Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen

Abstract

 Eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen hat eine Ver­stelleinrichtung (2), die den Spritzbeginn mit steigender Drehzahl von spät gegen früh, jedoch in der Warmlaufphase auch bei niedriger Drehzahl ebenfalls auf früh verlegt. Der druckabhängig arbeitenden Verstelleinrichtung ist ein Druckstuerventil (15) zugeordnet, wel­ches einen mit zunehmender Drehzahl steigenden Steuerdruck ein­stellt. Zum Erzeilen eines frühen Spritzbeginns bei Kaltstart sind in dem ersten Drucksteuerventil ein temperaturabhängig geschaltetes Schaltventil (24) und ein zweites Drucksteuerventil (25) zugeordnet, welche den Druck im Federraum (19) des ersten Drucksteuerventils in Abhängigkeit von Temperatur und Steuerdruck beeinflussen, so daß auch im niederen Drehzahlbereich bei kalter Brennkraftmaschine ein erhöhter Steuerdruck eingestellt wird.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn­kraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer durch die DE-PS 26 48 043 und die DE-OS 29 31 937 bekannten Kraftstoffein­spritzpumpe dieser Art sperrt das Druckventil bei niedriger Drehzahl und niedriger Temperatur der Brennkraftmaschine den Abfluß aus dem Federraum des Drucksteuerventils, so daß dieses den Steuerdruck er­höht und dadurch die Einspritzbeginnverstelleinrichtung eine Früh­verlegung des Einspritzbeginns bewirkt. Aufgrund des Aufbaus des Druckventils öffnet dieses bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl und/oder einer bestimmten Temperatur, so daß die Kaltstartfunktion abgeschaltet wird. In einem bestimmten Übergangsbereich des Betriebs der Brennkraftmaschine bei Kaltstart kann es vorkommen, daß die Ein­spritzbeginnvorverlegung zu bald abgeschaltet wird, so daß dennoch Blaurauch und lautes Geräusch bei Kaltstart und Warmlauf auftreten.

Vorteile der Erfindung

[0002] Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnen­den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch Steuern des Gegendrucks im Federraum des Drucksteuerventils der Kaltstart­ Steuerdruck über einem bestimmten Drehzahlbereich in der Nähe der Leerlaufdrehzahl im wesentlichen konstant gehalten wird.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen angeführten Maßnahmen sind vorteil­hafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoff­einspritzpumpe möglich. Durch die Ausgestaltung der Kraftstoffein­spritzpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und/oder 3 kann der Kaltstart-Steuerdruck in einem bestimmten Bereich beliebig auf eine optimale Verbrennung der Brennkraftmaschine während des Kaltstarts eingestellt werden.

Zeichnung

[0004] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Prinzipdarstellung einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer Spritz­beginnverstelleinrichtung und Figur 2 ein Funktionsdiagramm dersel­ben.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0005] Die Einspritzpumpe, die vereinfacht dargestellt ist, ist allgemein in der BOSCH-Druckschrift "Verteilereinspritzpumpe Typ VE-Technische Unterrichtung VDT-U2/2 DE (7.83)" beschrieben. Sie hat ein Gehäuse 1, das eine nicht näher dargestellte Pumpeneinheit und einen nicht näher dargestellten, phasenverschiebbaren Nockenantrieb sowie eine Spritzbeginnverstelleinrichtung 2 enthält. Ein Vorförderpumpe 3, die ebenfalls im Gehäuse 1 angeordnet ist, fördert zum Versorgen der Pumpeneinheit Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter 4 in einen Saug­raum 5 im Gehäuse 1 für die Pumpeneinheit. Die Spritzbeginnverstell­einrichtung 2 hat einen Verstellkolben 7 und einen Verbindungsbolzen 8, der in den Nockenantrieb eingreift. Der Verstellkolben 6 ist ei­nerseits von einer Rückstellfeder 9 und andererseits auf seiner Druckseite 10 von einem Steuerdruck beaufschlagt, der auch im Saug­raum 5 herrscht. Dazu ist in den Verstellkolben 7 eine Bohrung 11 mit einer Drosselstelle 12 eingearbeitet.

[0006] Der Steuerdruck, der gleich dem Förderdruck der Vorförderpumpe 3 ist, wird von einem Drucksteuerventil 15 in der Weise gesteuert, daß er im Saugraum 5 und auf der Druckseite 10 des Verstellkolbens 7 mit zunehmender Drehzahl, vorzugsweise in Abhängigkeit von dieser pro­portional, steigt, so daß der Verstellkolben 7 in Richtung früh (nach links) verschoben wird. In dem Diagramm der Figur 2, bei dem über der Drehzahl n (Abszisse) der Hub s (Ordinate) des Verstellkol­bens 7 dargestellt ist, ist aus der Kennlinie I die Spritzbeginnver­stellung in Richtung früh linear über der Drehzahl n bei normaler Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine zu erkennen. Für Kaltstart und für sonstige Anforderungen der Brennkraftmaschine, beispiels­weise Warmlaufen, ist es wünschenswert, daß der Spritzbeginn auch in einem Bereich niedriger Drehzahl und zwar zwischen der Startdrehzahl n_a und einer bestimmten Drehzahl n₁ in Richtung früh verstellt wird, beispielsweise gemäß der Kennlinie II, um danach wiederum den Verlauf der Kennlinie I zu haben. Vorzugsweise soll bei der Start­drehzahl n_a schnell auf früh verlegt werden und danach bis zur Drehzahl n₁ langsam bei steigender Drehzahl in Richtung früh ver­stellt werden.

