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Mit einer hin- und hergehenden Bewegung arbeitende Einspritzpumpe mit Überschussförderung des Brennstoffes beim Anlassen des von der Pumpe gespeisten Motors
Die Erfindung betrifft die mit einer hin-und hergehenden Bewegung arbeitenden Einspritzpumpen mit einer Überschussförderung an Brennstoff beim Anlassen der durch diese Pumpen gespeisten Motoren.
Sie bezweckt, derartige Pumpen so auszubilden, dass sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen.
Die Nutzförderung derartiger Pumpen zu der von dieser Pumpe gespeisten Einspritzdüse oder Einspritzdüsen wird durch einen Pendelschieber unterbrochen, der eine Auslassleitung der Druckkammer der Pumpe steuert und in seine Stellung, in der er diese Auslassleitung öffnet, während jedes Förderhubes des Kolbens der Einspritzpumpe durch eine Flüssigkeit gebracht wird, die von einer eine hin-und hergehende Bewegung Ausführende, im Synchronismus mit der Einspritzpumpe arbeitenden Hilfspumpe gefördert wird, wobei der Antrieb des Pendelschiebers so erfolgt, dass für alle normalen Belastungen der Pumpe einschiesslich der normalen Höchstbelastung die Öffnung der Auslassleitung erfolgt, bevor der Kolben der Einspritzpumpe an seinem inneren Totpunkt ankommt.
Erfindungsgemäss wird nun das Innere des Zylinders der Hilfspumpe mit einem Aufnahmeraum in Verbindung gesetzt, der wenigstens eine bewegliche Wand aufweist, die z. B. die Form eines Kolbens hat, wobei dieser Raum nach der Schliessung der Einlassleitung des Zylinders der Hilfspumpe einen Teil der von dem Kolben derHilfspumpe geförderten Flüssigkeit aufnehmen kann, wobei die Grösse der Bewegung, welche die bewegliche Wand unter der Einwirkung der von dem Kolben der Hilfspumpe in diesen Aufnahmeraum geförderten Flüssigkeit ausführen kann, mit der Geschwindigkeit des Motors veränderlich ist, derart, dass die Aufnahmefähigkeit des Aufnahmeraums für die niedrigsten Geschwindigkeiten (Anlageschwindigkeiten des Motors) am grössten ist und abnimmt, wenn die Geschwindigkeit des Motors über diese niedrigsten Geschwindigkeiten hinaus zunimmt,
wodurch eine Überschussförderung der Einspritzpumpe erzeugt wird, die für die niedrigsten Geschwindigkeiten am grössten ist und bei einer Zunahme dieser Geschwindigkeiten selbsttätig allmählich aufgehoben wird. Gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfin- dung, das nicht nur auf Hilfspumpen anwendbar ist, sondern auch auf Einspritzpumpen, an deren Hauptzylinder ein Aufnahmeraum mit beweglicher Wand angeschlossen ist, wird die Lage, die diese bewegliche Wand im Augenblick der Schliessung der Einlassleitung des Zylinders einnimmt, einerseits durch den mit der Geschwindigkeit veränderlichen Druck, mit dem die zu fördernde Flüssigkeit in den Zylinder eintritt, und anderseits durch eine elastische, vorzugsweise von einer Feder gelieferte Gegenkraft gesteuert.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert : Fig. 1 ist ein schematischer Axialschnitt einer erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzpumpe und die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsabwandlung.
Der Aufbau der Einspritzpumpe kann verschiedene Formen haben. Bei der dargestellten Ausführung ist ein Zylinder 1 vorhanden, in dem der Kolben 2 der Pumpe arbeitet. In diesem Zylinder mündet eine Speiseleitung 3, die von dem Kolben 2 zu Beginn seines Aufwärtshubes (Förderhub) geschlossen wird, sowie
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wenigstens eine vorzugsweise mit einem Rückschlagventil 5 versehene Förderleitung 4. Vorzugsweise sind an dieDruckkammer des Zylinders 1 mehrereFörderleitungen 4 angeschlossen, von denen nur eine dargestellt ist.
Diese Förderleitungen werden nacheinander während mehrerer aufeinanderfolgender Förderhübe des Kolbens 2 mit dem Zylinder 1 der Einspritzpumpe durch die Drehung des Kolbens 2 um seine Achse in Verbindung gesetzt, der so gleichzeitig dieAufgabe eines Verteilers erfiillt und hierfür in seiner Seitenwand eine Längsnut 2a aufweist.
