DE1909793B2 - Hydraulischer regler fuer kraftstoffeinspritzpumpen von brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Regler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen mit einer Regelpumpe, deren Förderdruck auf ein die Einspritzmenge beeinflussendes Organ wirkt und durch ein Drucksteuerventil gesteuert wird, das in einem die Saug- und Druckseite der Regelpumpe verbindenden Kanal angeordnet ist und das mittels eines gegen eine Rückstellkraft beweglichen, auf seiner Vorderseite von dem Förderdruck beaufschlagten Kolbens arbeitet, und mit einem willkürlich betätigbaren, abflußseitig in Reihe zu dem Drucksteuerventil in dem Kanal angeordneten Drosselventil.

Bei einem bekannten Regler (DTPS 8 26 666) dient pls das die Einspritzmenge beeinflussende Organ ein hydraulischer Stellkolben, der durch den Förderdruck auf seiner Vorderseite beaufschlagt gegen die Kraft einer Feder verschoben eine Regelstange der Einspritzpumpe betätigt. Der Förderdruck der Regelpumpe wird durch das Drucksteuerventil konstant gehalten. Der twischen Drucksteuerventil und hier als Regelventil ausgebildetem Drosselventil herrschende, durch das Drosselventil drehzahlabhängig gesteuerte Druck beaufschlagt den Stellkolben auf dessen Rückseite, wodurch eine drehzahlabhängige Verstellung derselben bewirkt wird. Das Drosselventil ist als Schieber ausgebildet, dessen Bewegungen durch eine zusätzliche Drossel gedämpft werden.

Bei einem anderen bekannten Regler (GB-PS 5 88 005), der im wesentlichen mit den selben Mitteln wie der oben beschriebene bekannte Regler arbeitet, kann darüber hinaus das Drosselventil willkürlich

verstellt werden.

Der Erfindung Hegt demgegenüber die Aufgabe zagrunde, einen hydraulischen Regler eingangs beschriebener Art zu entwickeln, der, um eine gute Regelung, d. h. schnell eine stabile Drehzahl bei Lastbzw. Drosselquerschnittsänderung zu erhalten, einen möglichst kleinen P-Bereich (Ungleichförmigkeitsgrad) haben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, ίο daß das Drucksteuerventil einen mit steigender Drehzahl zunehmenden Förderdruck bewirkt und die Rückseite des Kolbens von dem zwischen Drucksteuerventil und Drosselventil herrschenden Druck beaufschlagt ist

Bei einer derartigen Anordnung nimmt der Förderdruck für bestimmte Drosselquerschnitte des Drosselventils schon bei geringen Drehzahlzunahmen sfark zu, wodurch der gewünschte kleine P-Bereich erreicht wird. Um die Druckzunahme zu begrenzen, ist dem

ίο Drucksteuer- und Drosselventil ein Maximaldruckventil parallel geschaltet.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart, daß abflußseitig des Drosselventils in dem Kanal ein zweites Drucksteuerventil angeordnet ist und der zwischen Drosselventil und zweitem Drucksteuerventil durch dieses drehzahlabhängig gesteuerte Flüssigkeitsdruck auf ein den Spritzbeginn beeinflussendes Organ wirksam ist. Hierbei wird der durch das zweite Drucksteuerventil ebenfalls drehzahlabhängig gesteuerte Flüssigkeitsdruck wesentlich niedriger gehalten als der niedrigste Eingangsdruck am Drosselventil. Es ist zwar ein hydraulischer Regler bekannt (DT-PS 8 40 029), bei dem zwei Drosselventile zur Betätigung eines Einspritzmengensteuerorgans und eines den Spritzbeginn beeinflussenden Organs hintereinandergeschaltet sind, wobei es sich jedoch um eine reine Drosselsteuerung mit quadratischer Druckzunahme bei steigender Drehzahl handelt, und die Spritzbeginnverstellung nicht rein drehzahlabhängig, sondern sehr stark lastabhängig beeinflußt erfolgt, da die zweite Drossel entweder starr eingestellt ist oder mit der ersten, lastabhängig verstellbaren Drossel verstellt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt.

Es zeigt

F i g. 1 das Ausführungsbeispiel,
Fig.2 ein Druck-Drehzahl-Diagramm mit entsprechenden Kennlinien.

