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Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpe für Zweitaktmaschinen mit Luftspeisepumpe.
Die Erfindung bezieht sieh auf Zweitaktmaschinen mit Luftspeisepumpe, die von einer mit der Schubstange verbundenen Steuervorrichtung angetrieben wird, die ein schwingendes Glied enthält.
Die Erfindung besteht darin, dass der Kolben der Brennstoffeinspritzpumpe durch die genannte Steuervorrichtung angetrieben wird.
Die Fig. 1 zeigt eine stehende Einzylindermasrhine im lotrechten Schnitt, die Fig. 2 und 3 zeigen
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der Einspritzpumpe.
Im Zylinder 1 der Brennkraftmaschine ist der Kolben 2 verschiebbar, der durch die Schubstange 3 mit der Kurbelwelle 4 verbunden ist. Der Zylinder 5 der Luftspeisepumpe ist zweckmässig konzentrisch zum Zylinder 1 angeordnet und enthält den ringförmigen Kolben 6. Wenn sich der Kolben 2 nahe seinem unteren Totpunkte befindet, gibt er Öffnungen 7 frei, die die beiden Zylinder 1 und 5 verbinden. Die Öffnungen 7 werden vom Kolben 2 auch freigegeben, sobald er in die obere Totpunktlage gelangt, um eine Verbindung des Pumpenzylinders 5 mit dem Gehäuse, dem die zweckmässig gereinigte Luft zugeführt wird, herzustellen.
Die Maschine ist mit einer Steuervorrichtung bzw. einem Lenkersystem versehen, das einem Zwischenglied eine hin und her gehende Bewegung erteilt. Das Lenkersystem besteht gemäss dem dargestellten Beispiel aus einem zweiarmigen Hebel 8 mit der Drehachse 9, dessen Arm 12 durch einen Lenker 13 mit einer Achse 14 verbunden ist, die an der Schubstange 3 starr befestigt ist. Der zweite Arm 10 des Hebels 8 steht mit dem Kolben 6 z. B. durch einen Lenker 11 in Verbindung.
Die Achse 14 ist als Zapfen ausgebildet, der seitlich am Schubstangenkopf sitzt. Diese Achse beschreibt eine ellipsenähnliche Kurve A, u. zw. mit ein wenig unregelmässiger Geschwindigkeit. Die Drehachse 9 des zweiarmigen Hebels 8 wird mit Bezug auf die Ellipse A so angeordnet und dem Arme 12 dieses Hebels sowie dem Lenker 13 wird eine solche Länge gegeben, dass der Hebel 8, während die Achse 14 die Ellipse A beschreibt, eine Hin-und Herbewegung ausführt, u. zw. derart, dass der Ellipsenbogen, der auf den Hingang entfällt, grösser ist als der auf den Hergang entfallende Bogen.
Das Lenkersystem ist zweckmässig so ausgestaltet, dass der Ringkolben 6 zu gegebener Zeit mit grösserer Geschwindigkeit steigt als er niedergeht.
Dieses Ergebnis ist praktisch beinahe immer erreichbar. Jedenfalls kann man zu einer angenommenen Ellipse den Bestwert graphisch leicht bestimmen, indem man die Konstruktion für verschiedene Längen des Armes 12 und des Lenkers 13 durchführt.
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Die Drehachse 9 des Hebels 8 kann man fix anordnen und im Gestell lagern (Fig. 1). In diesem Falle muss der Lenker 11 zwischen den Arm 10 und den Kolben 6 eingeschaltet sein. Die Achse 9 kann aber auch beweglich angeordnet sein, indem sie an einem Träger 15 befestigt ist, der um die Achse 16 schwingen kann. Die Fig. 2 zeigt eine solche Anordnung, bei welcher die Drehachse 16 von der Kurbelachse weiter entfernt ist als die Achse 9, und die Fig. 3 eine Ausführung, gemäss welcher die Achse 16 der Kurbelaehse näher liegt als die Achse 9.
