DE4341861A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine. Die Pumpe enthält einen Pumpkolben, der in einer Bohrung ver­ schiebbar ist, und einen Auslaß ausgehend von einem Ende der Bohrung, wobei der Auslaß im Betrieb mit einer Kraft­ stoffeinspritzdüse eines zugehörigen Motors verbunden ist. Die Düse enthält ein durch Kraftstoffdruck betätigtes Ventilteil. Der Kolben ist durch einen motorgetriebenen Nocken gegen die Federkraft nach innen bewegbar. Weiterhin ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, so daß Kraftstoff ausgehend von der Bohrung während einer Bewegung des Kolbens nach innen ausströmen kann, wodurch die zu dem zugehörigen Motor zugeführte Kraftstoffmenge gesteuert werden kann.

Bei einem bekannten Pumpentyp enthalten die Mittel, die ein Steuern des Kraftstoffs bewirken, eine Nut in dem Kolben, die mit dem inneren Ende der Bohrung in Verbindung steht. Die Nut weist eine geneigte Kante auf, die an einer vorbestimmten Position während der Bewegung des Kolbens nach innen und abhängig von der Winkeleinstellung des Kolbens, eine in der Wand der Bohrung gebildete Öffnung freilegt und dadurch ermöglicht, daß Kraftstoff ausgehend von dem inneren Ende der Bohrung ausströmen kann. Vor dem Freilegen der Öffnung ist der Kraftstoffdruck in dem einen Ende der Bohrung extrem hoch und eine beträchtliche Kraft muß für den Kolben aufgewendet werden, was zu einer hohen mechanischen Belastung der Motorkomponenten führt, die für eine nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens wirken. Wenn die Öffnung freigelegt wird, entspannt sich der Kraftstoffdruck und es ergibt sich für den Kolben eine Tendenz zu einer Überbewegung, aufgrund dem Freisetzen der in den vorbesagten Komponenten gespeicherten Energie. Eine solche Überbewegung des Kolbens kann zu einer mechani­ schen Beschädigung führen.

Eine Lösung könnte es sein, eine stärkere Feder vorzusehen. Das Vorsehen einer stärkeren Feder würde jedoch bedeuten, daß die Kraft zur Betätigung des Kolbens steigen würde und weiterhin ein zusätzlicher Raum zur Aufnahme der Feder erforderlich ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist es eine geschilderte Feder zu schaffen, die eine verbesserte Form aufweist.

Erfindungsgemäß kann eine oben spezifizierte Pumpe Mittel enthalten, die zum Dämpfen der Endbewegung des Pumpkolbens betätigbar sind, nachdem die Steuereinrichtung zum Aus­ strömen von Kraftstoff ausgehend von der Bohrung betätigt wurde.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielshaft vorteil­ hafte Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 1 gezeigten Pumpe, wobei sich zwei Teile dieser Pumpe in einer verschiedenen Position befinden und

Fig. 3 eine der Ansicht in Fig. 2 entsprechende Darstellung, die die erfindungsgemäße Ab­ änderung darstellt.

In Fig. 1 ist ein Pumpenkörper 10 gezeigt, in den ein Pumpenzylinder 11 montiert ist. In dem Pumpenzylinder 11 ist eine Bohrung 12 ausgebildet. In der Bohrung 12 ist verschiebbar ein Pumpkolben 13 angeordnet, der aus dem äußeren Ende der Bohrung hervorsteht. Das äußere Ende des Kolbens weist einen Kopf 14 auf, auf dem ein Federan­ schlag 15 montiert ist. Zwischen dem äußeren Ende des Pumpenzylinders und dem Kopf 14 ist der Kolben mit zwei sich nach außen erstreckenden Mitnehmern 16 versehen, die in Schlitzen 17 bewegbar sind. Die Schlitze 17 sind in einer Buchse 18 ausgebildet, welche an den Pumpen­ zylinder montiert ist. Die Buchse ist mit Zähnen versehen, welche mit einer Zahnstange 19 in Eingriff stehen. Die Zahnstange 19 ist im Betrieb mit einem Führungsmechanismus verbunden. Eine lineare Bewegung der Zahnstange ergibt eine Winkelbewegung der Buchse und des Kolbens, wobei der Kolben zur gleichen Zeit mit den sich in den Schlitzen 17 bewegenden Mitnehmern 16 nach innen bewegt werden kann.

