DE2603292A1

DE2603292A1 - Kraftstoffeinspritzpumpe

Info

Publication number: DE2603292A1
Application number: DE19762603292
Authority: DE
Inventors: Jean Claude Bonin
Original assignee: ROTO-DIESEL BLOIS; Roto Diesel SA
Current assignee: ROTO-DIESEL BLOIS; Roto Diesel SA
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1976-01-29
Publication date: 1976-08-05
Also published as: IT1054478B; JPS5199730A; AU1072076A; ES444726A1; US4041919A; GB1537574A; FR2299514B1; JPS6014179B2; FR2299514A1; AR212239A1; AU499298B2; BR7600515A

Description

I NACHOSHEiOHT I

COHAUSZ & FLORACK

PATBNTANWADTS BUR O D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97

262

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF · Dr.-lng, Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

Hoto Diesel

9, Boulevard de 1*Industrie

F-41002 Blois 26. Januar 1976

Kraftstoffeinspritzpumpe

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe zur Zufuhr von Kraftstoff zu Brennkraftmoe-toren, insbesondere Dieselmotoren, in einer Ausführung mit einem Rotor mit einer diametralen Bohrung, in der zwei gegenüberliegende Kolben verschiebbar sind, wobei der Hub der Kolben nach innen durch ein ortsfestes Nockenprofil an einem Nockenring bewirkt wird und der Baum zwischen den beiden Kolben durch einen Kanal im Verteilerkopf alternativ mit einem Kraftstoffeinlaß und mit einem Kraftstoffauslaß verbunden ist, wobei der Hub der Kolben nach außen unter der Wirkung von unter Druck stehendem Kraftstoff, der dem Baum zugeleitet wird, von einem Anschlag begrenzt ist.

TJm bei Pumpen dieser Art den Beginn der Einspritzung in Voreil- oder Naohlaufrichtung beim Lauf zu ändern, kann der Nockenring gewöhnlich rotierend verstellt werden, unabhängig von der Drehung des Verteilerrotors. Diese Bewegung des Nookenrings während der Drehung kann von Hand durch die Bedineungsperson oder durch einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben sichergestellt werden, der gegen eine Federrückstellung arbeitet. Im Falle eines hydraulischen !Kolbens kann die Treibkraft von einer Pumpge aufgebracht werden, die einen Druck liefert, der im Einklang mit der Drehzahl steht.

In allen Fällen ändert sich der Beginn des Einspritζens von Kraftstoff für eine bestimmte Drehzahl mit dem eingespritzten Augsgang von Kraftstoff, weil das Maß der Bewegung der Kolben nach außen von 50 012

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der Menge an Kraftstoff abhängt, der dem Baum zugeführt wird. Wenn sich folglich die Kraftstoffmenge ändert, ändert sich der Moment, bei dem eine Bewegung der Kolben nach innen beginnt, wobei das Maß der Änderung eine Funktion des Nockenprofils ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe der genannten Art in einfacher und zweckmäßiger Form zu schaffen.

Erfindungsgemäß weist eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmotoren einen Rotor mit einer diametralen Bohrung auf, in der zwei gegenüberliegende Kolben frei gleitend angeordnet sind, wobei ein Hub nach innen durch ein ortsfestes Nockenprofil an einem Ring bestimmt wird, das auf Rollen einwirkt, die von in radialer Richtung gleitenden Rollenträgern getragen sind, welche jeweils in Kontakt mit den äußeren Enden der Kolben stehen, wobei der Raum zwischen den beiden Kolben durch einen axialen Kanal im Rotor einerseits mit Kraftstoffeinaläßkanälen und andererseits mit einem Ablaßkanal verbunden ist, der sukzessive während der Drehung des Rotors mit einer Einspritzvorrichtung des zugehörigen Motors verbunden ist, und diese Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Kolben, der in einer Bohrung in einem Gehäuse gleitend angeordnet ist und der mit dem Nockenring in solcher Weise verbunden ist, daß auf diesen eine Winkelbewegung während der Bewegung des ersten Kolbens übertragen wird, wobei ein Ende des ersten Kolbens durch einen Mediumdruck beaufschlagt ist, der eine Funktion einer Betriebegröße des zugehörigen Motors ist, eine erste Druckfeder, die zwischen dem anderen Ende des ersten Kolbens und einem Ende eines zweiten Kolbens sitzt, wobei der zweite Kolben der Reaktion einer Hauptvorlauffeder ausgesetzt ist, die auf den zweiten Kolben gegen die erste Feder einwirkt, wobei sich die Hauptfeder gegen einen dritten Kolben legt, und Mittel aufweist, die eine Beaufschlagung des dritten Kolbens bei einer bestimmten Drehzahl des zugehörigen Motors durch einen Mediumdruck ermöglichen, der der Hauptfeder entgegenwirkt und sich als eine Funktion der genannten Betriebsgröße des zugehörigen Motors ändert, wobei die durch die Druckbeaufschlagung des dritten Kolbens erzeugte Kraft größer als die Kraft

