Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen,
insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein wesentlicher
Nachteil von mit Dieselbrennkraftmaschinen ausgerüsteten Kraftwagen ist das Fahrzeugruckeln
bei Beginn von Beschleunigungsvorgängen. Um dieses Fahrzeugruckeln zu vermindern,
werden Kraftstoffeinspritzpumpen mit Dämpfungsein richtungen ergänzt, die bei schnellem
Gasgeben die Änderung der Kraftstoffeinspritzmenge durch die Kraftstoffeinspritzpumpe
nur verzögert wirksam werden lassen.
[0002] Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe der genannten Art (DE-OS 37 41 638)
ist die Dämpfungseinrichtung so einstellbar, daß, ausgenommen bei höheren Drehzahlen,
bei denen das Fahrzeugruckeln infolge der hohen kinetischen Energie der Schwungmassen
nicht mehr relevant ist, die Kraftstoffzumessung über der Drehzahl in individuell
festlegbaren Raten erfolgt. Damit ist die Betätigung der Dämpfungseinrichtung über
die Verstellung des Verstellhebels in dem zuvor eingegrenzten Bereich unmittelbar
mit einer Verstellung der zugelieferten Kraftstoffmenge verknüpft. Dieser Umstand
beeinträchtigt ein ruckelfreies Fahrzeugverhalten, insbesondere, wenn das Fahrzeug
zwischen Schiebebetrieb und Lastbetrieb wechselt.
Vorteile der Erfindung
[0003] Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen
des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Beginn von Beschleunigungsvorgängen
die Kraftstoffeinspritzpumpe veranlaßt, mit einer vorbestimmten Kraftstoffeinspritzmengenänderung
zu reagieren, dem ein Zeitabschnitt folgt, in dem die Kraftstoffzunahme unterbrochen
ist.
[0004] Dadurch ist es der Brennkraftmaschine, die sich infolge des Beschleunigungsvorgangs
und der dadurch hervorgerufenen Änderung des abverlangten Drehmoments um ihre Längsachse
seitlich neigt, möglich, sich dabei mittels nachgiebiger Puffer sanft in ihrer Aufhängung
anzulegen. Folglich kann das systembedingt vorhandene Antriebsspiel, das zwischen
Schiebebetrieb und Lastbetrieb auftritt, ohne den Einsatz von Kraftstoffmengen- und
Drehmomentzuwachs durchlaufen werden, um anschließend ruckelfrei die sich nun wieder
ändernde Einspritzmenge in Beschleunigung umzusetzen.
[0005] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen
und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzpumpe möglich.
Dabei sind die Federn der Hebelanordnung, über die die aufgezeigte Mengenzuordnung
bewirkt wird, so abgestimmt, daß bei Verstellung der Hebelanordnung im Kennfeld Kraftstoffmenge
über Verstellweg des Verstellhebels die Kraftstoffmenge abschnittsweise linear verläuft
und ein Verschleifen der Kennlinie nicht auftritt.
Zeichnung
[0006] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 schematisch die
Draufsicht einer Verstellhebelanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels, Figur
2 ein Diagramm Kraftstoffmenge Q über Verstellweg s des Verstellhebels und Figur 3
ein zweites Ausführungsbeispiel..
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0007] In Figur 1 ist eine Verstellhebelanordnung zur Betätigung eines Kraftstoffeinspritzmengenverstellorgans
1 einer an sich bekannten und nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe der Verteilerbauart
gezeigt. Die Verstellhebelanordnung wird angelenkt von einem den Verstellwunsch des
Kraftfahrzeugfahrers weitergebenden Bowdenzug 5 in Richtung des Pfeiles 10. Der Bowdenzug
5 ist verbunden mit dem Ende eines einarmigen Verstellhebels 11, der um einen Stift
12 schwenkbar ist. Der Verstellhebel 11 weist im mittleren Bereich einen Durchbruch
13 auf, dessen Erstreckung tangential zur Schwenkbewegung des Verstellhebels 11 um
den Stift 12 gerichtet ist und von einem Distanzanschlag 14 durchdrungen wird, dessen
freies Ende einen Absatz 15 aufweist, der in der senkrecht zum Durchbruch 13 liegenden
Ebene eine größere Erstreckung aufweist als der Querschnitt des Durchbruchs 13.
