25), die mit dem Schalter (24) und dem Absperr­ organ (16) in Reihe liegt, wobei die Diode (25) die Strom­ zuführung zu anderen elektrischen Bauelementen sperrt, wenn der Schalter (24) nach dem Anlassen des Motors geschlossen wird.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch ein weiteres Absperrorgan (26), das während des Anlassens des Motors wirksam ist und ein Entlüften der Hochdruckpumpe (10) gestattet.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erstgenannte Absperrorgan (16) in Reihe zwischen die Hochdruckpumpe (10) und die Niederdruckpumpe (12) ge­ schaltet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erstgenannte Absperrorgan (19) der Hochdruckpumpe (10) zugeordnet ist und im geöffneten Zustand von der Hoch­ druckpumpe (10) geförderten Kraftstoff zu einem Behälter ableitet.