Ferner mündet in den Zylinder 1 eine Auslassleitung mit zwei Abschnitten 6 und 6a, zwischen denen ein'Pendelkörper"genannter beweglicher Teil 7 eingeschaltet ist, der eine Nut 7a aufweist. Wenn die Nut 7a die beiden Abschnitte 6 und 6a miteinander in Verbindung setzt, hört jede Förderung von Brennstoff in eine der Leitungen 4 und somit jede Einspritzung durch die an diese Leitung angeschlossene Einspritzdüse sofort auf.
Der Pendelkörper 7 hat eine Ruhestellung, die durch seine Anlage an einem Anschlag 8 unter der Einwirkung einer Feder 9'bestimmt ist. Aus dieser Ruhestellung wird der Pendelkörper in seine Stellung. in der er die beiden Abschnitte 6 und 6a der Auslassleitung miteinander verbindet, durch die Flüssigkeit gebracht, die von einer Hilfspumpe gefördert wird. die im Synchronismus mit der Einspritzpumpe 1-2 arbeitet. Diese Hilfspumpe wird zweckmässig durch einen Kolben 9, der durch eine verbreiterte Stufe des Kolbens 2 der Einspritzpumpe gebildet wird, und durch einen Zylinder 10, der mit dem Zylinder 1 der Einspritzpumpe gleichachsig ist, gebildet.
Der Zylinder 10 ist mit einer Speiseleitung 11 versehen. die zu Beginn des Aufwärtshubes des Kolbens 9 von diesem verschlossen wird, sowie mit einer Förderleitung 12, die den Zylinder 10 mit einem Zylinder 13 verbindet, in welchem der Pendelkörper 12 arbeitet. Die Förderleitung 12 enthält ein Rückschlagventil 14. Der Zylinder 13 des Pendelkörpers ist ausserdem mit dem Inneren des Zylinders 10 durch eine Leitung 15 verbunden, die eine Drosselstelle 16 enthält, die vorzugsweise regelbar ist, z. B. mittels einer Körnerschraube 17.
Wenn die Kolben 9 und 2 ihren Förderhub (Aufwärtshub) ausführen, fördert der Kolben 9 Flüssigkeit in den Zylinder 13, so dass der Pendelkörper 7 in diesem Zylinder aufsteigt bis er eine Auslassleitung 18 öffnet. In diesem Augenblick stellt die Nut 7a die Verbindung zwischen den Abschnitten 6 und 6a der Auslassleitung des Zylinders 1 her, so dass die Einspritzung über die an den Zylinder 1 während dieses Förderhubes angeschlossene Leitung 4 unterbrochen wird. Während des Rückgangs der Kolben 2 und 9 wird der Pendelkörper 7 durch die Feder 9'in seine Ausgangsstellung zurückgeführt und treibt dann Flüssigkeit aus dem Zylinder 13 in den Zylinder 10 über die mit der Drosselstelle 16 versehene Leitung 15.
Die Drosselstelle erzeugt eine Bremsung des Rückgangs des Pendelkörpers 7. so dass sich ein "Flüssigkeitsanschlag" unter dem Pendelkörper bildet und eine Verkürzung seines Rückgangs erzeugt, sobald die Zahl der Hinund Rückgänge der Kolben 2 und 9 in der Zeiteinheit, die zu der Geschwindigkeit des Motors, an dem die Einspritzpumpe angebracht ist, proportional ist, einen bestimmten Wert übersteigt. Man erhält so in an sich bekannter Weise die Selbstregelung der Förderleistung der Einspritzpumpe in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Motors.
Die Einrichtungen. die den Kolben 2 und 9 gleichzeitig eine hin-und hergehende Bewegung und eine Drehbewegung um ihre Längsachse erteilen, befinden sich in dem Gehäuse 19 der Pumpe und sind nicht dargestellt.
Erfindungsgemäss ist nun an den Zylinder 10 der Hilfspumpe ein Aufnahmeraum 20 angeschlossen, welcher eine bewegliche Wand aufweist, so dass die Aufnahmefähigkeit dieses Raumes von der Stellung dieser beweglichen Wand abhängt. Dieser Aufnahmeraum 20 ist mit dem Inneren des Zylinders 10 durch eine Leitung 21 verbunden, die vorzugsweise einen geringen Querschnitt hat und in die Wand des Zylinders 10 an einer solchen Stelle mündet, dass die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Raum 20 noch offen ist, wenn der Kolben 9 die Speiseleitung 11 bereits geschlossen hat.