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_t NACHGSREtOHT

ist, die durch den ersten Druck auf den ersten Kolben ausgeübt wird.

Die Pumpe gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen ersten Kolben, der gleitend in einer Bohrung in einem stehenden !Teil angeordnet ist und der mit dem Nockenring in solcher Weise verbunden ist, daß eine Drehbewegung während der Verlagerungen übertragen wird, wobei ein Ende des ersten Kolbeens von einem Mediumdruck entsprechend einer Betriebsgröße des zugehörigen Motors beaufschlagt ist, eine zwischen dem anderen Ende des ersten Kolbens und einem Ende eines zweiten Kolbens sitzende Druckfeder, wobei der zweite Kolben dem Effekt einer Eauptvorlauffeder ausgesetzt ist, die auf den zweiten Kolben gegen die erste Feder reagiert, wobei sich die Sauptyrlauffeder gegen einen dritten Kolben legt, und Mittel, die eine Beaufschlagung des dritten Kolbens bei einer bestimmten Drehzahl des zugehörigen Motors durch einen Mediumdruck ermöglichen, der der lauptf eder entgegengesetzt ist und eine Punktion der genannten Betriebsgröße des zugehörigen Motors ist, wobei die von diesem Druck auf den dritten Kolben ausgeübte Kraft größer als die Kraft ist, die vom ersten Druck auf den ersten Kolben ausgeübt wird.

In einer Ausfhrung ist der erste Kolben mit dem Ring über eine Kugelgelenk verbunden, das ein fester Bestandteil des Hinge ist und in Verbindung mit einer öffnung im ersten Kolben wirkt. Um den erforderlichen Baum zu verkleinern, sieht eine Konstruktion gemäß der Erfindung einen hohlen dritten Kolben vor, wobei die zweite Feder zwischen dem Boden der Ausnehmung des hohlen Kolbens und dem zweiten Kolben sitzt. Die treibenden Drücke können Funktionen der Drehzahl des zugehörigen Motors, ides Ausgangs oder irgendeiner anderen Betriebsgröße sein.

Die Erfindung ist nachstehend an Sand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind s

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines abgewickelten Nookenprofils, Fig. 2 ein Schnitt durch die Pumpe in der Buhe- bzw. Startposition mit maximalem Nachlauf,

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NACKC^REICHT

Pig. 3, 4 und 5 die Darstellung eines Teils aus Fig. 2 in verschiedenen Positionen, wie erläutert,

Pig. 6 eine Kurve, die die Vorlaufkurve als eine Punktion der Drehzahl N des zugehörigen Motors (in Umdrehungen pro Minute) wiedergibt, und

Pig. 7 der Kraftstoff-Fließskreis der Kraftstoffpumpe.

In Pig. 1 ist ein abgewickeltes Profil C einer Antriebskurvenführung für deie Pumpenkolben gezeigt, wobei die Abzsisse die Winkelposition (in Grad) darstellt und die Ordinate den Hub anzeigt, wobei die Drehrichtung des Terteilerrotrs durch den Pfeil P angezeigt ist. Im hier gezeigten Ausführnngsbeispiel führt ein hoher Ausgang, der in der Position C1 gezeigt ist, und der einem großen Spalt zwischen den Kolben entspricht, zu einem Kontakt mit der Kurvenführung an einer Winkelposition 0..» an der Kurvenführung, wobei der Kontakt dem Beginn der Einspritzung entspricht. Im Palle eines geringeren Ausgangs, der in Position C₂ gezeigt ist, wird der Kontakt an der Winkelposition O₂ an da: Kurvenführung eingeleitet. Im hier dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist O₂ größer als O₁, und folglich führt eine Verringerung im Ausgang zu einer Verzögerung bzw. zum Nachlaufen der Einspritzung.

