[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einzeleinspritzpumpe in Hubkolbenbauweise für
einen Verbrennungsmotor mit von einer motorseitig angeordneten Nockenwelle betätigtem
Stößelantrieb für den in einem Pumpengehäuse bewegbaren Haupteinspritzkolben.
[0002] Derartige beispielsweise aus der US 45 27 738 bekannte Einspritzpumpen fördern periodisch
Brennstoff in die Brennräume des Verbrennungsmotors, wobei für jeden Motorenzylinder
eine eigene Einspritzpumpe vorgesehen ist. Aus der US 22 78 245 ist eine Einspritzpumpe
in Hubkolbenbauweise bekannt, mit einer in einem Pumpengehäuse angeordneten Nockenwelle
von der über einen Stößelantrieb ein Haupteinspritzelement und über einen Schwinghebel
ein Voreinspritzelement angetrieben wird. Mit dem Voreinspritzelement wird eine geringere
Brennstoffmenge zeitlich vor der Hauptbrennstoffmenge in die Brennkammer oder eine
Vorkammer des Verbrennungsmotors eingespritzt, um einen verbesserten Verbrennungsverlauf
zu erzielen. Die Voreinspritzung könnte auch über eine eigene Voreinspritzpumpe erfolgen,
die parallel zur Haupteinspritzpumpe angeordnet ist und genauso wie diese über eine
gemeinsame Nockenwelle angetrieben wird, wobei aber jede Pumpe von einem eigenen Nocken
auf der gemeinsamen Welle betätigt wird. In diesem Fall wären dann für jeden Motorenzylinder
zwei Einspritzpumpen erforderlich.
[0003] Die vorbekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß hoher baulicher Aufwand entweder
in Form der doppelten Zahl von Einspritzpumpen und Nocken erforderlich ist oder bei
Einspritzpumpen mit eigener Nokkenwelle wegen des Platzbedarfs des zusätzlichen Antriebes
des Voreinspritzelementes das Pumpengehäuse sehr groß wird. Ferner verursachen die
vorbekannten Anordnungen erhöhte Störanfälligkeit und erhöhten Wartungsaufwand.
[0004] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einzeleinspritzpumpe mit Voreinspritzung
zu schaffen, die nur geringen Bauaufwand erfordert und insbesondere Änderungen am
Gehäuse des Verbrennungsmotors, von dem aus sie angetrieben wird, bezogen auf eine
Einzeleinspritzpumpe ohne Voreinspritzung, nicht erfordert.
[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in demselben Pumpengehäuse
ein Voreinspritzelement angeordnet ist, dessen Stößelantrieb über einen Schwinghebel
vom Stößelantrieb für den Haupteinspritzkolben abgenommen wird.
[0006] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Antrieb der Einspritzpumpe
nicht verändert wird. Er erfolgt auf herkömmliche Art über die bisher vorgesehene
Nocke von der Nockenwelle des Verbrennungsmotors. Der Antrieb der Voreinspritzpumpe
wird vom Stößeltrieb des Haupteinspritzelementes abgenommen, wodurch gleichzeitig
vorteilhafterweise eine Synchronität der beiden Kolbenbewegungen erzielt wird.
[0007] Die gemeinsame Unterbringung der beiden Einspritzelemente in einem gemeinsamen Gehäuse
bedingt gegenüber einer Einspritzpumpe ohne Voreinspritzung nur unwesentliche Maßveränderungen,
so daß auch im Hinblick auf den Bauraum keine Änderungen erforderlich sind. Es ist
somit vorteilhafterweise möglich, bei der Umstellung eines Motors ohne Voreinspritzung
auf einen solchen mit Voreinspritzung die konstruktiven Änderungen nur auf die Einspritzpumpe
zu beschränken.
[0008] Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Konstruktion vorteilhafterweise, auch beengte
Raumverhältnisse am Motor für die Anordnung der Voreinspritzpumpe zu nutzen, während
bei herkömmlichen Ausführungen Platzbedarf für eine der Motorenzylinderzahl entsprechende
Anzahl von zusätzlichen Einspritzpumpen für die Voreinspritzung erforderlich wäre.