In beiden Fällen kann der Arm 10 unmittelbar mit dem Kolben 6 verbunden sein. Je nach der Lage der Achse 16 sowie der Länge der einzelnen Hebelarme wird die Unregelmässigkeit der Bewegung des Hebels 8 verschieden sein, ebenso auch der Zeitpunkt,
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Die Unregelmässigkeit der Bewegung hat zur Folge, dass der mit dem Arm 10 des Hebels 8 verbundene Kolben 6 die erwünschte Bewegung ausführt, nämlich während des Saughubes der Pumpe langsam niedergeht und während des Förderhubes sehr rasch ansteigt.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass bei einer lotrecht angeordneten Maschine, wie sie auf der
Zeichnung dargestellt ist, zweckmässig noch die folgenden Massnahmen getroffen werden sollen. Die
Achse 9 soll seitlich der Achse des Zylinders 1 und höher liegen als die Masehinenwelle und der Hebel. 8 soll die Gestalt eines Winkelhebels haben, dessen Arm 12 abwärts gerichtet und länger als der Arm. M ist. Der Arm 12 ist durch den Lenker 13 mit der Achse 14 verbunden. Schliesslich sollen die Längen der einzelnen Teile so bemessen sein, dass der Bogen, den das Ende des Armes 10 beschreibt, ungefähr 60" beträgt und zur Waagrechten, die durch die Achse 9 gezogen wird, symmetrisch liegt.
Es ist ohne weiteres klar, dass das Füllen des Arbeitszylinders infolge des raschen Ansteigens des Kolbens sehr wirksam ist, wodurch der Wirkungsgrad günstig beeinflusst wird.
Von diesem Lenkersystem wird gemäss der Erfindung der Antrieb für die Einspritzpumpe 11 abgeleitet. Zunächst seien die dazu erforderlichen Organe beschrieben. Mit dem Hebel 8 (Fig. l) ist ein sehwingbarer Nocken 18 verbunden, der zweckmässig unmittelbar an dem Kolben der Pumpe angreift.
Die wirksame Flanke des Daumens ist so gestaltet, dass das Einspritzen zum gewünschten Zeitpunkt vor sich geht. Man kann aber auch den Kolben der Pumpe, wie dies die Fig. 4 zeigt, durch eine Schub- stange 19 od. dgl. mit einem Punkt des Lenkersystems verbinden, der eine Kurve B beschreibt, die mit
Bezug auf die Stellung der Schubstange 19 im Zeitpunkt, wo das Einspritzen einsetzen soll, einen steigenden bzw. fallenden Bogen aufweist. Alle Punkte des Lenkers 13 beschreiben geeignete Kurven.
Wählt man aber einen Punkt 20, der dem Arm 12 näher liegt als der Achse 14, so ist der im Zeitraum, innerhalb welchem das Einspritzen vor sich gehen soll, beschriebene Teil der Kurve B (der in Fig. 4 durch eine dicke Linie bezeichnet ist), der längstmögliehe. Dieser Kurventeil entspricht den Kolbenstellungen, beginnend an einem ein wenig vor der oberen Totpunktlage liegenden Punkte bis zu einem Winkel von etwa 300 nach diesem Punkte. Die Stange 19 kann daher an den Lenker 13 angelenkt werden. da der
Verbindungspunkt diese Kurve beschreibt. Durch diese Anordnung wird daher das Steigen des Pumpen- kolbens bewirkt, das zumindest auf einen Teil seiner Höhe die Füllung veranlasst.
Wie auch immer der Antrieb eingerichtet sein mag, so ist der Hub-des Kolbens der Einspritzpumpe für jede Umdrehung der Maschine gleich. Im allgemeinen erscheint es aber vorteilhaft, Mittel vorzusehen, die die Änderung der Pumpenleistung ermöglichen, um den Gang ändern oder für verschiedene Ladungen gleich erhalten zu können.
Die für den Auslass der verbrannten Gase vorgesehenen Organe können so angeordnet sein, dass das Ausströmen am Hubende vor sieh geht. Als Auslassorgan kann man ein oder mehrere Ventile 32 benutzen, die am oberen Ende des Zylinders angeordnet sind.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind sämtliche beweglichen Teile zur Seite der
Kurbelwelle angeordnet ; ihr Raumbedarf in der Querriehtung ist nicht grösser als der des Kurbelzapfens.
Bei einer mehrzylindrigen Maschine können demnach mehrere untereinander gleiche Lenkersysteme in einem gemeinsamen Gehäuse nebeneinander angeordnet werden. Das einzige allen Zylindern gemeinsame bewegliche Organ ist die Kurbelwelle.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antrieb der Brennstoffeinspritzpumpe für Zweitaktmaschinen mit Luftspeisepumpe, die von einer mit der Schubstange verbundenen Steuervorrichtung angetrieben wird, die ein schwingendes Glied enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben der Brennstoffeinspritzpumpe durch die genannte Steuervorrichtung angetrieben wird.