In Pig. 2 ist eine Pumpe gemäß der Erfindung gezeigt. Die Pumpe weist in herkömmlicher Weise einen Rotor 1 mit einer diametralen Bohrung 2 auf, in der zwei gegenüberliegende Kolben 3 und 3¹ gleiten, während sie sich gegen Rollenträger 4 und 4« legen. Die Träger tragen Rollen 5 und 5· und sind radial innerhalb des Rotors gleitend angeordnet. Die Rollen 5 und 5' arbeiten in Verbindung mit Kurvenführurg vorsprüngen 6 zusammen, die an der Innenseite eines Rings 7 vorgesehen sind, welcher um die Achse des Rotors 1 in einem Gehäuse 8 Im Winkel bewegbar ist. Der Raum zwischen den Kolben 3 und 3¹ ist mit einem Kanal verbunden, der seinerseits einerseits mit Kraftstoffeinlaßkanälen (nicht dargestellt) und andererseits mit einem Auslaßkanal (nicht dargestellt) verbunden ist, der nacheinander während der Drehung des Rotors mit den Einspritzvorrichtungen des zugehörigen Motors in Verbindung steht. Der Rotor 1 wird mit einer Drehzahl angetrieben, die eine Funktion des zugehörigen Motors ist, und zwar in Richtung des Pfeils, und

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NACHGEREICHT

die Winkelbewegung des Rings 7 in bezug auf das Gehäuse 8 entspricht einem Einspritzvorlauf in Richtung des Pfeils Δ und einer Verzögerung bzw. einem Nachlauf in der Einspritzung in Richtung des Pfeils _B.

Ein Kugelgelenk ₉ ist mit dem Ring 7 verbunden und sitzt in einem Loch 10, das in einan Kolben 11 eingeformt ist. Der Kolben ist in einer Bohrung gleitend angeordnet, die im Gehäuse 8 gebildet ist, um eine Winkelbewegung des Rings 7 *u bewirken. Ein Ende des Kolbens 11 ist einem Mediumdruck ausgesetzt, der eine Punktion einer Motorbetriebsgröße ist, in diesem Fall der Drehzahl des zugehörigen Motors, wobei der Mediumdruck einer Kammer 13 zugeleitet wird, die durch die Bohrung 12 und einen Anschlag 14 gebildet ist. Das andere Ende des Kolbens 11 legt sich gegen eine Schraubendruckfeder 15, die sich außerdem gegen ein Ende eines Zwischenkolbens 16vlegt. Das andere Ende des Zwischenkolbens legt sich gegen eine Hauptvorlauffeder 1₇, die sich gegen den Boden eines Sohlkolbens 18 legt. Der Kolben 18 ist in einer Hülse Ig₉ gleitend angeordnet, die einstückig mit dem Gehäuse 8 ausgebildet ist, und zwar gegen die Kraft der Peder 17 unÄter dem Einfluß von Medxumdruck, der einer von einem Anschlag 21 gebildeten Kammer 20 zugeleitet wird. Der Hohlkolben 18 bildet außerdem einen ringföbiegen Anschlag 22, der in Verbindung mit einer Muffe 2 3 am Zwischenkolben 16 so zusammenwirkt, daß die relative Bewegung der Kolben 16 und 18 begrenzt wird.

In der Ruheposition, die in Pig. 2 gezeigt ist, legt sich der Kolben 11 gegen den Anschlag 14 unter der Kraft, die von der Peder 15 ausgeübt wird, und das bringt eine maximale Nachlaufwirkung mit sich, und dieser Zustand herrscht auch während des Startens, wie durch den Teil DE der Kurve in Pig. 6 angezeigt. Der Hohlkolben 18 legt sich außerdem gegen den Anschlag 21 unter dem Effekt der Peder 1₇, und der Zwischenkolben 16 legt eich gegen den Anschlag 22 unter dem Effekt der Peder 17, die eine größere Kraft als die Peder 15 ausübt. Während des Startens des Motors reicht der Mediumdruck, mit dem der Kolben 11 beaufschlagt wird, nicht aus, um die Peder 15 zusammenzudrücken, und der Kammer 20 wird kein Mediumdruck zugeleitet. Sobald die Drehzahl N den Wert erreicht, der den Punkten E und P _in Pig. 6 entspricht, wird der Druck,

