DE1253952B

DE1253952B - Brennstoffeinspritzpumpe fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1253952B
Application number: DED44056A
Authority: DE
Inventors: Heinz Scheying
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1964-04-02
Filing date: 1964-04-02
Publication date: 1967-11-09

Description

Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit zwei hintereinander angeordneten Pumpenkolben, nämlich einem Haupteinspritzkolben und einem von diesem mitbetätigten, unter der Vorspannung einer Feder stehenden und sich bis in den Pumpenansaugraum hinein erstreckenden Voreinspritzkolben.
Brennstoffeinspritzpumpen der vorerwähnten Art mit einem Voreinspritzkolben und einem Haupteinspritzkolben sind, wie die deutsche Patentschrift 744 785 zeigt, bekannt, wobei neben dem üblichen Saugkanal für den Haupteinspritzkolben eine zusätzliche Saugbohrung für den Voreinspritzkolben vorgesehen ist, die über eine Verbindungsbohrung vom Hauptsaugraum mit Brennstoff versorgt wird. Die Verbindung zwischen dem Pumpendruckraum und dem Hauptsaugraum erfolgt nach Beendigung der Voreinspritzung über eine am Druckraum angeschlossene, im Voreinspritzkolben angeordnete Sacklochbohrung und über eine am Grund der letzteren vorgesehene Querbohrung im Voreinspritzkolben sowie über Bohrungen, die unmittelbar zwischen dem Hauptsaugraum und einem Rückströmraum verlaufen, dessen untere Kante von der vorgenannten Querbohrung im Voreinspritzkolben überfahren wird, wodurch das Voreinspritzende gesteuert wird.
Weiter sind gemäß der deutschen Patentschrift 687 134 und der schweizerischen Patentschrift 290 998 Brennstoffeinspritzpumpen mit nur einem einzigen Pumpenkolben bekannt, durch den sowohl die Voreinspritzung als auch die Haupteinspritzung bewirkt und gesteuert wird. Dabei weist derPumpenkolben nahe an seinem oberen Ende eine seitliche Ausnehmung mit einer geradlinigen Ober- und Unterkante auf, die zum Rückströmen von Brennstoff aus dem obenliegenden Druckraum in den Ansaugraum während der Einspritzpause zwischen dem Voreinspritzende und dem Haupteinspritzbeginn dient. Auch hier überfährt der Pumpenkolben, genau wie nach der deutschen Patentschrift 744 785 der Voreinspritzkolben, eine mit dem Druckraum in Verbindung stehende, runde Querbohrung im Pumpenzylinder. Bei im Querschnitt runden Rückströmbohrungen wird jedoch der Rückströmweg für den aus dem Druckraum verdrängten Brennstoff anfangs zu sehr gedrosselt, weil der größte Durchmesser der runden Rückströmbohrung zu langsam freigegeben wird. Dieser nachteilige Umstand führt besonders bei schnellaufenden Motoren zu Schwierigkeiten insofern, als die zur Verfügung stehende Zeitdauer für eine Voreinspritzung und eine von dieser zeitlich getrennten Haupteinspritzung immer kürzer wird. Die starke Drosselung während der Rückströmung vom Pumpendruckraum zum Ansaugraum bewirkt aber umgekehrt ein längeres Hinauszögern der Endphase der Voreinspritzung, teilweise bis hinein in den Beginn der Haupteinspritzung, was aber vom verbrennungstechnischen Standpunkt aus unerwünscht ist, denn die Einspritzpause zwischen Vor-und Haupteinspritzung soll dem Zündverzug der voreingespritzten Brennstoffmenge entsprechen, wobei die Voreinspritzmenge das erste Zündungszentrum bildet und gleichzeitig den Brennraum erwärmt, so daß sich der Zündverzug der Haupteinspritzmenge, die in die Flammen der Voreinspritzmenge eingebracht wird, wesentlich verkürzt.
Wie ferner aus der britischen Patentschrift 893 621 und der österreichischen Patentschrift 177 968 hervorgeht, sind Brennstoffeinspritzpumpen mit einem kombinierten Pumpenkolben bekannt, der an seinem dem Pumpendruckraum zugewandten Ende einen Steuerbund aufweist, der zusammen mit einer im Pumpengehäuse angeordneten erweiterten Ringnut, deren Höhe größer ist als die Höhe des Steuerbundes, die Voreinspritzung und den Beginn der Haupteinspritzung sowie eine zwischen beiden Einspritzphasen vorgesehene Einspritzpause steuert. Das Ende der Haupteinspritzung wird dabei durch einen üblichen Pumpenstempel mittels einer schrägen Steuerkante in Verbindung mit dem Brennstoffsaugkanal bestimmt. Ein für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung gemeinsamer Pumpenkolben bereitet praktisch insofern Schwierigkeiten, als es nicht einfach ist, bei gegebenem Verdrängerkörper (Pumpenkolben) bzw. gegebener Verdrängungsfläche sowie bei feststehender Vor- und Haupteinspritzmenge den Antriebsnocken für den gemeinsamen Pumpenkolben bezüglich seiner Form diesen Gegebenheiten nau anzupassen. Der Verlauf der Nockenform ist hierbei die einzige Größe zur Bestimmung der gewünschten Voreinspritzmenge und Haupteinspritznienge. wobe.