DE2945484A1

DE2945484A1 - Kraftstoffeinspritzumpe

Info

Publication number: DE2945484A1
Application number: DE19792945484
Authority: DE
Inventors: Gerald 7251 Weissach-Flacht Höfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-11-10
Filing date: 1979-11-10
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4402290A; DE2945484C2; JPS5683528A; JPH0151660B2

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzpumpen dieser Art erfolgt die Drehzahlregelung mittels Fliehkraftverstellern oder über hydraulisch gesteuerte Vorrichtungen. In jedem Fall wird durch den Verstellhebel eine Drehzahl vorgewählt, die dann über den Regler eine Kraftstoffmenge der Brennkraftmaschine zumißt, die der vorgewählten Verstellhebe 11 age entspricht. Sobald die Einspritzmenge der vorgewählten Stellung des Verstellhebels nicht mehr entspricht, wird sie durch den Regler vergrößert oder verkleinert. Nun kann es vorkommen, daß der Regler nicht mehr in der gewünschten Weise die Einspritzmenge reduziert, also nicht mehr abregelt, so daß die Gefahr besteht, daß der Motor "durchgeht". Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Fliehgewichte eines mechanischen Fliehkraftverstellers hängen bleiben, daß bei einem hydraulischen Regler irgendwelche Verstellkolben klemmen oder daß bei einem elektrischen Regler Spannungsunterbrechungen im Regler auftreten. Ein derartiges Durchgehen der Brennkraftmaschine ist äußerst gefährlich für Fahrzeug und Motor.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß mit einfachen Mitteln ein "Durchgehen" der Brennkraftmaschine verhindert wird. Aufgrund dieses Schutzes gegen Überdrehzahl bei Ausfall des Reglers ist eine wesentliche Vereinfachung des Sicherheitsaufwandes am Grundregler insbesondere beim elektrischen Regler möglich, da eine weitere unabhängige Überwachung der Regelgröße vorhanden ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Beschreibung näher erläutert.

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Zeichnunq

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, vereinfacht dargestellt,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltschema des ersten Beispiels mit zwei parallelen Schaltern für die Steuerung des Magnetventils und

Fig. 3 das zweite Ausführungsbeispiel mit einem hydraulisch betätigten Magnetventil.

Beschreibung des Erfindungsbeispiels

Wie in Fig. 1 vereinfacht dargestellt arbeitet in einem Gehäuse einer Kraftstoffeinspritzpumpe in einer Bohrung 2 ein Pumpenkolben 3, der durch nicht dargestellte Mittel in eine hin- und hergehende und gleichzeitig rotierende Bewegung versetzt wird. Der Pumpenarbeitsraum 4 dieser Pumpe wird über, in der Mantelfläche des Pumpenkolbens angeordnete Längsnuten 5 und eine im Gehäuse verlaufende Bohrung 6 aus einem Saugraum 7 mit Kraftstoff versorgt, solange der Pumpenkolben seinen Saughub ausführt bzw. in Richtung unterer Totpunktlage fährt. Sobald nach Verdrehung des Pumpenkolbens 3 die Bohrungen 6 geschlossen worden sind, wird der im Pumpenarbeitsraum befindliche Kraftstoff über einen im Pumpenkolben verlaufenden Längskanal 8, eine Radialbohrung 9 und eine in der Oberfläche des Pumpenkolbens angeordnete Verteilerlängsnut 10 einer von mehreren Druckleitungen 11 zugeführt, die entsprechend der zu versorgenden Zahl von Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine am Umfang verteilt in die Bohrung 2 münden. Diese Druckleitungen führen über jeweils ein Rückschlagventil 12 zu den, den Zylindern zugeordneten, nicht dargestellten Einspritzventilen.

Der Saugraum 7 wird über eine Förderpumpe 13 aus einem Kraft-

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Stoffbehälter 14 mit Kraftstoff versorgt. Durch ein Drucksteuerventil 15 wird der Druck im Saugraum 7 in bekannter Weise drehzahlabhängig gesteuert, so daß mit steigender Drehzahl der Druck im Saugraum zunimmt und umgekehrt.

