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Einspritzpumpe.
Bei Maschinen, denen der Brennstoff durch Einspritzpumpen zugeführt wird, ergibt sich meistens der Nachteil, dass die bei Vollast geförderte Brennstoffmenge nicht bei allen Drehzahlen übereinstimmt mit dem zur Erzielung einer einwandfreien Verbrennung notwendigen Brennstoffbedarf. Im allgemeinen nimmt nämlich die pro Hub angesaugte Luftmenge mit zunehmender Drehzahl ab ; man ist daher genötigt, die bei der Höchstleistung den Zylindern zuzuführende Brennstoffmenge so zu bemessen, dass diese bei einer bestimmten Drehzahl der verminderten Füllung entspricht. Da jedoch die Einspritzpumpen bei allen Drehzahlen praktisch gleichmässige, vielfach sogar mit zunehmender Drehzahl steigende Brennstoffmengen fördern, tritt bei niedrigen Drehzahlen, die z.
B. bei Fahrzeugmaschinen gerade in Steigungen auftreten, eine Leistungsminderung auf, da den Zylindern dann nicht mehr die der vergrösserten Füllung entsprechende grössere Brennstoffmenge zugeführt wird.
Die Brennstoffördermenge wird insbesondere mit zunehmender Drehzahl grösser, wenn die Pumpen einen schiebergesteuerten Saugkanal aufweisen. Bei grosser Geschwindigkeit des Förderkolbens setzt der Fördervorgang nämlich infolge der bei der Bewegung der Brennstoffteilchen auftretenden Drosselwirkung bereits ein, bevor die Steuerkante den Saugkanal vollständig abgeschlossen hat, bei niedriger Kolbengeschwindigkeit beginnt der Fördervorgang erst bei nahezu vollständigem Abschluss des Saugkanales.
Die Erfindung bezweckt, ohne zusätzliche von der Drehzahl abhängige Regeleinrichtungen die Fördermenge bei Vollast dem Brennstoffbedarf der Maschine anzupassen. Die Erfindung besteht darin, dass das Druckventil zwecks H9rbeiführung eines mit steigender Drehzahl zunehmenden Brennstoff- rückflusses aus der Druckleitung eine erst nach grösserem Hube wesentliche Druckflussquerschnitte freigebende Gestalt besitzt, so dass es bei hoher Drehzahl einen wesentlich grösseren Hub vollführen muss, als bei geringer Drehzahl, bei der nur kleine Durchflussquerschnitte erforderlich sind und der Ventilhub infolgedessen geringer ist.
Bei der nach Beendigung des Förderhubes, z. B. durch das Aufsteuern des Rücklaufkanals eingeleiteten Schliessbewegung kann infolge der schnell enger werdenden Durchflussquerschnitte kein Brennstoff mehr in die Druckleitung gelangen. Das Volumen der Druckleitung wird also um das Hubvolumen vergrössert, das der Ventilkörper während der Schliessbewegung freigibt. Der Ventilkörper wirkt also wie die bekannten Entlastungskölbchen, unterscheidet sich jedoch von diesen sehr wesentlich dadurch, dass das Entlastungsvolumen bei hohen Drehzahlen wesentlich grösser ist als bei kleinen Drehzahlen.
Bei einer infolge hoher Drehzahlen eintretenden grossen Entlastung der Druckräume wird aber beim nächsten Förderhub mehr Brennstoff zum Nachfüllen der Druckräume benötigt, es tritt daher nur ein kleinerer Anteil des gesamten in die Druckleitung geförderten Brennstoffes aus der Einspritzdüse in den Zylinder der Brennkraftmaschine, als bei der als Folge kleinerer Fördergeschwindigkeit eintretenden geringen Entlastung.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Schaubild, das den Brennstoffbedarf verschiedener Maschinen darstellt, in Fig. 2 ist ein entsprechendes Schaubild dargestellt, das die von den Einspritzpumpen geförderten Brennstoffmengen in Abhängigkeit von der Drehzahl zeigt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
Die Linien A, B und C der Fig. 1 zeigen den bei der Höchstleistung von verschiedenen Maschinen benötigten Brennstoffbedarf in Abhängigkeit von der Drehzahl. Die Abzisse n1 bezeichnet die niedrigste
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Betriebsdrehzahl von etwa 400 pro Minute, während das Bezugszeichen n2 die höchste Betriebsdrehzahl von etwa 2000 pro Minute bedeutet. Der Brennstoffbedarf vieler Maschinen verläuft nach der Linie A, während andere Bauarten infolge der bei höheren Drehzahlen günstigeren Durchwirbelung der Luftfüllung eine nach Linie B oder sogar C verlaufende Kennlinie aufweisen.
Umgekehrt liegen die Verhältnisse bei den Einspritzpumpen, deren Förderkennlinien in Fig. 2 dargestellt sind. Infolge der bei höheren Drehzahlen verstärkten Spaltwirkung zeigen die schiebergesteuerten Pumpen eine Kennlinie Cl, bei Ventilpumpen bleibt die Förderung gemäss Linie B1 bei allen Drehzahlen ungefähr gleich, während die für Motoren mit der Kennlinie A der Fig. 1 wünschenswerte Kennlinie Al bisher nur durch umständliche, in Abhängigkeit von der Drehzahl arbeitende mechanische Zusatzregler erreicht werden kann. Wenn ohne diese Zusatzregler eine nach der Linie Cl arbeitende Einspritzpumpe für eine Maschine mit der Kennlinie A verwendet werden soll, muss die Fördermenge tuf eine der Ordinate über n2 bis zum Schnittpunkt mit Linie A der Fig. 1 entsprechende geringere Fördermenge gedrossselt werden.