[0007] Zum Steuern der linear über der Drehzahl n zunehmenden Frühverlegung des Spritzbeginns nach der Kennlinie I wird der Steuerdruck, der für die Verstellung maßgebend ist, von einem über einen Kanal 14 mit der Druckseite der Vorförderpumpe 3 und dem Saugraum 5 verbundenen Drucksteuerventil 15 gesteuert. Das Drucksteuerventil 15 hat in ei­nem Gehäuse 16 einen Drucksteuerkolben 17, der einerseits in einem Druckraum 18 von dem von der Vorförderpumpe 3 geförderten Kraftstoff beaufschlagt ist und an dem andererseits in einem Federraum 19 eine Rückstellfeder 20 angreift. Im Steuerkolben 17 ist eine Drosselver­ bindung 21 vorgesehen, die den Federraum 19 mit dem Druckraum 18 verbindet. Der Steuerkolben 17 steuert je nach seiner Lage einen Ab­steuerquerschnitt 22, so daß der Steuerdruck linear mit steigender Drehzahl analog zu der Kennlinie I im Diagramm nach Figur 2 ansteigt.

[0008] Um bei Kaltstart den Steuerdruck im niederen Drehzahlbereich zu er­höhen, so daß eine Vorverlegung des Spritzbeginns entsprechend der Kennlinie II des Diagramms nach Figur 2 bewirkt wird, sind in den Abfluß des Federraums 19 des Drucksteuerventils 15 ein Schaltventil 24 und ein zweites Drucksteuerventil 25 geschaltet. Das einerseits über einen Kanal 26 mit dem Federraum 19 des ersten Drucksteuerven­tils 15 und andererseits über eine Leitung 27 mit dem drucklosen Vorratsbehälter 4 verbundene Schaltventil 24 verbindet bei warmer Brennkraftmaschine den Federraum 19 mit der drucklosen Seite, da­gegen sperrt es bei kalter Brennkraftmaschine diese Verbindung. Zum Öffnen des Schaltventils 24 ist diesem ein Stellglied 28 zugeordnet, das vorzugsweise aus einem Wärmedehnstoffelement besteht. Das mit einer elektrischen Heizeinrichtung ausgerüstete Dehnstoffelement wird beim Starten der Brennkraftmaschine mit Strom versorgt, so daß sein Stößel 29 nach einer bestimmten Aufheizdauer den Ventilkörper 30 von seinem Ventilsitz abhebt. Die Aufheizdauer kann auch in Ab­hängigkeit der Temperatur des Kühlwassers von einem Wärmefühler ge­steuert werden. Zum Erwärmen des Dehnstoffelements kann dieses auch mit der Brennkraftmaschine wärmeleitend verbunden sein. Anstelle ei­nes Schaltventils mit einem temperaturabhängigen Stellglied kann auch ein Magnetventil angeordnet sein, das temperatur- oder zeitab­hängig gesteuert wird und das nach einer bestimmten Zeit nach dem Starten der Brennkraftmaschine den Federraum 19 des ersten Druck­steuerventils 15 druckentlastet.

[0009] Das zweite Drucksteuerventil 25 hat ebenfalls in einem Gehäuse 31 einen Steuerkolben 32, der einerseits über eine Leitung 33 mit dem vom ersten Drucksteuerventil 15 gesteuerten Steuerdruck in einem Druckraum 34 beaufschlagt wird und an dem andererseits in einem ent­gegengesetzten Rückstellraum 35 eine Rückstellfeder 36 angreift. Der Steuerkolben 32 hat eine über eine Bohrung 37 mit dem Rückstellraum 35 verbundene Steuernut 38, die mit einem Steuerquerschnitt 39 im Gehäuse 31 zusammenwirkt. Der Steuerquerschnitt 39 ist über eine Leitung 40 mit dem Federraum 19 des ersten Drucksteuerventils 15 verbunden. Vorzugsweise ist der Steuerquerschnitt 39 einstellbar eingerichtet. Die Vorspannung der Rückstellfeder 36 im Rückstellraum 35, der über die Leitung 27 druckentlastet ist, ist mit einer Stell­schraube 41 einstellbar.