[0008] Das dem Absatz 15 abgewandte Ende des Distanzanschlags 14 ist befestigt an einem
einarmigen Zwischenhebel 16, der auf dem Stift 12 festsitzt und mit diesem drehbar
ist. Dieser Stift 12 ist mit einem Regler der Kraftstoffeinspritzpumpe vorzugsweise
mit einer Verstelleinrichtung des Stützpunktes 2 einer Regelfeder 3 des Reglers verbunden,
über den das Kraftstoffmengenverstellorgan 1 gesteuert wird.
[0009] Das Kraftstoffmengenverstellorgan ist dabei durch einen zweiarmigen Regelhebel 4
verstellbar, an dessen einem Arm 6 die Regelfeder 3 entgegen der Kraft eines Drehzahlgebers
7 angreift. Am Ende des Zwischenhebels liegt eine vorgespannte erste Koppelfeder 21
an, die sich auf der anderen Seite gegen den unteren, einen zum Zwischenhebel 16
weisenden Näherungsanschlag 36 aufweisenden Teil des Verstellhebels 11 abstützt.
Der Zwischenhebel 16 trägt neben dem Distanzanschlag 14 einen weiteren Distanzanschlag
22, der entgegengesetzt der Richtung des Distanzanschlages 14 weist.
[0010] Der Distanzanschlag 22 durchdringt mit seinem Schaft 23 einen Durchbruch 24 des
einen Armes 27 eines zweiarmigen Schlepphebels 25. Der Schaft 23 trägt an seinem dem
Zwischenhebel 16 abgewandten Ende einen Absatz 26, dessen Erstreckung in der zum Schaft
23 senkrecht gerichteten Ebene eine größere Erstreckung als der Querschnitt des Durchbruchs
24 aufweist. Der Schlepphebel 25 ist um den, in seinem oberen Teil durchtretenden
Stift 12 schwenkbar. Zwischen dem einen Arm des Schlepphebels 25 und dem Zwischenhebel
16 ist eine vorgespannte zweite Koppelfeder 31 angeordnet; sie wird auf dem Schaft
23 geführt. Der Schlepphebel 25 trägt in dem einen Arm 27 einen, gegen den Zwischenhebel
16 gerichteten, einstellbaren Näherungsanschlag 32. Am anderen Arm 28 des Schlepphebels
25 greift an ihm eine Rückstellfeder 33 an, die den Schlepphebel 25 an einem ortsfesten
einstellbaren Leerlaufanschlag 34 zur Anlage bringt. Ferner ist ein einstellbarer
Vollastanschlag 35 ortsfest so angebracht, daß er mit dem Zwischenhebel 16 in Kontakt
kommen kann.
[0011] Die oben beschriebene Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Wird, ausgehend von dem
Betriebszustand Leerlauf, der Brennkraftmaschine Drehmoment abverlangt und der Bowdenzug
5 in Richtung des Pfeiles 10 zu Kraftstoffmehrmenge verstellt, so folgt der mit dem
Bowdenzug 5 verbundene Verstellhebel 11 dieser Bewegung, indem er um den Stift 12
schwenkt. Der Zwischenhebel 16, der durch die vorgespannte erste Koppelfeder 21 vom
Verstellhebel 11 auf Distanz gehalten wird, wobei diese Distanz begrenzt wird von
der Anlage des Absatzes 15 am Verstellhebel 11, folgt, in einem ersten Bewegungsabschnitt
der Schwenkbewegung des Verstellhebels 11, bis die zweite Koppelfeder 31, die eine
geringere Vorspannung aufweist als die erste Koppelfeder 21 ihren Arbeitsbereich
durchlaufen hat bei Anschlag des Zwischenhebels 16 am Näherungsanschlag 32. Der Schlepphebel
25, der durch die stärker als die erste Koppelfeder 21 vorgespannte Rückstellfeder
33 in Anlage am Leerlaufanschlag 34 gehalten wird, bleibt zunächst dort in seiner
Ausgangsstellung.