Trägt man nun in Fig. 1 von diesem Schnittpunkt ausgehend die der Linie Cl der Fig. 2 entsprechende Kennlinie Cl ein, wie gestrichelt angedeutet, so schneidet diese die Ordinate über Mi im Punkt P ; die Leistung sinkt also bei niedriger Drehzahl um einen der um die Strecke m verminderten Förderung entsprechenden erheblichen Betrag.
Die Erfindung ermöglicht, dass ohne zusätzliche Regeleinrichtungen eine selbst nach der Kenninie C*i fördernde Einspritzpumpe eine der Bedarfskennlinie A vollkommen entsprechende Förderoharakteristik A, erhält. Zu diesem Zwecke ist gemäss Fig. 3 vor der zur (nicht gezeichneten) Einspritzdüse führenden Druckleitung 6 ein durch eine Feder 7 belasteter und mit einem Schliessteil versehener Ventilkörper 8 eingebaut, der mit Steuernuten 9 versehen ist und mit den am Gehäuse 10 ausgebildeten Steuerkanten 11 zusammenarbeiten kann. Die Einspritzpumpe besteht im wesentlichen aus einem im Gehäuse 13 längsverschieblich gelagerten Förderkolben 12, der mit einem Saugkanal14 und einem durch die Steuerkante 20 beherrschten Bückflusskanal U zusammenarbeitet. Über dem Kolben befindet sich der Förderraum 16.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Durch die bei kleinem Hube den Durchflussquerschnitt stark drosselnden und erst nach einem grösseren Hube stetig vergrössernden Steuernuten 9 wird erreicht, dass bei grosser Fördergeschwindigkeit ein wesentlich grösserer Teil des Ventilkörpers 8 aus der Führung 11 herausgehoben wird, als bei geringer Fördergeschwindigkeit. Es sei nun angenommen, dass der Kolben 12 seinen wirksamen Förderhub beendet hat. Dies ist der Fall, sobald die schräge Steuerkante 20 den Rücklaufkanal. M beim Förderhub aufzusteuern beginnt, so dass der grösste Teil des beim weiteren Hub aus dem Pumpenraum 16 verdrängten Brennstoffes über eine Längsnut 21 in der Steuerfläche des Pumpenkolbens 12 durch den jetzt von der Schrägkante 20 freigegebenen Rücklaufkanal. M entweichen kann.
Dabei entsteht zwischen den durch den Steuerkörper 8 begrenzten Flüssigkeitsräumen 16 und 17 ein Druckunterschied, unter dessen Einfluss der Steuerkörper 8 unterstützt durch die Kraft der Feder 7 gegen die gezeichnete Endlage bewegt wird. Dabei hört der Brennstoffdurchfluss infolge der schnell zunehmenden Drosselwirkung der den Durchflussquerschnitt wieder verengenden Steuernuten 9 auf, denn diese Drosselwirkung ist stärker als der kurz nach dem Aufsteuern des Rückflusskanals 15 zwischen dessen Mündung und der Steuerkante 20 noch vorhandene Strömungswiderstand.
Da somit kein weiterer Brennstoff mehr in die Druckleitung 6 gelangen kann, wird während der weiteren Schliessbewegung des Ventilkörpers 8 der Rauminhalt der Druckleitung um das Hubvolumen vergrössert, das der Ventilkörper nach Beendigung des Fördervorganges bis zum Auftreffen des Schliessteiles 5 auf seinen Sitz freigibt. Dieses Hubvolumen ist abhängig von der Drehzahl, bei hohen Drehzahlen ist es grösser als bei niedrigen Drehzahlen.
Beim folgenden Förderhub muss nun dieses Hubvolumen wieder aufgefüllt werden, bevor Brennstoff aus der Düse austreten kann. Bei grossen Fördergeschwindigkeiten ist aber die zum Auffüllen der Druckräume 17 und 6 benötigte Brennstoffmenge grösser, es kann daher nur ein kleinerer Teil der gesamten in diese Räume geförderten Brennstoffmenge aus der Düse in den oder die Zylinder der Maschine austreten, als bei den einer niedrigen Maschinendrehzahl entsprechenden niedrigen Fördergeschwindigkeiten, bei denen das vom Ventilkörper 8 während dessen Schliessbewegung freigegebene Hubvolumen weit kleiner ist.
Um auch bei niedriger Drehzahl die Druckleitung 6 nach Beendigung des Förderhubes soweit zu entlasten. dass an der Düse kein Brennstoff mehr nachtropfen kann, ist der Ventilkörper 8 mit einem gegen Ende der Schliessbewegung den Durchtrittsquerschnitt an der Steuerkante 11 vollständig absperrenden kolbenartigen Teil 18 versehen.
In den zwischen dem Sitz des Schliessteiles 5 und den Steuerkanten 11 befindlichen Brennstoffweg ist ein Ausgleichsraum 19 in Gestalt einer Querschnittserweiterung eingeschaltet, der, wie sich herausgestellt hat, die Entlastungswirkung des Ventils unterstützt. Durch zweckentsprechende Bemessung der Kraft der Feder 7 und bzw. oder durch einen die Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 8 begrenzenden gegebenenfalls einstellbaren Anschlag, sowie durch die Formgebung und Anzahl der Steuernuten 9 kann die Förderkennlinie der Pumpe dem Brennstoffverbrauch der Maschine weitgehend angepasst werden.
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