Die bewegliche Wand des Raumes 20 wird vorzugsweise durch die Stirnfläche eines Kolbens 22 gebildet, der in einem Zylinder 23 verschieblich ist und unter der Einwirkung einer Feder 24 steht, die auf die Seite des Kolbens 22 wirkt, welche der die bewegliche Wand des Raumes 20 bildenden Stirnfläche des Kolbens abgewendet ist. Die Feder 24 sucht den Kolben 22 gegen einen Anschlag 25 zu drücken, der die Ruhestellung des Kolbens 22 bestimmt, in welcher der Raum 20 seine kleinste Aufnahmefähigkeit hat.
DieBewegung des Kolbens 22 entgegen der Feder 24 wird durch das Anschlagen eines an dem Kolben befestigten Anschlages 26 an dem äusseren Boden des Zylinders 23 begrenzt. Wenn sich der Kolben 22 in der Stellung befindet. in welcher der Anschlag 26 an dem Boden anliegt, ist das Volumen des Raumes 20 am grössten. Es ist noch zu bemerken, dass der äussere Abschnitt des Zylinders 23 mit dem Inneren des Gehäuses durch eine Leitung 27 verbunden ist.
Bei einer schematisch in Fig. 2 dargestellten Ausführungsabwandlung mündet der Zylinder 23., in
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welchem der die bewegliche Wand bildende Kolben 22 verschieblich ist, unmittelbar in den Zylinder 10, d. h. nicht über eine Leitung 21 mit kleinem Querschnitt.
Zur Bestimmung der Ruhestellung des Kolbens 22 bei dieser Ausführung weist dieser einen Bund 22a auf, der durch die Feder 24 gegen eine Schulter 25a gedrückt wird, die zwischen dem Zylinder 23, in welchem der Kolben 22 arbeitet, und einer Verlängerung 23a dieses Zylinders mit grösserem Durchmesser, in der sich die Feder 24 befindet, gebildet wird.
Unabhängig von der Ausbildung des Aufnahmeraumes 20 und seiner Verbindung mit dem Zylinder 10 ist die Aufnahmefähigkeit des Raumes 20 für von dem Hilfskolben 9 nach der Schliessung der Speiseleitung 11 geförderte Flüssigkeit erfindungsgemäss entsprechend der Geschwindigkeit des die hin-und hergehenden Bewegungen der Kolben 9 und 2 erzeugenden Motors veränderlich, u. zw. derart, dass die Aufnahmefähig- keit für die niedrigsten Geschwindigkeiten (Anlassgeschwindigkeiten des Motors) am grössten ist und bei einer Zunahme der Geschwindigkeit des Motors abnimmt. Hiedurch wird eine Überschussförderung der Pumpe für die niedrigsten Geschwindigkeiten des Motors erzeugt.
Zum Verständnis dieser Tatsache ist zu bemerken, dass die Hilfspumpe so bemessen ist, dass normalerweise die Förderleistung dieser Pumpe ausreicht, um den Pendelkörper 7, selbst wenn er von seiner Ruhestellung 8 ausgeht (was der normalen grössten Förderleistung der Einspritzpumpe entspricht), in die Stellung zu bringen, in der er die beiden Abschnitte 6 und 6a der Auslassleitung des Zylinders 1 miteinander in Verbindung setzt, bevor der Kolben 2 seinen Förderhub (Aufwärtshub) beendet hat.
Wenn dagegen ein Teil der von dem Kolben 9 der Hilfspumpe geförderten Flüssigkeit nach der Schliessung der Speiseleitung 11 dieser Pumpe zu dem Aufnahmeraum 20 abgeleitet wird, hat dies zur Folge, dass die Aufwärtsbewegung des Pendelkörpers 7 in seinem Zylinder 13 eine Verzögerung gegenüber dem Förderhub der Kolben 9 und 2 erfährt, so dass der Kolben 2 während des letzten Teiles seines Aufwärtshubes noch Brennstoff in die Förderleitung 4 fördert, was eine Überschussförderung über die normale grösste Förderleistung der Einspritzpumpe hinaus erzeugt. Für die kleinste Geschwindigkeit des Motors ist die Aufnahmefähigkeit des Raumes 20 zweckmässig so gross, dass der Pendelkörper 7 gar nicht mehr in die Stellung kommt, in der er die beiden Abschnitte 6 und 6a der Auslassleitung miteinander in Verbindung setzt.