[0012] Weiteres Gasgeben durch gleichgerichtete Bewegung des Bowdenzugs 5 in der in Figur
1 markierten Richtung führt in einem zweiten Bewegungsabschnitt zu weiterer Drehung
des Verstellhebels 11 um Stift 12, jedoch kann diese Bewegung nicht mehr auf den Zwischenhebel
16 übertragen werden, infolge der geringeren Vorspannung der ersten Koppelfeder 21
gegenüber der größeren Vorspannung der Rückstellfeder 33. Die Relativbewegung des
Verstellhebels 11 zum Zwischenhebel 16 ist beendet nach Durchlaufen des Arbeitsbereichs
der ersten Koppelfeder 21 bei Anlage des Verstellhebels 11 am Zwischenhebel 16, über
den Näherungsanschlag 36.
[0013] Weitere Auslenkung des Bowdenzug 5 in Richtung Gasgeben führt in einem dritten Bewegungsabschnitt
zu einer fortgesetzten Drehung des Verstellhebels 11 und zur erneuten Drehung des
mit dem Verstellhebels 11 zur Anlage gekommenen Zwischenhebels 16, der seinerseits
die Bewegung weitergibt über den von ihm am Ende des ersten Bewegungsabschnittes
erreichten Näherungsanschlag 32 auf dem Schlepphebel 25, der gegen die Kraft der Rückstellfeder
ausschwenkt, bis der Zwischenhebel 16 gegen den Vollastanschlag 35 stößt.
[0014] Somit ergibt sich zusammenfassend bei Auslenkung des Verstellhebels 11 über den Bowdenzug
5 in Richtung des Pfeiles 10 während des ersten Bewegungsabschnitts eine Mitdrehung
des Zwischenhebels 16, während des zweiten Bewegungsabschnitts ein Stillstand des
Zwischenhebels 16 und während des dritten Bewegungsabschnitts wiederum ein Mitdrehen
des Zwischenhebels 16.
[0015] Der beschriebene Funktionsablauf ergibt folgenden Wirkungsablauf: Drehungen des Zwischenhebels
16 führen über den mit dem Zwischenhebel 16 festverbundenen Stift 12 zu einer Verstellung
des einen Stützpunktes 2 der Regelfeder 3 und damit zur Verstellung des Kraftstoffeinspritzmengenverstellorgans
1, während bei Drehungen des Verstellhebels 11 und des Schlepphebels 25 der Stift
12 nur als Drehlager dient, keine unmittelbare Drehmitnahme des Stiftes 12 erfolgt
und nur mittelbar über die Kopplung mit dem Zwischenhebel 16 die beschriebene Wirkung
erfolgen kann.
[0016] Die Kraftstoffeinspritzmengenerhöhung bis zum Ende des ersten Bewegungsabschnitts
ist nur so groß, um die Brennkraftmaschine infolge des resultierenden Beschleunigungsvorgangs
und der dadurch hervorgerufenen Änderung des abverlangten Drehmoments um ihre Längsachse
seitlich soweit zu neigen, daß sie in den nachgiebigen Puffern ihrer Aufhängung sanft
zur Anlage kommen kann.
[0017] Die Zeit für die Anlage wird der Brennkraftmaschine während des zweiten Bewegungsabschnitts
zur Verfügung gestellt, während dem der Zwischenhebel 16 der Bewegung des Verstellhebels
11 nicht folgt und keine Kraftstoffmehrmenge zur Brennkraftmaschine gelangt.
[0018] In dieser Anlagestellung ist es der Brennkraftmaschine möglich, die Kraftstoffmehrmenge,
die ihr während des dritten Bewegungsabschnitts zugeführt wird, ruckfrei an die nachfolgende
Getriebestufe weiterzugeben und so das Antriebsspiel, das zwischen Schiebebetrieb
und Lastbetrieb auftritt, zu umgehen.
[0019] In Figur 2 ist der Wirkungsablauf in einem Diagramm Kraftstoffmenge Q über Stellweg
s des Verstellhebels 11 dargestellt.
[0020] Während des ersten Bewegungsabschnitts wird die Wegstrecke s
o bis s₁, verbunden mit dem Kraftstoffmengenanstieg von Q
LL bis Q₁ zurückgelegt, wobei Q
LL für die Kraftstoffmenge im Leerlaufbetrieb steht.
[0021] Im zweiten Bewegungsabschnitt erfolgt über die Wegstrecke s₁ bis s₂ kein Kraftstoffmengenzuwachs;
somit ist Q₁ = Q₂. Der dritte Bewegungsabschnitt der Wegstrecke s₂ bis s₃ erbringt
den Kraftstoffmengenanstieg von Q₂ bis Q
VL, wobei Q
VL die Kraftstoffmenge bei Vollastbetrieb bedeutet.