Auf dem Pumpenkolben 3 ist ein Ringschieber 16 verschiebbar, der eine mit der Axialbohrung 8 in Verbindung stehende Radialbohrung 17 während des Druckhubverlaufs aufsteuert und damit die Fördermenge bestimmt. Der nach dem Aufsteuern abströmende Kraftstoff strömt in den Saugraum 7 zurück.

Der Ringschieber 16 wird Über einen Spannhebel 19 verschoben, der um eine Achse 20 schwenkbar ist. Dazu besitzt der Spannhebel an seinem einen Ende einen kugeligen Kopf 21, mit dem er in eine Ausnehmung 22 des Ringschiebers 16 greift. Auf der anderen Seite des Spannhebels 19 greift ein als Drehzahlsignalgeber dienender Fliehkraftversteller 24 entgegen der Kraft einer außerdem am Spannhebel 19 angreifenden Regelfeder 25 an. Der Fliehkraftversteller 24 besitzt einen Träger 26 für Fliehgewichte 27, die zusammen mit dem Träger über ein nicht dargestelltes Getriebe im konstanten Verhältnis zur Drehzahl des Pumpenkolbens angetrieben werden. Durch die Fliehkraft werden die Fliehgewichte 27 ausgelenkt und verschieben eine auf der Achse des Reglers sitzende Muffe 28, die mit drehzahlabhängiger Kraft punktförmig am Spannhebel 19 angreift.

Je weiter der Ringschieber 16 durch die Schwenkbewegung des Spannhebels 19 nach unten verschoben wird, desto geringer ist die von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoffmenge, da die Radialbohrung 17 zu einem entsprechend früheren Zeitpunkt beim Förderhub des Pumpenkolbens aufgesteuert wird und ein größerer Teil der von Pumpenkolben förderbaren Kraftstoffmenge in den Saugraum abströmt. Die maximale Fördermenge wird durch die oberste Lage des Ringschiebers 16 bestimmt, die durch einen

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exzentrisch verstellbaren Anschlag 30 des Spannhebels 19 begrenzt wird. Der Grad der Verschiebung des Ringschiebers 16 nach unten bei einer bestimmten Drehzahl ist von der durch die Regelfeder 25 auf den Spannhebel 19 ausgeübten Kraft abhängig. Diese Kraft wird wiederum durch einen Exzenter 31 bestimmt, der an einer Welle 32 angeordnet ist, welche durch einen Verstellhebel 33 verdreht wird, der willkürlich durch den Fahrer der Brennkraftmaschine betätigbar ist. Am Exzenter 31 ist die Regelfeder 25 mit ihrem dem Spannhebel 19 abgewandten Ende aufgehängt.

Der Durchgang der Bohrung 6 zwischen Saugraum 7 und Pumpenarbeitsraum 4 wird durch ein Magnetventil 34 gesteuert. Das Magnetventil weist einen Magneten 35 sowie einen Anker 36 auf, welcher durch eine Feder 37 belastet ist. Am Anker 36 ist ein bewegliches Ventilglied 38 angeordnet, das den Durchgang der Bohrung 6 bei nicht erregter Spule 35 sperrt.

Durch den Exzenter 31 wird ein Schalter 40 betätigt, der in der in Fig. 1 dargestellten Lage geschlossen ist, einer Lage, die einer mittleren Last und Drehzahl entspricht. Sobald der Verstellhebel 33 jedoch in Leerlaufstellung verdreht wird, wird durch den Exzenter 31 der Schalter 40 geöffnet. Beim Verstellen des Hebels 33 in Leerlaufstellung gelangt der Exzenter 31 aus der in Fig. 1 dargestellten unteren Lage in eine obere Lage, wobei gleichzeitig die Regelfeder 25 Leerlaufdrehzahlen entsprechend entspannt wird.

Im Gehäuse 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe ist außerdem ein Flüssigkeitsdruckschalter 41 angeordnet. Der Flüssigkeitsdruckschalter 41 hat einen Kolben 42, der vom Druck im Saugraum 7 beaufschlagt entgegen der Kraft einer Feder 43 verschiebbar ist. Am Kolben 42 ist ein Stellglied 44 angeordnet, das auf

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einen Schalter 45 wirkt. Sobald die Leerlaufdrehzahlen überschritten werden, wird durch den gleichzeitig steigenden Druck Im Saugraum 7 der Kolben 42 verschoben und öffnet den Schalter 45.