[0009] Da sowohl die Länge als auch die Lage des Antriebsschwinghebels bzw. einer Schwinghebelwelle
in Anpassung an die Raumverhältnisse am Verbrennungsmotor ausgebildet sein können,
kann der vorhandene Bauraum am Motorraum gut genutzt werden.
[0010] Ferner kann durch konstruktive Variation der beiden Hebelarmlängen des Schwinghebels
eine optimale Geschwindigkeit des Voreinspritzkolbens eingestellt werden. Durch die
Winkellage zwischen den beiden Hebelarmen gegeneinander kann ferner der Zeitpunkt
für den Beginn der Voreinspritzung festgelegt werden. Der zweite Hebelarm kann als
Nocken oder Hebelarm ausgeführt werden, und ist auf der Schwinghebelwelle angeordnet.
Dabei kann der voreinspritzseitige, zweite Hebelarm länger ausgebildet sein als der
haupteinspritzseitige erste Hebelarm.
[0011] Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß der Schwinghebel eine
im Pumpengehäuse gelagerte Schwinghebelwelle umfaßt, auf der ein erster Hebelarm befestigt
ist, dessen freies Ende die Hubbewegung eines ersten Stößels des Haupteinspritzkolbens
aufnimmt und über einen ebenfalls auf der Schwinghebelwelle befestigten zweiten Hebel
bzw. Nocken über einen zweiten Stößel auf den Voreinspritzkolben des Voreinspritzpumpenelements
überträgt. Durch diese Ausbildung kann die konstruktive Veränderung einer herkömmlichen
Pumpe gering gehalten werden. Eine formschlüssige mechanische Kopplung des An triebsschwinghebels
mit dem Einspritzkolben ist dabei nicht erforderlich, da beide Einspritzkolben mittels
Federkraft in Richtung unterem Totpunkt zurückbewegt werden können.
[0012] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der erste Hebelarm gegabelt
ausgeführt ist, und die zwei Gabel arme an gegenüberliegenden Stellen auf der ringförmigen
Stirnfläche eines mit dem Stößel zusammenwirkenden Stößelbechers aufsitzen. Diese
Ausführung gewährleistet vorteilhafterweise, daß ein Verkanten des Stößelbechers nicht
auftreten kann.
[0013] Vorzugsweise stützen sich die stößelseitigen Enden der Gabel arme über Wälzelemente
ab. Hierdurch wird auf einfache Weise die auftretende Reibung reduziert sowie die
Relativbewegung ausgeglichen. Als Wälzelemente eignen sich Rollen oder Kugeln, die
an den Gabeln angelenkt sein können oder direkt etwa mit der Hälfte ihres Umfanges
in den Gabein gelagert sind.
[0014] Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der zweite Hebel
(Nocken) für den Voreinspritzkolben und die beiden Gabelarme axial beabstandet auf
derselben Seite der Schwinghebelwelle angebracht sind. Hierdurch wird eine größtmögliche
Anpassung der Gesamtkonstruktion an vorgegebene Raumverhältnisse erzielt.
[0015] Vorzugsweise wird das Hebelverhältnis am Schwinghebel zwischen 1:1 und 5:1 gewählt.
Die genaue Wahl des Hebelverhältnisses wird abhängig von den Geometrieverhältnissen
der Einspritzkolben in Abstimmung an die einzuspritzenden Brennstoffmengen zu treffen
sein.
[0016] Schließlich kann vorgesehen sein, daß das Voreinspritzpumpenelement ein eigenes Gehäuse
aufweist, das am Pumpengehäuse lösbar befestigt ist.
[0017] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einzeleinspritzpumpe mit Haupt- und Voreinspritzelement,
Fig. 2 eine schematische Schrägansicht des Antriebs für das Voreinspritzpumpenelement,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Antriebs für das
Voreinspritzpumpenelement,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf einen Antrieb.
[0018] Die in Fig. 1 dargestellte Einspritzpumpe 1 umfaßt im wesentlichen einen Haupteinspritzkolben
2 für die Haupteinspritzung und einem Voreinspritzkolben 3 geringeren Querschnittes
für die Voreinspritzung.