- die letztere wesent flich größer ist als die erstere. Es ist nun sehr schwierig. eine Nockenform zu realisieren, die sowohl die -eforderten GesetzmäßiOrkeiten bezüglich der Vor- und Haupteinspritzung er-füllt als auch den Verhältnissen zwischen dem Antriebsnocken und dem Pumpenstößei im Hinblick auf die Beherrschung der dabei auftretenden Geschwindigkeiten und insbesondere Beschleunigungen Rechnung trägt. Diese Forderungen sind wesentlich leichter zu erfüllen mit für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung getrenntem Pumpenkolben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die günstigen Verhältnisse, die ein zylindrischer Steuerbund bezüglich einer scharfen Trennung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung durch zeitliche Verkürzung der Voreinspritzphase infolge eines steil abfallenden Voreinspritzendes bei gleicher Voreinspritzmenge mit sich bringt, auch bei einer Einspritzpumpe mit voneinander getrennten Vor- und Haupteinspritzkolben auf konstruktiv einfache Weise zu verwirklichen und betriebssicher zu gestalten.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß im Bereich des inneren, dem Pumpendruckraum zugewandten Endes des gegenüber dem Haupteinspritzkolben körperlich getrennten Voreinspritzkolbens ein an sich bekannter, in einer gehäusefesten Füh-rung gleitender zylindrischer Steuerbund vorgesehen ist, dessen untere Kante zusammen mit der oberen Kante der zylindrischen Führung in an sich bekannter Weise das Voreinspritzende steuert, und daß der Voreinspritzkolben mit einer durchgehenden Längsbohrung versehen ist und oberhalb des Steuerbundes einen Anschlag -aufweist, mit dem er auf einem gehäusefesten Gegenanschlag in Ruhestellung sitzt, wobei im Bereich des Pumpensaugraumes ein freier Abstand zwischen dem Haupteinspritzkolben und dem unteren Ende des Voreinspritzkolbens verbleibt, der eine vom Steuerbund bis zum Pumpensaugraum reichende seitliche Verbindungsnut aufweist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Einspritzpumpe im Längsschnitt in Saug- bzw. Ruhestellung und F i g. 2 ein Diagramm der Einspritzphasen über den Kolbenwe- A betrachtet.
Im Einspritzpumpengehäuse 11 ist der Pumpenstößel 12, dessen eines Ende gleichzeitig den Haupteinspritzkolben 12' bildet, längsbeweglich gelagert. Ein Voreinspritzkolben 13 ist innerhalb einer im Pumpengehäuse 11 eingesetzten Büchse 14 geführt und weist eine durchgehende Bohrung 15 auf. Oben ist der Voreinspritzkolben 13 mit einer Schulter versehen, die einen Anschlag 16 bildet und in Ruhestellung unter der Spannung einer Feder 26 auf der Führungshülse 14 aufsitzt, die hier als Gegenanschlag 17 fungiert. Außerdem weist der Voreinspritzkolben 13 einen Steuerbund 18 auf, dessen untere Kante zusammen mit der oberen Kante der Voreinspritzkolbenführung 14' das Ende der Voreinspritzung V steuert. Der Abstand h der beiden vorgenannten Steuerkanten bestimmt die Voreinspritzdauer. Zwisehen den beiden Anschlägen 16 und 17 können Distanzscheiben 19 mit verschiedener Stärke eingesetzt werden. um den Beginn der Voreinspritzung festzulegen.
Die Wirkungsweise der Einspritzpumpe ist folgende: Durch einen Nocken 20 einer Antriebswelle 21 wird der Pumpenstößel 12 in Pfeilrichtung 4 (Kolbenwegg) angehoben, so daß der Haupteinspritzkolben 12' nach einer Wegstrecke a mit seiner oberen Stirnfläche 1.I" gegen das untere Ende des Voreinspritzkolbens 13 trifft. In diesem Augenblick wird der Ansauaraum 22 vom Pumpendruckraum 23 aboleschlossen. 1"Tun beginnt die Voreinspritzung V. Diese wird schlagartig beendet, sobald die untere Kante des Steuerbundes 18 aus der Führung 14' heraustritt, wodurch der größtmögliche öffnungsquerschnitt augenblicklich freigegeben wird. Gleichzeitig wird über eine Nut 24 eine Verbindung hergestellt zwischen dem Druckraum 23 und dem Ausgangsraum 22, wobei die von der Stirnfläche IV' gebildete Steuerkante des Hauptkolbens 12' die obenliegende Steuerkante 22' der Ansaugbohrung noch nicht abgesperrt hat, d. h., bis zur letztgenannten Sperrstellung verbleibt eine Einspritzpaust. Sobald die Steuerkante 12" die Steuerkante 21 erreicht hat, beginnt die Haupteinspritzung H. Mit 25 ist die bekannte schraubenförmige Nut bezeichnet, deren jeweilige Stellung durch Drehen des Hauptkolbens 12, 1V Über eine nicht gezeichnete Regelstange das Ende der Haupteinspritzung bestimmt.
In der F i g. 2 ist das im Rahmen der Erfindung auch bei voneinander getrennten Voreinspritzkelben und Haupteinspritzkolben erreichte, abrupte Voreinspritzende durch den steileren Abfall E der Kurve für die Voreinspritzung V erkennbar. Der erreichte maximale öffnungszeitquerschnitt für das Voreinspritzende ergibt eine Verkürzung der Voreinspritzdauer und eine scharfe Trennung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung.