! ine Regelpumpe 1 fördert in ein Druckleitungssystern 2 Regelflüssigkeit aus einem Behälter 3, die gleichzeitig ein Stellglied 4, ein Drucksteuerventil 5 und ein Maximaldruckventil 6 beaufschlagt. Das Stellglied 4 besteht aus einem Kolben 7, der in einem Zylinder 8 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 9 verschiebbar ist und mit seiner Kolbenstange 10 eine nicht dargestellte Vorrichtung betätigt, mit der die von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge änderbar ist. Der die Feder 9 aufnehmende Raum des Zylinders 8 ist über einen Entlastungskanal 11 zur Saugseite der Regelpumpe 1 hin druckentlastet. Der im Leitungssystem 2 herrschende Druck wird durch das Drucksteuerventil 5 drehzahlabhängig geändert, bis bei Erreichen eines bestimmten Höchstdruckes das Maximaldruckventil 6 öffnet.

Das Drucksteuerventil 5 arbeitet mittels eines Kolbens 13, der durch den Druck der zugeführten Regelflüssigkeit beaufschlagt gegen die Kraft einer Feder 14 verstellbar ist und eine Steueröffnung 15 ie

nach zurückgelegtem Weg mehr oder weniger freilegt Wie stark der Druck im Leitungssystem 2 bei steigender Drehzahl zunimmt, hängt von der Querschnittsfläche des Kolbens 13, der Form der Steueröffnung 15 und der Kennlinie der Feder 14 ab. Je höher die Drehzahl ist, desto mehr fördert die Regelpumpe 1 und desto nehr wird der Kolben 13 gegen die Feder 14 verschoben und die Steuert ohrung 15 geöffnet, wobei der Druck im Leitungssystem 2 mit zunehmender Drehzahl steigt und umgekehrt mit abnehmender Drehzahl, also abnehmender Fördermenge der Regelpumpe 1 sinkt. Bei zunehmendem Druck wird über das Stellglied 4 die von der Kraftstoffeinspritzpumpe geförderte Menge verringert, bis sich die Drehzahl auf einen entsprechenden Wert eingestellt hat. ' s

Die Steuerbohrung 15 mündet in einen Ringraum 16 des Drucksteuerventil, der über eine Bohrung 17 mit dem die Feder 14 aufnehmenden Raum verbunden ist. Aus dem Ringraum 16 strömt die Regelflüssigkeit über eine Leitung 18 zu einem Drosselventil 19 ab. Aus dem Drosselventil 19 strömt dann die Regelflüssigkeit in ein Leitungssystem 20, in das auch die über das Maximaldruckventil strömende Flüssigkeit gelangt. Sobald das Drosselventil 19 etwas mehr geschlossen wird, steigt infolge einer Stauwirkung in der Leitung 18 sowie im Ringraum 16, der Bohrung 17 und dem die Feder 14 aufnehmenden Raum der Flüssigkeitsdruck an. Dieser Druck greift also an der Rückseite des Kolbens 13 in der gleichen Richtung wie die Feder 14 an, dabei dem die Vorderseite des Kolbens 13 beaufschlagenden, im Leitungssystem 2 herrschenden Druck entgegenwirkend. Hierdurch wird der Kolben 13 entsprechend verschoben, wobei der Durchgangsquerschnitt der Steuerbohrung !5 verkleinert wird, so daß der Druck im Leitungssystem 2 ansteigt. Da die gesamte von der Regelpumpe 1 geförderte Flüssigkeitsmenge, solange nicht der Maximaldruck erreicht ist, über das Drucksteuerventil 5 und über das Drosselventil strömen muß. überlagern sich im Leitungssystem 2 die durch das Drucksteuerventil 5 und durch das Drosselventil 19 bewirkten Druckänderungen, wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ersichtlich ist.