[0019] Der Haupteinspritzkolben 2 taucht dabei in einen Kolbenraum 4 ein, der mit Einlaßöffnungen
5 und mindestens einem Auslaßventil 6 kommuniziert.
[0020] Im Betrieb wird durch Bewegen des Haupteinspritzkolbens 2 in Richtung seines unteren
Totpunktes über eine Zuflußbohrung 7, einen Ringraum 8, und die Einlaßöffnungen 5
Treibstoff in den Kolbenraum 4 gesaugt. Während des Aufwärtshubes des Einspritzkolbens
2 wird der Treibstoff nach Verschließen der Einlaßöffnungen 5 durch den Haupteinspritzkolben
2 bei Überschreiten des Öffnungsdruckes des Auslaßventiles 6 über die Leitung 9 einer
nicht dargestellten Einspritzdüse zugeführt.
[0021] Der Antrieb des Haupteinspritzkolbens 2 erfolgt über die schematisch dargetellte
Nockenwelle 10 eines Verbrennungsmotors. Die Bewegung des Haupteinspritzkolbens 2
über die Nockenwelle 10 erfolgt dabei gegen die Kraft einer Rückstellfeder 11, die
in einem mit dem Einspritzkolben 2 gekoppelten Stößelbecher 12 geführt ist. Der Stößelbecher
12 ist in einer zylindrischen Bohrung 13 des Pumpengehäuses 14 geführt.
[0022] Die Füllung des Voreinspritzelementes erfolgt in der Weise, daß Einlaßöffnungen
15 einen Voreinspritzkolbenraum 16 mit einem Ringraum 18 verbinden, der mittels der
Leitung 17 mit dem Ringraum 8 in Verbindung steht. Ein zweites Auslaßventil 19 verschließt
den Voreinspritzkolbenraum 16 gegenüber einer Voreinspritzleitung 20, die wiederum
mit einer nicht gezeigten Einspritzdüse verbunden ist.
[0023] Der Antrieb des Voreinspritzkolbens 3 erfolgt mittels eines Schwinghebels 21, welcher
die Hubbewegung des Stößelbechers 12 auf einen zweiten Stößelbecher 24 des Voreinspritzelementes
überträgt. Der Schwinghebel 21 umfaßt eine Schwinghebelwelle 30, mit welcher er im
Pumpengehäuse 14 gelagert ist. Ein erster Hebelarm 26 des Schwinghebels 21 stützt
sich über eine Rolle 28 auf der ringförmigen Stirnfläche 27 des Stößelbechers 12 ab,
während ein zweiter Hebelarm 22 des Schwinghebels 21 mit dem zweiten Stößelbecher
24 zusammenwirkt.
[0024] Der Voreinspritzkolben 3 wird über den Stößelbecher 24 oszillierend gegen die Kraft
einer zweiten Rückstellfeder 23 bewegt. Die zweite Rückstellfeder 23 ist in dem zweiten
Stößelbecher 24 geführt.
[0025] Die beiden Einspritzkolben 2 und 3 sind in Umfangsrichtung zu Veränderung des Einspritzbeginnes
bzw. -endes verdrehbar, was über nicht näher dargestellte Vorrichtungen geschieht.
Der Eingriff erfolgt mittels des am Voreinspritzkolben 3 dargestellten Zahnkranzes
25.
[0026] Der Schwinghebel 21 ist schematisch in Fig. 2 in Schrägansicht dargestellt. Gemäß
der dargestellten Ausführungsform weist dieser einen aus zwei Gabel armen 26a, 26b
bestehenden ersten Hebelarm 26 auf, der an einer Schwinghebelwelle 30 angebracht ist.
Die beiden Gabel arme 26a, 26b sind mit Rollen 28a, 28b versehen, um eine gleichmäßige
axiale Belastung des Stößelbechers 12 zu gewährleisten. Auf einer seitlichen Verlängerung
der Schwinghebelwelle 30 ist ein den zweiten Hebelarm bildender Nocken 31 angebracht,
der mit dem zweiten Stößelbecher 24 des Voreinspritzkolbens 3 zusammenwirkt.