Die Überschussförderung der Einspritzpumpe erreicht dann ihren grössten Wert.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zur Steuerung des Kolbens 22 der mit der Geschwindigkeit des Motors veränderliche Speisedruck des Zylinders 10 benutzt. Diese Speisung erfolgt bei dieser Ausführung durch eine Zahnradpumpe 28, die von dem Motor angetrieben wird und übrigens zweckmässig gleichzeitig zur Speisung der Speiseleitung 3 des Zylinders 1 der Einspritzpumpe dient. Die Pumpe 28 fördert dann natürlich Brennstoff.
An die Förderleitung 29 der Pumpe 28 ist ein Auslass 30 angeschlossen, dessen freier Querschnitt durch einen Kolben 31 gesteuert wird, der auf einer Seite unter der Einwirkung des Druckes des von der Pumpe 28 geförderten Brennstoffes und auf der andern Seite unter der Wirkung einer Gegenfeder 32 steht. Die Anordnung des Kolbens 31 gegenüber demAuslass 30 ist so getroffen, dass, wenn der Förderdruck der Pumpe infolge einer Zunahme ihrer zu der Geschwindigkeit des Motors proportionalen Antriebsgeschwindigkeit ansteigt, der Querschnitt des Auslasses 30 zunimmt, und umgekehrt. Der durch diesen Auslass austretende Brennstoff wird durch eine Leitung 33 in die Ansaugleitung 34 der Pumpe 28 zurückgeführt.
Dies hat zur Folge, dass bei den niedrigsten Antriebsgeschwindigkeiten der Kolben 2 und 9 der Speisedruck des Zylinders 10 ebenfalls am kleinsten ist. Wenn der Kolben 9 die Speiseleitung 11 freilegt, tritt der Brennstoff in den Zylinder 10 mit einem Druck, der zur Verschiebung des Kolbens 22 in seinem Zylinder 23 entgegen der Feder 24 nicht ausreicht, so dass der Kolben 22 in der dargestellten Stellung bleibt, in der er gegen den Anschlag 25 (Fig. l) oder die Schulter 25a (Fig. 2) gedrückt wird.
Erst nach der Schliessung der Speiseleitung 11 durch den Kolben 9 wird der Kolben 22 entgegen der Wirkung der Feder 24 in seinem Zylinder verstellt, bis sich der Anschlag 26 gegen den äusseren Boden des Zylinders 23 (Fig. l) oder 23a (Fig. 2) legt. Erst dann bewirkt die von dem seinen Förderhub fortsetzenden Kolben 9 geförderte Flüssigkeit die Verstellung des Pendelkörpers 7, dessen Feder 9'stärker als die auf den Kolben 22 wirkende Feder 24 ist. Die in dem Raum 20 für die geringste Geschwindigkeit des Motors aufgespeicherte Menge ist am grössten, und die Verzögerung der Öffnung der Auslassleitung 6 - 6a der Hauptpumpe ist ebenfalls am grössten, so dass die von dem Kolben 2 in eine der Förderleitungen 4 geförderte Überschussmenge ebenfalls ihren grössten Wert hat.
Bei einer Zunahme der Geschwindigkeit nimmt der Speisedruck des Zylinders 10 ebenfalls zu, und bereits vor der Schliessung der Speiseleitung 11 führt der Kolben 22 einen Teil seines Hubes zwischen seiner inneren Ruhestellung und seiner äusseren Grenzstellung aus, bevor die Speiseleitung 11 durch den Kolben 9
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geschlossen wird. Die Aufnahmefähigkeit des Raumes 20 wird hiedurch entsprechend verringert, da diese jetzt nur dem Teil des Hubes des Kolbens 22 entspricht, den dieser noch nach der Schliessung der Speiseleitung 11 unter der Einwirkung der von dem Kolben 9 geförderten Flüssigkeit bis zur Anlage seines Anschlages 26 an dem Boden des Zylinders 23 oder 23a ausführt.
Die Verzögerung der Öffnung der Auslassleitung 6 - 6a und die von dem Kolben 2 der Pumpe erzeugte Überschussförderung werden entsprechend verringert.
Wenn die Antriebsgeschwindigkeit des Motors noch weiter ansteigt, wird der durch die Pumpe 28 er- zeugte Speisedruck so gross, dass der Kolben 22 mit seinem Anschlag 26 gegen den Boden des Zylinders 23 oder 23a vor der Schliessung der Speiseleitung 11 durch den Kolben 9 gedrückt wird, wodurch die Verzöge- rung der Aufwärtsbewegung des Pendelkörpers und die Überschussförderung der Einspritzpumpe vollständig aufgehoben werden. Der Pendelkörper beginnt nämlich unmittelbar nach der Schliessung der Speiseleitung 11 seinen Aufwärtshub, der ihn während des Förderhubes des Kolbens 2 und vor dem Ende desselben in die Stellung bringen soll, in der er die Auslassleitung 6 - 6a öffnet. Von dieser Geschwindigkeit an wird das Arbeiten des Pendelkörpers normal.
