AT311727B - Einspritzpumpe für Dieselmotoren - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe für Dieselmotoren, deren Pumpenkolben zwei Steuerkanten aufweist, von denen die dem freien Kolbenende nähergelegene obere Steuerkante den Förderbeginn und die untere Steuerkante das Förderende bestimmt. 



   Es ist bereits eine Einspritzpumpe bekannt, bei welcher die beiden Steuerkanten des Pumpenkolbens eine gleichsinnige Steigung aufweisen. Bei der bekannten Konstruktion soll eine Vergleichmässigung des Einspritzdruckes durch zusätzliche, von Nuten des Pumpenkolbens gesteuerte Öffnungen erreicht werden. Zu diesem Zweck stehen die erwähnten Nuten über Kanäle mit dem über dem Kolben befindlichen Druckraum der Pumpe in Verbindung. 



   Weiters ist es bekannt, beim Kolben einer Einspritzpumpe die obere Steuerkante mit einer kleineren Steigung als die untere auszuführen. Im Falle dieser bekannten Einspritzpumpe handelt es sich um eine sehr aufwendige Konstruktion, bei der zwecks Einstellung des beabsichtigten Einspritzverhaltens der Pumpe die Pumpenbüchse sowohl axial verschiebbar als auch um ihre Achse drehbar ausgebildet ist. Hieraus ergeben sich naturgemäss entsprechend hohe Fertigungskosten. 



   Schliesslich ist es auch noch bekannt, am Pumpenkolben einer Einspritzpumpe eine Umfangsnut vorzusehen, welche den Förderbeginn beim Startvorgang bestimmt. 



   Die Erfindung befasst sich demgegenüber mit besonderen Massnahmen an Einspritzpumpen für Dieselmotoren, die als Beitrag zu den weltweiten Bestrebungen des Umweltschutzes eine Senkung der umweltschädigenden Komponenten in den Abgasen von Dieselmotoren erbringen sollen. Bei Dieselmotoren sind es vor allem die im Abgas enthaltenen Schadstoffe Russ, Stickoxyde, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyd, deren Reduzierung dringend geboten erscheint. Die Russ-Emission kann durch geeignete Verbrennungsverfahren und durch entsprechende Leistungsbegrenzung bereits weitgehend beherrscht werden. Die Emission von Kohlenmonoxyd ist bei Dieselmotoren vergleichsweise sehr niedrig und braucht im allgemeinen wenig beachtet zu werden. Die Stickoxyde stellen hingegen die giftigsten Komponenten im Abgas von Dieselmotoren dar, die ausserdem nur schwer zu beherrschen sind.

   Die Kohlenwasserstoffe sind giftig, übelriechend und tragen wesentlich zur Smogbildung bei. Ihre Konzentration im Abgas sollte daher ebenfalls nach Möglichkeit herabgesetzt werden. 



   Hohe Temperaturen im Brennraum begünstigen die Bildung von Stickoxyden, so dass sich bei hoher Motorbelastung eine besonders grosse Emission von Stickoxyden ergibt. Die Brennraumtemperaturen können zwar durch einen späteren Einspritzbeginn gesenkt werden, was zu einer erheblichen Reduzierung der Stickoxyd-Emission führt, doch hat diese Massnahme den Nachteil, dass dann die Kohlenwasserstoff-Emission im Leerlauf stark ansteigt, weil bei den niedrigen Brennraumtemperaturen in der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit keine vollständige Verbrennung erreicht werden kann. Bei Vollast hingegen steigt die Emission von Kohlenwasserstoffen bei späterem Einspritzbeginn nicht an, weil die Temperaturen genügend hoch sind. Unter Umständen kann sogar ein Abfall der Kohlenwasserstoff-Emission eintreten. 



   Ein späterer Einspritzbeginn bietet demnach den Vorteil einer niedrigeren Stickoxyd-Emission im oberen Lastbereich, der jedoch durch eine erhöhte Kohlenwasserstoff-Emission im Leerlauf aufgewogen wird. 



   Durch die Erfindung soll nun eine reduzierte Stickoxyd-Emission bei Vollast ohne den Nachteil der hohen Kohlenwasserstoff-Emission bei Leerlauf durch eine spezielle Ausbildung der Einspritzpumpe erreicht werden. 