Claims

Patentanspräche, 1. Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraf& maschinen, mit zwei hintereinander angeordneten Pumpenkolben, nämlich einem Haupteinspritzkolben und einem von diesem mitbetätigten, unter der Vorspannung einer Feder stehenden und sich bis in den Pumpensaugraum hinein er# streckenden Voreinspritzkolben, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß im Bereich des inneren, dem Pumpendruckraum (23) zugewandten Endeß des Voreinspritzkolbens (13) ein an sich bekannter, in einer gehäusefesten Führung (14') gleitender, zylindrischer Steuerbund (18) vorgesehen ist, dessen untere Kante zusammen mit der oberen Kante der zylindrischen Führung (14') in an sich bekannter Weise das Voreinspritzende steuert, und daß der Voreinspritzkolben (13) mit einer durchgehenden Längshohrung (15) versehen ist und oberhalb des Steuerbundes (18) einen, Anschlag (16) aufweist. mit dem er auf einem ge- häusefesten Gegenanschlag (17) in Ruhestellung sitzt, wobei im Bereich des Pumpensaugraumes (22) ein freier Abstand (a) zwischen dem Haupteinspritzkolben (12') und dem unteren Ende des Voreinspritzkolbens (13) verbleibt, der eine vom Steuerbund (18) bis zum Pumpensaugraum (22) reichende seitliche Verbindungsnut (24) aufweist.
2. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung des Voreinspritzkolbens (13) im Pumpengehäuse (11) eine Führungsbüchse (14) eingesetzt ist, deren oberes Ende den Gegenanschlag (17) für den Anschlag (16) des Voreinspritzkolbens (13) bildet. 3. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlag (16) des Voreinspritzkolbens (13) und dem Gegenanschlag (17) der Führungsbüchse (14) zum Zweck der Bestimmung des Beginns der Voreinspritzung in an sich bekannter Weiseeine Unterlegscheibe (19) eingelegt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 687 134, 744 785; österreichische Patentschrift Nr. 177 968; schweizerische Patentschrift Nr. 290 998; französische Patentschrift Nr. 838 688; britische Patentschrift Nr. 893 621.