Es ist noch zu bemerken, dass die Benutzung einer Verbindungsleitung 21 (Fig. l) kleinen Querschnittes eine sehr günstige Wirkung auf das Arbeiten der betreffenden Vorrichtung hat.
Die Leitung 21 dämpft infolge ihres geringen Querschnittes die in dem Raum 20 auftretenden Druckschwankungen. Der Kolben 22 führt zwar während der niedrigsten Geschwindigkeiten trotzdem während jedes Spiels von Hin- und Rückgängen des Kolbens 9 hin- und hergehende Bewegungen mit einer gewissen Amplitude aus. Sobald jedoch die Geschwindigkeit des Motors ansteigt, nimmt die Amplitude derSchwingungen des Kolbens 22 ab, und dieser nimmt eine Gleichgewichtsstellung ein, die seiner Stellung, in der sich sein Anschlag 26 gegen den äusseren Boden des Zylinders 23 legt, immer näher kommt, u. zw. bis zu der Geschwindigkeit der vollständigen Aufhebung der Überschussförderung, jenseits welcher der Kolben 22 dauernd durch seinen Anschlag 26 mit dem Boden-des Zylinders 22 in Berührung gehalten wird.
Es ist noch zu bemerken, dass die Überschussförderung von der Stellung des die Geschwindigkeit des Motors während des normalen Betriebes desselben bestimmenden Regelgliedes 17 der Drosselstelle 16 unabhängig ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung stellt also eine selbsttätige Überschussförderung her.
Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So kann insbesondere der Hub, den der Kolben 22 in seinem Zylinder 23 nach der Schliessung der Speiseleitung 11 unter der Einwirkung der dann von dem Kolben 9 geförderten Flüssigkeit ausführen kann, durch einen festen Anschlag bestimmt werden, der durch einen Geschwindigkeitsregler dem Kolben umso mehr genähert wird und somit diesen Hubundhiedurchdie Aufnahmefähigkeit des Raumes 20 umso mehr verringert, je mehr die Geschwindigkeit des Motors ansteigt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mit einer hin-und hergehenden Bewegung arbeitende Einspritzpumpe mit Überschussförderung des Brennstoffes beim Anlassen des von der Pumpe gespeisen Motors, deren Nutzförderung zu der von ihr gespeisten Einspritzdüse oder Einspritzdüsen durch einen Pendelschieber unterbrochen wird, welcher eine Auslassleitung derDruckkammer der Pumpe steuert und in seine Stellung, in welcher er diese Auslassleitung öffnet, während jedes Förderhubes des Kolbens der Einspritzpumpe durch eine Flüssigkeit gebracht wird, welche von einer eine hin-und hergehende Bewegung ausführenden, in Synchronismus mit der Einspritzpumpe arbeitenden Hilfspumpe gefördert wird, wobei der Antrieb des Pendelschiebers so erfolgt,
dass für alle normalen Belastungen der Pumpe einschliesslich der normalen Höchstbelastung die Öffnung der Auslassleitung erfolgt, bevor der Kolben der Einspritzpumpe an seinem inneren Totpunkt ankommt, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Zylinders (10) der Hilfspumpe mit einem Aufnahmeraum (20) in Verbindung steht, welcher wenigstens eine bewegliche Wand aufweist, welche z.
B. die Form eines Kolbens (22) hat, wobei dieser Raum nach der Schliessung der Einlassleitung (11) des Zylinders der Hilfspumpe einen Teil der von dem Kolben (9) der Hilfspumpe geförderten Flüssigkeit aufnimmt, wobei die Grösse der Bewegung, welche die bewegliche Wand unter der Einwirkung der von dem Kolben der Hilfspumpe in diesen Aufnahmeraum geförderten Flüssigkeit ausführt, mit der Geschwindigkeit des Motors veränderlich ist, derart, dass die Aufnahmefähigkeit des Aufnahmeraumes für die niedrigsten Geschwindigkeiten (Anlageschwindigkeiten des Motors) am grössten ist und abnimmt, wenn die Geschwindigkeit des Motors über diese niedrigsten Geschwindigkeiten hinaus zunimmt.