  Erfindungsgemäss ist eine solche Einspritzpumpe der eingangs genannten Art durch folgende, je für sich bekannte Merkmale gekennzeichnet : a) dass beide Steuerkanten eine gleichsinnige Steigung aufweisen, b) dass die Steigung der oberen Steuerkante kleiner ist als die der unteren Steuerkante und c) dass die obere Steuerkante mit einer Abstufung in eine etwa rechteckförmige Kolbenut übergeht, die eine in Umfangsrichtung des Pumpenkolbens verlaufende, den Förderbeginn beim Startvorgang bestimmende Steuerkante besitzt. 



   Man erreicht dadurch mit einfachen Mitteln eine drehzahl- und lastabhängige Förderbeginn-Verstellung der Einspritzpumpe in der Weise, dass der Förderbeginn bei Leerlauf früh einsetzt, bei zunehmender Last hingegen auf einen späteren Zeitpunkt eingestellt wird, wobei durch die Anordnung der Kolbennut auch den besonderen Erfordernissen beim Start des Dieselmotors optimal Rechnung getragen wird. Es hat sich gezeigt, dass durch die Verlegung des Förderbeginnes der Anteil der Stickoxyde an en Abgasen ohne gleichzeitige Erhöhung der Kohlenwasserstoffe erheblich verringert werden kann. Eine Einspritzpumpe der erfindungsgemässen Bauart zeigt im gesamten Last- und Drehzahlbereich der betreffenden Brennkraftmaschine ein nahezu ideales Förderverhalten. 



   Die Erfindung erschöpft sich also keineswegs in Massnahmen zur Bekämpfung von im Abgas bereits vorhandenen Schadstoffen, sondern ist darauf gerichtet, den Stickoxyd- und Kohlenwasserstoff-Anteil im Abgas schon von vorneherein zu senken. Da es hiefür nur der besonderen Formgebung der Pumpenkolben der Einspritzpumpe bedarf, besteht auch die Möglichkeit, bereits vorhandene Einspritzpumpen mit geringem Kostenaufwand im Sinne der Erfindung umzugestalten. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert : Es zeigen Fig. l den Axialschnitt eines Pumpenelementes einer Einspritzpumpe nach der Erfindung, Fig. 2 eine Abwicklung des Pumpenkolbenmantels und Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Pumpenkolbens der   Fig. 1.   

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 des Pumpenelementes bestimmt. 



   Charakteristisch für die erfindungsgemässe Ausbildung des   Pumpenkolbens --2-- ist   es, dass beide Steuerkanten--5, 6--eine gleichsinnige Steigung aufweisen, wobei die Steigung der oberen Steuerkante - 5-geringer ist als die der unteren Steuerkante-6-. 



   Durch diese Steuerkantenausbildung erreicht man eine lastabhängige Verstellung des Förderbeginnes, u. zw. derart, dass der bei Leerlauf früh einsetzende Förderbeginn mit zunehmender Last, also bei einer Verdrehung des   Pumpenkolbens--2--im   Sinne des eingezeichneten Pfeiles--7--, auf einen späteren Zeitpunkt verlegt wird. 



   Durch die Neigung und den Verlauf der oberen   Steuerkante--5--kann   eine beliebige Abhängigkeit des Förderbeginnes von der jeweiligen Belastung des Dieselmotors erreicht werden. So kann beispielsweise, wie aus der Abwicklung des Kolbenmantels nach Fig. 2 ersichtlich, die obere Steuerkante geradlinig entsprechend der voll ausgezogenen   Linie--a--oder   aber mit einer entsprechenden Krümmung gemäss den gestrichelten Linien   - b, c-ausgebildet   werden. 



   Die obere Steuerkante --5-- des Kolbens --2-- geht weiters mit einer   Abstufung--8--in   eine etwa rechteckförmige   Kolbenut--9--über,   deren untere, in Umfangsrichtung verlaufende Kante--10--den Förderbeginn beim Startvorgang steuert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Einspritzpumpe für Dieselmotoren, deren Pumpenkolben zwei Steuerkanten aufweist, von denen die dem freien Kolbenende nähergelegene obere Steuerkante den Förderbeginn und die untere Steuerkante das Förderende bestimmt, gekennzeichnet durch folgende je für sich bekannte Merkmale : a) dass beide Steuerkanten (5,6) eine gleichsinnige Steigung aufweisen, b) dass die Steigung der oberen Steuerkante (5) kleiner ist als die der unteren Steuerkante (6) und c) dass die obere Steuerkante (5) mit einer Abstufung (8) in eine etwa rechteckförmige Kolbennut (9) übergeht, die eine in Umfangsrichtung des Pumpenkolbens (2) verlaufende, den Förderbeginn beim Startvorgang bestimmende Steuerkante (10) besitzt.