[0010] Die oben beschriebene Spritzbeginnverstelleinrichtung 2 mit den ihr zugeordneten Steuerelementen ist in Figur 1 in einer Lage darge­stellt, die sie bei kalter Brennkraftmaschine und unmittelbar nach dem Starten einnimmt. Das Schaltventil 24 und das zweite Druck­steuerventil 25 sperren noch den Abfluß aus dem Federraum 19 des er­sten Drucksteuerventils 15. Dadurch baut sich im Federraum 19 über die Drosselbohrung 21 im Steuerkolben 17 schnell ein Druck auf, der im Zusammenwirken mit der Rückstellfeder 20 den Steuerkolben 17 schnell in eine Lage schiebt, in der der Absteuerquerschnitt 22 ver­ringert wird. Dadurch steigt der Steuerdruck schnell, so daß der Verstellkolben 17 gemäß der Kennlinie II auf früh verschoben wird. Der schnell erhöhte Steuerdruck verschiebt jedoch auch den Steuer­kolben 32 des zweiten Drucksteuerventils 25, wobei über die Steuer­nut 38 der Steuerquerschnitt 39 im Zusammenwirken mit der Rückstell­feder 36 wenigstens teilweise aufgesteuert wird, so daß sich im Fe­derraum 19 des ersten Drucksteuerventils 15 durch die Wirkung der Drossel 21 ein gegenüber dem Steuerdruck im Druckraum 18 differen­zierter Gegendruck einstellt. Dadurch verschiebt sich der Steuerkol­ben 17 in eine Lage, in der er einen kleinen Absteuerquerschnitt 22 einstellt, bei dem das erste Drucksteuerventil 15 einen hohen Steuerdruck entsprechend des leicht ansteigenden Teils der Kennlinie II erzeugt. Zum Erzeugen der dargestellten oder einer etwas davon abweichenden Kennlinie II sind die Drosselbohrung 21 des ersten Drucksteuerventils sowie der Absteuerquerschnitt 39 und die Feder­kraft der Feder 36 des zweiten Drucksteuerventils 25 aufeinander ab­zustimmen.

[0011] Wenn die Brennkraftmaschine nach einiger Zeit die vorbestimmte Be­triebstemperatur erreicht hat oder nach einer bestimmten Aufheiz­dauer des Stellglieds 28, hebt das Wärmedehnstoffelement mit seinem Stößel 29 den Ventilkörper 30 von seinem Sitz ab, so daß der Feder­raum 19 des ersten Drucksteuerventils 15 über die Leitungen 26, 27 druckentlastet wird. Bei dieser Stellung des Schaltventils 24 arbei­tet dann das erste Drucksteuerventil 15 entsprechend der Kennlinie I.

Ansprüche

1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit einer von einem Steuerdruck beeinflußten Spritzbeginnverstelleinrichtung (2), die den Spritzbeginn mit steigender Drehzahl von spät gegen früh, jedoch in der Warmlaufphase bei niedriger Drehzahl ebenfalls auf früh verlegt, mit einem den Steuerdruck für die Spritzbeginnver­stelleinrichtung drehzahlabhängig steuernden ersten Drucksteuerven­til (15), das einen einerseits vom Druck einer Kraftstoffvorförder­pumpe (3) und andererseits in einem Federraum (19) von der Rück­stellkraft einer Feder (20) und von einem durch eine Drossel (21) differenzierten Gegendruck beaufschlagten Steuerkolben (17) hat, mit einem den Gegendruck im Federraum des Drucksteuerventils während der Warmlaufphase beeinflussenden Druckventil (25), das einen einerseits vom Steuerdruck und andererseits von der Rückstellkraft einer Feder (36) beaufschlagten Kolben (32) hat und das in einen vom Federraum der ersten Drucksteuerventils abgehenden Rückströmkanal (40) ge­schaltet ist, und mit einem bei Kaltstart und während der Warmlauf­phase den Druck im Federraum des ersten Drucksteuerventils aufrecht­erhaltenden temperaturabhängigen Stellglied (28), dadurch gekenn­zeichnet, daß das Druckventil als zweites Drucksteuerventil (25) mit einem mit zunehmendem Steuerdruck sich vergrößernden Absteuerquer­schnitt (39) für den Abfluß von Kraftstoff aus dem Federraum (19) des ersten Drucksteuerventils (15) ausgebildet ist, und daß in einem zweiten mit dem Federrraum (19) verbundenen Abströmkanal (26) ein von dem Stellglied (28) betätigtes Schaltventil (24) angeordnet ist.

2. Kraftstoffeninspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absteuerquerschnitt (39) des zweiten Ventils (25) einstell­bar ist.

3. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Rückstellfeder (36) des zweiten Drucksteuerventils (25) einstellbar ist.

4. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Stellglied (28) in Abhängigkeit von der Tempe­ratur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine gesteuert wird.

5. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (28) elektrisch beheizt wird.

Zeichnung