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Vorrichtung zum Einführen des flüssigen Brennstoffes in Verbrennungskraftmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf solche mit Brennstoffpumpen ausgestattete Verbrennungskraftmaschinen, die, wie z. B. Fahrzeugmaschinen, mit sehr hohen Umdrehungszahlen arbeiten. Die Erfindung bezweckt eine richtige Einführung des Brennstoffes in die Arbeitszylinder auch bei den höchsten vorkommenden Umlaufzahlen zu ermöglichen und sicher zu stellen. Die Brennstoffpumpe arbeitet nämlieh beim Überschreiten einer bestimmten Geschwindigkeitsgrenze ungenau und unregelmässig. Die Pumpenventile öffnen und schliessen nicht rechtzeitig, da die Ventilfedern die durch den raschen Wechsel der Bewegungsrichtung bedingten Massenkräfte der Ventile nicht zu überwinden im Stande sind, und die von der Pumpe angesaugte Brennstoffsäule hält mit der Kolbenbewegung nicht gleichen Schritt. Die bei
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Gang der Maschine.
Die Erfindung besteht darin, dass die Anzahl der Druckhübe der Brennstoffpumpe kleiner ist als die Anzahl der Brennstoffeinspritzungen bzw. die Umdrehungszahl der Kraft
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absatzweise arbeitende Pumpen (Kolbenpumpen o. dgl. ) anwendbar sind, die den Brennstoff in einen Drucksammler fördern.
Durch die Anwendung mehrstempeliger Pumpen kann eine gleichmässigere Füllung und Ergänzung des Brennstoffdruckraumes erreicht werden. Hiebei ist es zweckmässig, bei zweistempeligen Pumpen die Bewegung der Kolben gegenläufig einzurichten und bei mehr als zweistempeligen Pumpen die Antriebsorgane derart gegeneinander zu versetzen, dass in
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unveränderliche Spannungen erzeugt werden.
Die Regelung der von der Pumpe in die Arbeitszylinder unter Druck übertretenden Brennstoffmengen wird gemäss der Erfindung durch eine von Hand oder von einem Regler beeinflusste, zwischen Brennstoffdruckraum und den Einspritzstellen angeordnete Messvorrichtung bewirkt, die die Verteilung des Brennstoffes in die Zylinder in genau abgemessenen Mengen vermittelt. Eine solche Messvorrichtung gestattet auch bei vielzylindrigen Maschinen das Arbeiten mit nur einer Pumpe bzw. mit einem Pumpenkolben, vorausgesetzt, dass der Durchmesser und Hub ausreichend bemessen werden. Dadurch wird der Aufbau der Pumpe vereinfacht und insbesondere die Zahl der'Pumpenventile erheblich vermindert.
Nach der Erfindung erfolgt bei jeder Belastung und Umlaufzahl der Maschine eine äusserst genaue und gleichmässige Zuteilung des Brennstoffes an die einzelnen Zylinder.
Infolge der verminderten Hubzahl der Pumpe öffnen und schliessen die Ventile stets rechtzeitig und die angesaugte Brennstoffsäule vermag den Pumpenkolben auch bei den höchsten vorkommenden Umdrehungszahlen sicher zu folgen.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar veranschaulichen Fig. i und 2 je eine Btennstoffpumpe mit Messvorrichtung und Fig. 3 eine besondere Ausführungsart einer Messvorrichtung.
In Fig. i bezeichnet 1 die Brennstoffpumpe, 2 den Pumpenkolben, 3 den Brennstoffdruckraum, in dem der Brennstoff durch einen federbelasteten Kolben 4 unter Druck gesetzt wird. Der Brennstoff wird während des Saughubes der Pumpe, der bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung unter dem Einflusse einer Feder 10 selbsttätig bewirkt wird, durch eine Rohrleitung 11 in den Pumpenraum 12 und während des Druckhubes mittels eines nicht dargestellten Druckventiles in den Druckraum 3 befördert, der stets eine grössere Brennstoffmenge enthält, als für einen Krafthub der Maschine erforderlich ist. Der Druckhub der Pumpe erfolgt z. B. unmittelbar durch eine auf der Antriebswelle 13 befestigte Steuerscheibe 14, deren Nocken 15 auf eine am Pumpenkolben angebrachte Rolle j ? 6 drückt und dadurch den Kolben nach unten bewegt.
Der Brennstoff wird in dem Druckraum 3 durch den federbelasteten Kolben 4 in gespannten Zustand versetzt und letzterer durch die Brennstofförderung nach oben bewegt.
Durch diese Bewegung wird ein Arm eines doppelarmigen Hebels 17 nach unten gedrückt, der eine Hubbegrenzung des Pumpenkolbens 2 bewirkt, und zwar wird der Pumpenhub um so kleiner, je weniger Brennstoff die Maschine verbraucht. Wird die Brennstoffdruckleitung 18 abgeschlossen, so gelangt der federbelastete Kolben 4 in die äusserste Totlage, demzufolge der Pumpenhub gleich Null wird und die Maschine ausser Betrieb gesetzt ist.
Durch Verdrehen eines Handhebels 19 nach links kann der Kolben 4 in dieser Lage fest-
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gestellt werden. Beim Anlassen wird der Hebel 19 wieder in die gezeichnete Lage gedrückt und der Brennstoff steht sofort unter dem Einspritzdruck. Wenn sich beim Anlassen in der
Pumpe kein Brennstoff befindet, so kann die Pumpe mit Hilfe des Hebels 17, der mit einem Handgriff versehen sein kann, betätigt und der Druckraum 3 mit Brennstoff gefüllt werden.