In diesem Diagramm ist über der Ordinate der Druck ρ und über der Abszisse die Drehzahl η aufgetragen. Die Regelkurve I gibt die Druckzunahme bei steigender Drehzahl an, die durch das Drucksteuerventil 5 bewirkt wird. Ihr Verlauf ist entsprechend der Federkennlinie (Feder 14) weitgehend geradlinig und je nach Federcharakteristik mehr oder weniger steil. Das Drosselventil

19 hingegen bewirkt eine quadratische Zunahme des Drucks bei steigender Drehzahl, was für drei verschiedene Querschnitte durch die Kurven Il', II", II'" dargestellt ist. Sobald dann der Druck fW gestiegen ist, öffnet das Maximaldruckventil 6(Kennlinie 111). Wie aus dem Diagramm ersichtlich, steuert also bis zu einer bestimmten Drehzahl n\, lh oder /J3, d. h. bis zu einer bestimmten, von der Regelpumpe 1 pro Zeiteinheit geförderten Menge, das Drucksteuerventil 5 im wesentlichen allein den Druck im Leitungssystem 2 gemäß der verhältnismäßig flach ansteigenden Kennlinie I und danach auch das Drosselventil 19, je nach Drosselquerschnitt des Drosselventils 19 unterschiedlich, wobei die durch Überlagerung entstandenen Kurven II', Π", ΙΓ" einen quadratischen Verlauf haben. Sobald also das Drosselventil 19 zu wirken beginnt, nimmt der Druck bei steigender Drehzahl sehr schnell zu, was eine verhältnismäßig starke Verstellung des Verstellgliedes 4 und damit der Mengenänderung der Einspritzpumpe zur Folge hat und wodurch der Proportionalbereich (Ungleichförmigkeitsgrad) klein wird, und zwar desto kleiner, je höher der Druck steigt.

Der Druck im Leitungssystem 20 wird durch ein zweites Drucksteuerventil 22 zwar drehzahlabhängig gesteuert, doch wesentlich niedriger gehalten als der im Leitungssystem 2 herrschende Druck. Das Drucksteuerventil 22 arbeitet wie das Drucksteuerventil 5, wobei die Abflußleitung 23 sowie der die Feder aufnehmende Raum zum Entlastungskanal 11 hin druckentlastet sind. An das Leitungssystem 20 ist ein wie das Stellglied 4 arbeitendes Stellglied 24 angeschlossen, dessen Kolbenstange 25 in bekannter Weise einen nicht dargestellten Spritzbeginnversteller betätigt. Der im Leitungssystem

20 herrschende drehzahlabhängige Druck wirkt sich über das Drosselventil 19 nur sehr gering auf das Leitungssystem 2 bzw. auf die Steuerung durch das Drucksteuerventil 5 aus, da der Druck im Leitungssystem 20 weit unter dem im Leitungssystem 2 gehalten wird. Im Diagramm in F i g. 2 verläuft die Druck-Drehzahl-Kennlinie IV des Leitungssystems 20 weitgehend parallel zu der Kennlinie I. Würde jedoch im Drucksteuerventil 22 eine Feder mit anderer Charakteristik als im Drucksteuerventil 5 gewählt werden, so wäre der Verlauf der Kennlinien I und IV nicht parallel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

«Γ Patentansprüche:

1. Hydraulischer Regler für Kraftstoffeinspritzpumpen von Brennkraftmaschinen mit einer Regelpumpe, deren Förderdruck auf ein die Einspritzmenge beeinflussendes Organ wirkt und durch ein Drucksteuerventil gesteuert wird, das in einem die Saug- und Druckseite der Regelpumpe verbindenden Kanal angeordnet ist und das mittels eines gegen eine Rückstellkraft beweglichen, auf seiner Vorderseite von dem Förderdruck beaufschlagten Kolbens arbeitet, und mit einem willkürlich betätigbaren, abflußseitig in Reihe zu dem Drucksteuerventil in dem Kanal angeordneten Drosselventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (5) einen mit steigender Drehzahl zunehmenden Förderdruck bewirkt und die Rückseite des Kolbens (13) von dem zwischen Drucksteuerventil (5) und Drosselventil (19) herrschenden Druck beaufschlagt ist

2. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drucksteuer- (5) und dem Drosselventil (19) ein Maximaldruckventil (6) parallel geschaltet ist.

3. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß abflußseitig des Drosselventils (19) in dem Kanal ein zweites Drucksteuerventil (22) angeordnet ist und der zwischen Drosselventil (19) und zweitem Drucksteuerventil (22) durch dieses drehzahlabhängig gesteuerte Flüssigkeitsdruck auf ein den Spritzbeginn beeinflussendes Organ (24) wirksam ist.