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»MACKGEREIOHT

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mit dem der Kolben 11 beaufschlagt wird, ausreichend groß, um die Feder 15 zusammenzudrücken, und der Kolben 11 wird um eine Strecke a in Kontakt mit dem Zwischenkolben 16 (Fig. 3) bewegt. Diese Bewegung des Kolbens 11 bewirkt eine Winkelbewegung des Rings 7 in Torlaufrichtung A, Teil EG der Kurve in Pig. 6. Die vom Mediumdruck auf den Kolben 11 ausgeübte Kraft in diesem Drehzahlbereich reicht nichtsdestoweniger nicht aus, um die feder 17 zusammenzudrücken, und immer noch kann kein Druck in die Kammer 20 gelangen. Die Kolben 16 und 18 stehen in Kontakt mit ihren betreffenden Anschlägen 22 und 21. Der Motor ist dann einer Torlaufzugabe ausgesetzt, die für einen guten Lauf beim Leerlauf erforderlich ist, wobei der Vorlauf durch die Bewegung a wiedergegeben ist.

Sobald die Drehzahl den Wert erreicht, der den Punkten G und H in der Kurve in Fig. 6 entspricht, kann Mediumdruck in die Kammer 20 gelangen, und der Druck, der ebenfalls eine Funktion einer Betriebsgröße des Motors ist, in diesem Fall der Motordrehzahl, ist derart, daß die auf den Kolben 18 einwirkende Kraft größer als die Kraft ist, die auf den Kolben 11 ausgeübt wird. Der Kolben 18 wird deshalb bewegt, bis er sich gegen einen Anschlag 24 am Gehäuse 8 legt (Fig. 4) · Diese Bewegung mit einer Amplitude b ruft eine entsprechende Bewegung des Kolbens 11 durch den Kolben 16 und die Feder 17 hervor. Der Hub b wird vom vorhergehenden Hub a substrahiert, so daß der Kolben 11 um eine Strecke a-b in bezug auf seine Ausgangsposition bewegt wird. Der entsprechendekonstante Torlauf, der in dem Abschnitt HI der Kurve in Fig. 6 entwickelt wird, ist ein Zwischenmaß an Torlauf, das kleiner als das Maß des Torlaufs während des Leerlaufs ist.

Mit weiter zunehmender Drehzahl des Motors erhöhen sich die Mediumdrückke weiter, mit denen die Kolben beaufschlagt werden·, und der Kolben 18 wird an seinem Anschlag gehalten. Wenn die Drehzahl einen Wert erreicht, der dem Punkt I in Fig. 6 entspricht, wird der Druck, mit dem der Kolben 11 beaufschlagt wird, ausreichend, um die Feder 17 zusammenzudrücken, und der Kolben 11 wandelt nach rechts (in der Zeichnung), wobei der Sing 7 im Winkel in Torlaufrichtung bewegt wird. Der Torlauf erhöht sich gleichzeitig mit der Drehzahl entsprechend dem Abschnitt IK der Kurve in Fig. 6. Der Punkt J dieses Abschnitts der Kur-

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[N'ACHeEREICHTi

ve entspricht einer Bewegung c des Kolbens 18 in bezug auf seinen .Anschlag 22, so daß der Kolben 11 um einen Wert von a-b+c wandert. Die entsprechende Position des Verbands ist in Fig. 5 gezeigt.

Durch Änderung der verschiedenen verfügbaren Betriebsgrößen kann der Kurve in Fig. 6 die erforderliche Form entsprechend dem Motor gegegben werden, der betrieben werden soll. Die erfindungsgemäß erreichte Vorlaufkorrektur kann einesr automatischen Nachlauf beim Starten überlagert werden, der zum Kompensieren der Vorlaufzunahme vorgesehen ist, welcher durch einen exzessiven Startfluß (siehe Fig. 1) erzeugt wird, ferner mit einem Vorlauf, der entsprechend der Drehzahl und/oder der Last eingestellt ist, und zwar für alle andere Bedingungen außer Starten und Leerlauf* Der letztere Fall fußt lediglich auf einer M&odifikation der Formdis Teils IK der Kurve in Fig. 6.