[0022] Die beschriebenen Kraftstoffmengenverläufe lassen sich natürlich auch abwandeln.
Dabei können auch mehrere Schlepphebel und Koppelfedern eingesetzt werden um mehrere
Abstufungen der Kraftstoffmengenzuwächse bei Verstellhebelbetätigung zu erzielen.
Die Drehlagerpunkte für den Verstellhebel und dem/die Schlepphebel müssen im übrigen
nicht mit dem Stift 12 zusammenfallen. Auch über eine andersartige Lagerung der Hebel
können abgewandelte Verstellcharakteristiken erzielt werden.
[0023] Maßgebend ist, daß der Kraftstoffmengenverlauf im Diagramm Kraftstoffmenge Q über
Stellweg s des Verstellhebels 11 Abschnitte ohne oder zumindest stark reduzierte Mengenänderungen
aufweist, die es der Brennkraftmaschine ermöglichen, sich sanft in ihrer Aufhängung
anzulegen, das Antriebsspiel zu umgehen und ruckelfrei Kraftstoffmengenänderungen
umzusetzen.
[0024] Die im vorstehenden Ausführungsbeispiel beschriebene Anordnung mit Hebeln läßt sich
aber auch mit Schleppgliedern verwirklichen. Bei der in Figur 3 gezeigten Anordnung
wurden die den Teilen in Figur 1 entsprechenden Teile mit einer hunderter Zahl der
Positionsziffer ergänzt. Auch hier ist ein Zwischenhebel 116 vorgesehen, der um den
Stift 112 zur Verstellung der Kraftstoffeinspritzmenge betätigbar ist. In der Verbindung
des Bowdenzugs 105 zum Zwischenhebel 116 ist nun aber eine als Schleppglied ausgebildete
Federkapsel 38 eingesetzt. Dabei entspricht der in der Federkapsel liegende Federteller
111, zwischen dem und dem Gehäuse 115 eine Koppelfeder 121 als Druckfeder eingespannt
ist, dem Verstellhebel 11 von Figur 1. Die zwischen Verstellhebel 11 und 16 in Figur
1 vorgesehenen Anschläge werden durch die Stirnseite 115 des Gehäuses 136 der Federkapsel
38 verwirklicht. Weiterhin ist auch der Schlepphebel 25 als Federkapsel 39 verwirklicht.
Auch hier entspricht der Schlepphebel 25 einem Federteller 125 einer Koppelfeder
131, die der Koppelfeder 31 von Figur 1 entspricht und die zwischen dem Federteller
125 und dem Gehäuse 126 der Federkapsel 36 eingespannt ist. Das Gehäuse bietet wiederum
den Näherungsanschlag 132 und den Distanzanschlag 127 mit seinem Stirnseiten. Der
Federteller 125 ist in Weiterführung der Funktion des Schlepphebels 25 von Figur 1
über einen Verbindungsstab 140 mit einem Federteller 141 verbunden, zwischen dem und
einem verstellbaren Gehäuse 142 eine Rückstellfeder 133 eingespannt ist. Dieser Anordnung
kann ebenfalls als Federkapsel 39 ausgeführt sein, wobei das Gehäuse als verstellbarer
Leerlaufanschlag 134 verstellbar ist, gegebenenfalls über einen Zwischenhebel 45 und
einem Stellglied 46. Die Schwenkbewegung des Zwischenhebels 116 ist auch hier wiederum
durch einen Vollastanschlag 135 begrenzt.