Eine Schraubendruckfeder 20 ist zwischen dem Anschlag 15 und einem weiteren Abschlag 21 angeordnet. Der Kopf 14 kann mit einer motorgetriebenen Komponente in Ein­ griff gebracht werden, so daß eine nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens gegen die Federkraft erfolgt. Der Nocken kann gegen den Kolben durch einen Stößel oder einen Kipphebel bewegt werden. Die nach außen gerichtete Bewegung des Kolbens wird durch eine Feder verursacht.

Das innere Ende des Pumpkolbens bildet zusammen mit der Bohrung 12 eine Pumpkammer 22, die mit einem Auslaß 23 verbunden ist, und zwar in diesem Beispiel, durch ein Entlastungszufuhrventil 24, das in einem Ventilgehäuse 25 montiert ist. Das Ventilgehäuse ist in einem abbedich­ teten Eingriff mit dem naheliegenden Ende des Zylinders gehalten, und zwar durch einen Auslaßanschluß 32, der über ein Schraubengewinde in Eingriff mit dem Körper 10 steht.

In der Wand der Bohrung sind zwei diametrisch gegenüber­ liegende Öffnungen 26, 27 ausgebildet, die mit einem Kraft­ stoffzufuhrgang (nicht gezeigt) in Verbindung stehen, welcher in dem Pumpenkörper 10 ausgebildet ist und der im Betrieb mit einer Niederdruckquelle an Kraftstoff ver­ bunden ist. Die Öffnungen 26, 27 sind von dem Ende des Kolbens an der außen liegenden Bewegungsgrenze desselben unbedeckt, wie in Fig. 1 gezeigt.

Wie deutlicher aus der Fig. 2 hervorgeht, ist an dem Kolben eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 28 ausgebildet, die mit der Pumpkammer 22 über eine sich axial erstreckende Nut 29 in Verbindung steht. Zusätzlich erstrecken sich die Nuten 28 und 29 zu einer schraubenförmigen Steuerkante 30.

Im Betrieb ist die Pumpenkammer vollständig mit Kraftstoff gefüllt, wenn die Öffnungen 26 und 27 von dem Ende des Kolbens unbedeckt sind und dieser an der äußeren Grenze seiner Bewegung nach außen angelangt ist. Mit einer Be­ wegung des Kolbens nach innen wird Kraftstoff ausgehend von der Pumpenkammer durch die Öffnungen 26, 27 gefördert, bis dieselben wieder durch den Kolben bedeckt sind. An­ schließend wird der Kraftstoff in der Pumpenkammer aus­ reichend unter Druck gesetzt, zum Anheben des Zufuhrven­ tilteils von dem Sitz, so daß Kraftstoff zu der dazuge­ hörigen Einspritzdüse strömen kann. Die Einspritzdüse enthält ein durch den Kraftstoffdruck betätigtes Ventil, wobei das Ventil angehoben wird, wenn der Druck ausreichend hoch ist, so daß Kraftstoff in eine Verbrennungskammer des dazugehörigen Motors strömen kann. Diese Kraftstoff­ strömung wird solange andauern, wie sich der Kolben nach innen bewegt und die Öffnungen 26 und 27 bedeckt sind. Die schraubenförmige Kante 30 wird jedoch abhängig von der Winkelstellung des Kolbens die Öffnung 27 öffnen und wenn dies der Fall ist, kann der Kraftstoff in der Pumpen­ kammer entlang der Nut 29 und aus der Öffnung 27 strömen. Dies ergibt eine schnelle Verminderung des Kraftstoff­ drucks in der Pumpenkammer 22 und ein folgliches Schließen des Zufuhrventils und des Ventilteils der Düse. Die schnelle Verminderung des Drucks bedeutet jedoch, daß die nach innen gerichtete Bewegung des Pumpenkolbens nur durch die Wirkung der Feder 20 behindert wird und daß die in den Komponenten des Motors, die die nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens bewirken, gespeicherte Energie frei wird und eine plötzliche nach innen gerichtete Bewegung des Kolbens mit einer hohen Geschwindigkeit und insbeson­ dere mit einer hohen Förderleistung bewirken kann, wodurch der Pumpkolben in physikalischen Kontakt mit der Abschluß­ wand der Pumpenkammer kommen kann, die durch das Zufuhrven­ tilgehäuse 25 gebildet wird.