Schalter 40 und Druckschalter 41 können natürlich auch an einer anderen Stelle der Kraftstoffelnsprltzpumpe angeordnet sein. So ist es beispielsweise denkbar, daß der Verstellhebel 33 außerhalb des Gehäuses 1 der Kraftstoffeinspritzpumpe mittelbar oder unmittelbar auf den Schalter 40 wirkt. Weiterhin ist auch denkbar, daß das Magnetventil 34 statt in der Bohrung 6 in einer Entlastungsbohrung des Pumpenarbeitsraums angeordnet ist, die zum Abstellen der Brennkraftmaschine aufgesteuert wird.

In Fig. 2 ist der elektrische Schaltkreis des Magnetventils 34 dargestellt. In diesem Schaltkreis ist zuerst ein Hauptschalter 46 angeordnet, der durch das Zündschloß der Brennkraftmaschine ein- und ausschaltbar ist. Mit dem Zündschloß ist bei einem Kraftfahrzeug meist auch das Lenkungsschloß verbunden. Die Schalter 40 und 45 sind in diesem Stromkreis parallel angeordnet, wobei sie in Fig. 2 jeweils die Schaltstellung für Leerlaufdrehzahl einnehmen. Wie vereinfacht dargestellt, ist bei Leerlaufstellung der Schalter 40 infolge entsprechender Stellung des Exzenters bzw. Verstellhebels 33 geöffnet. Der Schalter 45 ist hingegen geschlossen, da der von der Förderpumpe 13 geförderte Druck bei diesen niederen Leerlaufdrehzahlen nicht zum Aufsteuern ausreicht. Da der Schaltkreis über den Schalter 46 und 45 geschlossen ist, ist das Magnetventil 34 aufgesteuert und läßt den von der Förderpumpe 13 geförderten Kraftstoff (aus dem Saugraum 7) in den Pumpenarbeitsraum 4 strömen.

Sobald aufgrund einer Störung des Normalarbeitens des Reglers

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beide Schalter 40 und 45 aufgesteuert werden, schließt das Magnetventil 34, das in diesem Fall als "stromlos geschlossen" Magnetventil arbeitet. Steuert ein solches Magnetventil eine Entlastungsleitung wie oben angedeutet, so ist es entsprechend als "stromlos geöffnet" gestaltet. In beiden Fällen mufl die Magnetspule 35 während der gesamten Betriebszeit eingeschaltet sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß mit einem Magnetventil gearbeitet wird, dessen Magnet bei Normalbetrieb nicht erregt ist und erst bei einer gestörten Regelung der Einspritzpumpe deren Kraftstofförderung zur Brennkraftmaschine verhindert. In einem solchen Fall würde die gewünschte Sieherheitsschaltung erreicht sein, wenn mindestens ein Schalter der Schalter 40, 45 geschlossen würde. Dies kann gegebenenfalls günstiger durch ein In-Reihe-Schalten der Schalter 40 und 45 erreicht werden.

Erfindungswesentlich ist, daß bei einem Versagen des Normalreglers, beispielsweise eines Fliehkraftreglers oder hydraulischen Reglers die Kraftstofförderung zur Brennkraftmaschine unterbrochen wird, wenn der Kraftstoffmengenvorwahlhebel eine Stellung für Leerlaufmenge einnimmt, die tatsächliche Kraftstoffördermenge aber unvertretbar darüber liegt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wird nur ein Schalter 40' in der Sicherheitsschaltung verwendet. Der drehzahlabhängige Druck greift unmittelbar am Magnetventil 34' an. Der auch hler verwendete Hauptschalter kann mit dem Zündschloß betätigt werden und ist der Sicherheitsschaltung vorgeschaltet.

Der Schalter 40' ist hier zwischen dem Gaspedal 47 und dem Verstellhebel 33 angeordnet und als Wegschalter ausgebildet.

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Er schaltet bei einer bestimmten Stellung des Gaspedals 47 beim Gasgeben ein, bevor der Verstellhebel 33 und der Pumpenregler die Drehzahl erreicht hat, für die der Förderpumpendruck eine Schaltgröße erreicht hat.