[0025] Bei Betätigung des Bowdenzugs 105 wird bei entsprechend abgestimmten Federn zunächst
die Koppelfeder 131 komprimiert, da die Vorspannung der Rückstellfeder 133 und der
Koppelfeder 121 großer sind. Geht die Koppelfeder 131 auf Block oder kommt der Federteller
zu einem entsprechenden Anschlag, wird in der Folge die zweite Koppelfeder 121 zusammengedrückt,
wobei in diesem zweiten Bewegungsabschnitt der Zwischenhebel 116 in der zuvor erreichten
Stellung stehen bleibt. Erst wenn der Federteller 111 die Koppelfeder 121 auf Block
gebracht hat oder an einem Anschlag gelangt ist, kann nun der Zwischenhebel 116 weiterbewegt
werden, in dem die Rückstellfeder 133 komprimiert wird, solange, bis der Zwischenhebel
116 zur Anlage an den Vollastanschlag 135 gelangt. Die hier in der Federkapsel 39
untergebrachte Rückstellfeder 133 kann aber auch in einer anderen Anordnung mit dem
Federteller 125 verbunden werden, z.B. als Zugfeder mit einem zusätzlich an dem Stab
140 angebrachten verstellbaren Anschlag.
1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselbrennkraftmaschinen,
mit einem Pumpenkolben, der aus einem unter Förderdruck stehenden kraftstoffgefüllten
Pumpeninnenraum Kraftstoff entnimmt und unter Hochdruck zu Einspritzdüsen fördert,
mit einem Mengenverstellorgan, dessen relative, durch einen Regler verstellbare Lage
zum Pumpenkolben die pro Pumpenkolbenhub geförderte Kraftstoffeinspritzmenge bestimmt
und das über einen Zwischenhebel (16) und eine vorgespannte erste Koppelfeder (21)
mit einem willkürlich betätigbaren Verstellteil (11) gekoppelt ist, der durch die
erste Koppelfeder (21) zur Anlage an einen Distanzanschlag (14) am Zwischenhebel (16)
bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellteil (11) über den Zwischenhebel
(16) mit wenigstens einem Schleppteil (25) mittels vorgespannter Koppelfedern (21,
31) gekoppelt ist und der Schleppteil (25), und bei mehreren Schleppteilen einer,
durch eine vorgespannte Rückstellfeder (33) an einem Leerlaufanschlag (34) haltbar
ist und der Verstellteil (11), der Zwischenhebel (16) und wenigstens ein Schleppteil
(25) als zueinander bewegliche Teile durch die Koppelfedern (21, 31) an Abstände der
Teile zueinander begrenzende Distanzanschläge (14, 22) haltbar sind und die Annäherung
dieser Teile zueinander durch Näherungsanschläge (32, 36) begrenzbar sind.
2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzanschläge
(14, 22) und/oder Näherungsanschläge (32) einstellbar sind.
3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorspannung der Federn (21, 31, 33) einstellbar sind.
4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wahl
der Federvorspannung der Koppelfedern (21, 31) und der Rückstellfeder (33) bei der
Verstellung des Verstellteils (11) eine zweite und jede nachfolgende der Federn erst
nach, durch Anlage des entsprechenden Teils am Näherungsanschlag beendeten Einfedervorgang
der ersten oder einer anderen der Federn, zum Einfedern kommt.
5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß nur ein einziger Schleppteil (25) vorgesehen ist.
6. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung
der Rückstellfeder (33) größer ist als die der ersten Koppelfeder (21) zwischen Verstellteil
(11) und Zwischenhebel (16) und die Vorspannung der ersten Koppelfeder (21) größer
ist als die Vorspannung der zweiten Koppelfeder (31) zwischen Zwischenhebel (16) und
Schleppteil (25).
7. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellteil (11) als Verstellhebel und der wenigstens eine Schleppteil (25)
als Schlepphebel um einen mit dem Zwischenhebel (16) festverbundene Stift (12) schwenkbar
sind mit dem der Zwischenhebel (16) über den Regler mit dem Mengenverstellorgan gekoppelt
ist.
8. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Weg des Verstellteils (11) entgegen der Kraft der Rückstellfeder (33) durch
einen Vollastanschlag (35) begrenzbar ist.
9. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vollastanschlag
(35) zur Anlage am Zwischenhebel (16) kommt.
10. Kraftstoffeinspritzpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellteil und/oder der wenigstens eine Schleppteil sowie die diesem/diesen
zugeordnete/n Koppelfeder/n und Anschläge Teile von einer als Schleppglied ausgestalteten
Federkapsel sind, die in die Verbindung zwischen einem Betätigungsorgan zur willkürlichen
Betätigung des Zwischenhebels (16) und dem Zwischenhebel (16) und/oder in die Verbindung
zwischen Zwischenhebel und einem verstellbaren Leerlaufanschlag eingesetzt ist.