Zum Verhindern des Ineingriffkommens des Kolbens mit dem Zufuhrventilgehäuse wird vorgeschlagen, die Bewegung des Kolbens, wie in Fig. 3 gezeigt, zu dämpfen. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß die axiale Breite der Umfangs­ nut 28 vermindert wird, wie mit der Bezugsziffer 31 in Fig. 3 gezeigt. Die Wirkung der reduzierten axialen Breite der Nut ist derart, daß eine weitere Kante der Nut ein teilweises Verschließen der Öffnung 27 bewirkt, wenn der Kolben seine am weitest innen liegende Stellung einnimmt. Das Ausströmen des Kraftstoffs aus der Pumpenkammer wird nicht durch die Verminderung der axialen Breite der Nut beeinflußt, wenn jedoch eine Tendenz zu einer Überbewegung des Kolbens besteht, wird die Öffnung weiter verschlossen, wenn nicht vollständig verschlossen, und der in der Pumpen­ kammer verbleibende Kraftstoff wird unter Druck gesetzt. Dadurch wird eine Dämpfungskraft ausgeübt. Es ist wichtig sicherzustellen, daß bei einer normalen Maximalgeschwindig­ keit die Unterdrucksetzung des Kraftstoffs nicht ausreichend ist, um das Ventilteil in der Kraftstoffeinspritzdüse anzuheben, da sonst weiterer Kraftstoff zum Motor zuge­ führt wird.

Eine Dämpfungswirkung kann durch ein genaues Einstellen der Querschnittsfläche der Nut 29 erzielt werden. In diesem Fall muß jedoch sichergestellt werden, daß die Beschränkung der Nut nicht die Kraftstoffmenge vermindert, die aus der Pumpenkammer ausströmt, wenn die Öffnung unbedeckt ist.

Claims (5)

1. Kraftstoffeinspritzpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpkolben (13), der innerhalb einer Bohrung (12) bewegbar ist, einem Auslaß von einem Ende der Bohrung (12), wobei der Aus­ laß im Betrieb mit einer Kraftstoffeinspritzdüse (23) eines dazugehörigen Motors verbunden ist, die Düse (23) enthält ein Ventilteil (24), das durch Kraftstoff­ druck betätigt wird, einer schraubenförmigen Druckfeder (20), die außerhalb der Bohrung (12) gegen den Kolben (13) drückt, wobei der Kolben (13) durch die Einwirkung eines motorgetriebenen Nockens nach innen bewegbar ist, gegen die Wirkung der Feder (20), einer Steuer­ einrichtung zum Ausströmenlassen von Kraftstoff aus der Bohrung (12), während der nach innen gerichteten Bewegung des Kolbens (13), wodurch die zum dazugehörigen Motor zugeführte Kraftstoffmenge gesteuert wird, und Mitteln, die derart betätigbar sind, daß die Endbewegung des Pumpkolbens (13) abgedämpft wird, nachdem die Steuereinrichtung zum Ausströmen von Kraftstoff aus der Bohrung (12) betätigt wurde.

2. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmittel zur Beschränkung der Menge wirkt, mit der der Kraftstoff aus der Bohrung (12) durch die Steuereinrichtung austreten kann.

3. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine in der Wand der Bohrung (12) ausgeformte Öffnung (27) aufweist und eine Nut (28) in dem Kolben (13) ausgebildet ist, wobei die Nut (28) mit dem einen Ende der Bohrung (12) in Verbin­ dung steht und die Nut (28) eine geneigte Kante (30) aufweist, die an einer vorbestimmten Stelle während der nach innen gerichteten Bewegung die Öffnung (27) zu dem einen Ende der Bohrung (12) freigibt, wodurch Kraftstoff aus der Bohrung (12) ausströmen kann.

4. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (28) eine weitere Kante bildet, die sich über die Öffnung (27) bewegt, wenn der Kolben (13) nach innen bewegt wird, wodurch die Kraftstoffmenge beschränkt wird, welche durch die Öffnung strömen kann.

5. Kraftstoffpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Nut vorgesehen ist, die die zuerst genannte Nut mit dem Ende der Bohrung (12) verbindet, wobei die weitere Nut eine eingestellte Querschnitts­ fläche aufweist.