Der als Druckregler wirkende federnde Kolben kann, anstatt die Hubhöhe zu ver- ändern, eine die Öffnungsdauer des Saugventils beeinflussende Vorrichtung betätigen und dadurch die Pumpenleistung regeln.
Die Brennstoffpumpe fördert den Brennstoff in eine Messvorrichtung 5, die den Brennstoff in gleichen Mengen in die an die Messvorrichtung angeschlossenen Arbeitszylinder verteilt. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt die Messvorrichtung zu diesem Zwecke Kammern 20, 21, 22 und 23 mit veränderlicher Brennstoffaufnahme, deren Zahl gleich der Anzahl der Arbeitszylinder oder kleiner als diese sein kann. Diese Kammern nehmen vor jeder Einspritzperiode die jeweils benötigte Brennstoffmenge auf, wobei durch federbelastete Kolben 6,7, 8, 9 der Brennstoff in jeder Kammer unter Druck gesetzt wird, so dass beim Öffnen der Einspritzventile der Brennstoff durch die Kolbenwirkung in den Arbeitszylinder gedrückt wird. Die Regelung erfolgt durch einzelnes oder gemeinsames Verstellen der Hubbegrenzungen der federbelasteten Kolben 6, 7, 8 und 9, deren Hubhöhe z.
B. durch eine mittels Handhebel 24 verdrehbare Exzenterwelle 25 veränderbar ist. Die Kolben bewegen sich nur so weit nach unten, als es diese Welle zulässt. In der gezeichneten Stellung, in der sich die Maschine ausser Betrieb befindet, verhindert die Exzenterwelle 25 jede Brennstoffaufnahme, die Kolben befinden s : ch in ihrer Innentotlage und schliessen die Brennstoffdruckleitung ventilartig ab. Je mehr die Welle aus der gezeichneten
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bewegen und desto grösser wird die eingespritzte Brennstoffmenge.
Die Zuführung des Brennstoffes zur Messvorrichtung wird bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung durch einen Drehschieber gesteuert, der in der Zeichnung von der Pumpenantriebswelle 13 gebildet wird. Der Schieber besitzt eine mit der Brennstoffdruckleitung 18 in Verbindung stehende Bohrung 26, von der die zu den Kolbenräumen führenden Bohrungen 27, 28, 29 und 30 abzweigen. Die Kolbenräume werden in dem Augenblick mit Brennstoff gefüllt, in dem diese Bohrungen mit den zu den Kolbensitzen führenden Kanälen in Verbindung stehen. Der Übertritt des Brennstoffes in die Arbeitszylinder erfolgt unter der Einwirkung der die Kolben belastenden Federn beim Öffnen der gesteuerten Ventile 31, 32, 33 und 34, die gleichzeitig als Einspritzventile benutzt werden können.
Fig. 2 zeigt eine Pumpe mit einem zur Leistungsregelung dienenden Schwimmer, der als Druckregler für die Veränderung der Pumpenleistung ausgebildet ist, und zwar entweder zur Veränderung der Hubhöhe der Pumpe oder zur Veränderung der Öffnungsdauer des Saugventils der Pumpe. Der Pumpenkolben ist mit a, der Brennstoffdruckraum mit b und der Schwimmer mit c bezeichnet. Der Pumpenkolben wird während des Saughubes durch
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Der im Brennstoffdruckraum angeordnete Schwimmer hat die Aufgabe, die Hubhöhe des Pumpenkolbens zu verändern. Der Schwimmer drückt mit zunehmender Füllung des Brennstoffdruckraumes einen Hebel i nach oben, wodurch der Pumpenhub entsprechend der Maschinenleistung begrenzt wird. Die Zuteilung des Brennstoffes zu den Verbrennungsräumen erfolgt durch eine als Drosselventil d ausgebildete Messvorrichtung. Je nachdem dieses Ventil, dem Kraftbedarf entsprechend, durch Verdrehen eines Handrades k mehr oder weniger ge- öffnet wird, tritt eine grössere oder geringere Menge Brennstoff in die Arbeitszylinder über.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 besteht die Messvorrichtung aus einem zwischen dem Einspritzventil und den Einspritzkanälen eingebauten Drehschieber. Das Einspritzventil trägt die Bezeichnung A, der Drehschieber die Bezeichnung B und das Ventilgehäuse die Bezeichnung C. Das Einspritzventil führt eine Drehbewegung aus und erhält seinen Antrieb durch Schraubenräder D und E. Die Zuführung des Brennstoffes, welcher der Einspritzstelle durch die im Ventilkörper vorgesehene Bohrung F zufliesst, wird im Ventilsitz gesteuert, und zwar in der Weise, dass die zum Ventilsitz führende Bohrung G während der Einspritzperioden mit den im Drehschieber angeordneten Bohrungen g und K und mit den Einspritzkanälen L und M in Verbindung tritt.
Um nun die von der Pumpe in die Arbeitzylinder übertretenden Brennstoffmengen zu regeln, wird der Drehschieber B mittels einem Handhebel N verdreht. Die Verdrehung hat eine Verringerung des Brennstoffdurchganges zwischen dem Schieber und den Einspritzkanälen und damit eine Brennstoffdrosselung zur Folge. Ausserdem kann durch diese Bewegung der Beginn und das Ende der Einspritzperioden oder die Öffnungsdauer verändert werden, und zwar je nach der Richtung, in welcher der Schieber relativ znm Einspritzventil verdreht wird.