Fig. 7 zeigt den Kraftstoffkreis der Kraftstoffpumpe. Eine Speisepumpe 25 saugt Kraftstoff von einem Vorrat (nicht dargestellt) und liefert Kraftstoff unter Druck der Einspritzpumpe 26 über eine Kraftstoffmengenregelung 27 zu. Die Einspritzpumpe 26 ist durch die Kolben 3, 3· und die zugehörigen feile gebildet.

Der Förderdruck der Speisepumpe 25 wird durch ein Ventil 28 bestimmt, so daß sich der Druck als eine Funktion der Drehzahl ändert, mit der die Kraftstoffpumpe angetrieben wird, d.h. er ändert sich als eine Funktion der Motordrehzahl. Wie dargestellt, wird der Kolben 11 direkt dem Auslaßdruck der Speisepumpe ausgesetzt, während die Beaufschlagung des Kolbens 18 durch den Auslaßdruck der Speisepumpe durch ein Ventil 29 geregelt wird. Das Ventil selbst spricht auf dem Auslaßdruck der Speisepumpe an, so daß es sich nur öffnet, um eine Druckbeaufsohlagung des Kolbens 18 zu gestatten, wenn ein bestimmter Druck und folglich eine bestimmte Motordrehzahl erreicht ist.

Ansprüche

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Claims

NACHGEREIOHT j

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmotoren, insbesondere Dieselmotoren, mit einem Rotor mit einer diametralen Bohrung, in der zwei gegenüberliegende Kolben frei gleitend angeordnet sind, wobei ein Hub nach innen durch ein ortsfestes Nockenprofil an einem Hing bestimmt wird, das auf Hollen einwirkt, die von in radialer Sichtung gleitenden Hollenträgern getragen sind, welche jeweils in Eontakt mit den äußeren Enden der Kolben stehen, wobei der Baum zwischen den beiden Kolben durch einen axialen Kanal im Eotor einerseits mit Kraftstoffeinlaßkanälen und andererseits mit einem Ablaßkanal verbunden ist, der sukzessive während der Drehung des Eotors mit einer Einspritzvorrichtung des zugehörigen Motors verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Kolben, der in einer Bohrung in einem Gehäuse gleitend angeordnet ist und der mit dem Nockenring in solcher Weise verbunden ist, daß auf diesen eine Winkelbewegung während der Bewegung des ersten Kolbens übertragen wird, wobei ein Ende des ersten Kolbens durch einen Mediumdruck beaufschlagt wist, der eine Punktion einer Betriebsgröße des zugehörigen Motors ist, eine erste Druckfeder, die zwischen dem anderen Ende des ersten Kolbens und einem Ende eines zweiten Kolbens sitzt, wobei der zweite Kolben der Reaktion einer Hauptvorlauffeder ausgesetzt ist, die auf den zweiten Kolben gegen die erste Feder einwirkt, wobei sich die Hauptfeder gegen einen dritten Kolben legt, und Mittel aufweist, die eine Beaufschlagung des dritten Kolbens bei einer bestimmten Drehzahl des zugehörigen Motors durch einen Mediumdruck ermöglichen, der der Sauptfeder entgegenwirkt und sich als eine funktion der genannten Betriebsgröße des zugehörigen Motors ändert, wobei die durch die Druokbeaufschlagnng des dritten Kolbens erzeugte Kraft größer als die Kraft ist, die duroh den ersten Druck auf den ersten Kolben ausgeübt wird.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben mit dem Ring duroh ein Kugelgelenk verbunden ist, das einstückig mit dem Ring ausgebildet ist und in Verbindung mit einem Loch in dem Kolben zusammenwirkt.

3. Pumpe nach Anspruoh 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kolben ein Hohlkolben ist und die zweite Feder

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NACHGEREICHT

zwischen dem Soden des Eohlkolbens und dem zweiten Kolben sitzt.

4· Pumpe nach einem der Ansprüche 1 "bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke Funktionen der Drtehzahl des zugehörigen Motors sind.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke Funktionen des Ausgangs der Pumpe sind.

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