[0027] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Schwinghebelwelle 30 als Hohlwelle ausgebildet.
Dadurch ist ein wesentlich größeres Widerstandsmoment und somit größere Steifigkeit
der Hebelanordnung erzielbar. Der erste Hebelarm 26 weist eine im Schnitt halbkreisförmige
Nut auf, in der eine Rolle 28c gelagert ist. Mittels der am Hebelarm 26 angebrachten
Halterung 33 wird bei der Montage/Demontage der Einspritzpumpe ein Herausfallen der
Rolle 28c verhindert.
[0028] Der zweite Hebelarm 22 steht auf gleiche Weise mit den Voreinspritzkolben 3 in Verbindung.
Vorzugsweise sind die Hebelarme 26 und 22 mit der Schwinghebelwelle 30 verschweißt.
[0029] Im übrigen unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 3 dadurch von der nach
Fig. 1, daß das Voreinspritzelement ein eigenes Gehäuse 34 aufweist, welches am Pumpengehäuse
14 lösbar befestigt ist.
[0030] In der Draufsicht auf den Schwinghebel 21 gemäß Fig. 4 ist gezeigt, wie der aus zwei
angeschweißten Gabel armen 26a, 26b bestehende erste Hebel 26 auf dem Stößelbecher
12 aufliegt. Der Schwinghebel 31 ist dabei mittels Lagern 37a, 37b im nicht näher
dargestellteh Pumpengehäuse abgestützt. Der zweite Hebel 22 ist mittels einer lösbaren
Verbindung 35 an der Schwinghebelwelle 30 in diskreten Winkelstufen verstellbar
angebracht, so daß der in Fig. 3 gezeigte Zwischenwinkel α veränderbar ist. In der
gezeigten Ausführungsform ist der zweite Hebel 22 länger als die Gabel arme 26a, 26b
ausgebildet. Diese Anordnung ermöglicht eine Anpassung an veränderte Hub-/Querschnittsverhältnisse
des Voreinspritzkolbens 3.
1. Einzeleinspritzpumpe in Hubkolbenbauweise für einen Verbrennungsmotor mit von
einer motorseitig angeordneten Nockenwelle betätigtem Stößelantrieb für den in einem
Pumpengehäuse bewegbaren Haupteinspritzkolben, dadurch gekennzeichnet, daß in demselben
Pumpengehäuse (14) ein Voreinspritzpumpenelement angeordnet ist, dessen Stößelantrieb
über einen Schwinghebel (21) vom Stößelantrieb (12) für den Haupteinspritzkolben
(2) abgenommen wird.
2. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinghebel
(21) eine im Pumpengehäuse (14) gelagerte Schwinghebelwelle (30) umfaßt, auf der ein
erster Hebelarm (26) befestigt ist, dessen freies Ende die Hubbewegung eines ersten
Stößels des Haupteinspritzkolbens (23) aufnimmt und über einen ebenfalls auf der
Schwinghebelwelle (30) befestigten zweiten Hebel (22) bzw. Nocken (31) über einen
zweiten Stößel auf den Voreinspritzkolben (3) des Voreinspritzpumpenelements überträgt.
3. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebelarm
(26) gegabelt ausgeführt ist, und die zwei Gabelarme (26a, b) an gegenüberliegenden
Stellen auf der ringförmi gen Stirnfläche (27) eines mit dem ersten Stößel zusammenwirkenden
Stößelbechers (12) aufsitzen.
4. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich
die stößelseitigen Enden der Gabelarme (26a, b) über Wälzelemente (28a, b) abstützen.
5. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel
(22) für den Voreinspritzkolben (3) und die beiden Gabel arme (26a, b) axial beabstandet
auf derselben Seite der Schwinghebelwelle (30) angebracht sind.
6. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame
Länge der Hebel arme (22, 26) des Schwinghebels unterschiedlich ist.
7. Einzeleinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Voreinspritzpumpenelement
ein eigenes Gehäuse (34) aufweist, das am Pumpengehäuse (14) lösbar befestigt ist.