Das Magnetventil 34* ist in Ruhestellung geöffnet ausgebildet. Das bewegliche Ventilglied des Magnetventils 34* ist in Schließrichtung über einen Kolben 48 durch den FÖrderpumpendruck belastet und in Öffnungsrichtung durch eine Feder 49. Der Magnet 50 wirkt in öffnungsrichtung und hält das Magnetventil 34' in eingeschaltetem Zustand offen, auch wenn der Förderpumpendruck ansteigt, über den Schalter 40' wird also das Magnetventil 34* ab einer bestimmten Gaspedalstellung offengehalten, wobei durch die Gestaltung des Schalters 40' diese Öffnungslage gefestigt wird, bevor der Förderpumpendruck eine Abschaltgröße erreicht. Wird nun z.B. im Schiebebetrieb oder bei durchgehendem Motor das Gaspedal auf LeerlaufStellung (0-Steilung) gestellt, so schaltet der Schalter 40' sofort den Magneten 50 aus, ohne die Rücklaufstellung des Verstellhebels 33 abzuwarten. Der über der Abschaltgröße liegende Förderpumpendruck verschiebt über den Kolben 48 entgegen der Kraft der Feder 49 das Ventil 34' in Sperrsteilung. Beim Wiedergasgeben wird der Magnet 50 sofort wieder erregt, so daß das Ventil 34· nahezu hystheresefrei wieder öffnet.

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Claims

Dipl. Ing. POtOT Ott· 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt ElfelstraBe 7

Telefon (070 32) 31999

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Firma Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Γ)

( V/ Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer, einen drehzahlabhängigen Kraftstoffdruck erzeugenden Förderpumpe, einem die Drehzahl vorwählenden Verstellhebel und einem elektrisch betätigbaren Ventil in einer mit dem Pumpenarbeitsraum in Verbindung stehenden Kraftstoffleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu der Ventilbetätigung führenden elektrischen Leitung mindestens ein mit dem Verstellhebel betätigbarer Schalter (40) angeordnet ist, und daß das Elektroventil in Abhängigkeit vom Förderpumpendruck steuerbar ist, derart, daß bei Leerlaufstellung des Verstellhebels, jedoch einer höheren Drehzahl entsprechendem Förderpumpendruck die Kraftstoffeinspritzung unterbrochen wird.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schalter (40, 45) in der elektrischen Leitung parallel angeordnet sind und daß der eine Schalter (40) bei niederer Drehzahl (Leerlaufdrehzahl) entsprechender Stellung des Verstellhebels (33) offen, jedoch bei leicht höherer Drehzahl entsprechender Stellung geschlossen wird, hingegen der andere Schalter (4 5) bei Leerlaufdrehzahl geschlossen ist und bei steigender Drehzahl und damit steigendem Kraftstoffdruck geöffnet wird.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

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gekennzeichnet, daß der andere Schalter (45) als Flüssigkeitsdruckschalter (41) ausgebildet ist, der vom Kraftstoffdruck der Förderpumpe (33) beaufschlagt ist.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Elektroventil in Schließrichtung ein vom Förderpumpendruck beaufschlagter Stellkolben und in Öffnungsrichtung eine Feder sowie die elektrische Betätigung angreift.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Verstellhebel betätigbare Schalter als Wegschalter zwischen Gaspedal und Verstellhebel angeordnet ist.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter bei einer der Verstellhebelstellung entsprechenden Drehzahl einschaltet, die niedriger ist als die Drehzahl, bei der der Förderpumpendruck die Feder überwindet.
7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderpumpe (13) mit dem Pumpenkolben (3) angetrieben im Gehäuse (1) der Einspritzpumpe integriert ist und ein Großteil des Pumpengehäuses (1) unter Förderpumpendruck steht.
8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch betätigte Ventil (34) in der Kraftstoffleitung (6) zwischen Förderpumpe (13) (Saugraum 7) und Pumpenarbeitsraum (4) der Kraftstoffeinspritzpumpe angeordnet ist.

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9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch betätigte Ventil (34) als Magnetventil ausgebildet ist.

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