Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen. Bei Kraftstoffeinspritzpumpen für Brenn kraftmaschinen mit grossem Drehzahlbereich, z. B. Fahrzeugmotoren, bei denen der Kolben gleichzeitig als Steuerorgan wirkt, ist der Kraftstoffeinspritzbeginn durch Schliessen der Saug- und Rückstromkanäle durch die obere Steuerkante des Kolbens und das Ein spritzende durch Öffnen des Rückstrom kanals durch die untere Steuerkante gegeben.
Wie bekannt, @ ergibt sich bei einer solchen Pumpe mit flachem Kolbenboden, dessen Rand als obere Steuerkante wirkt, theoretisch ein nahezu unveränderlicher Einspritzzeitpunkt bei allen Betriebsverhältnissen der Pumpe. Im praktischen Betrieb kann man aber je nach den konstruktiven Verhältnissen der Einspritzanlage mit steigender Drehzahl eine mehr oder weniger grosse Nachverlegung des Spritzbeginnes erwarten. Dies wird durch die Erhöhung des Einspritzdruckes verursacht, weil bei steigender Drehzahl ein höherer Druck zum Durchfliessen des Kraftstoffes durch die- Düsenöffnungen benötigt wird.
Jede Erhöhung des Einspritzdruckes hat aber zur Folge, dass man am Einspritzbeginn einen gewissen Bruchteil des Kolbenhubes zum Zusammendrücken des Kraftstoffes und zur elastischen Dehnung der Kraftstoff leitung verbraucht und dass so ein Kurbel winkel verlorengeht, am den der wirkliche Einspritzbeginn verspätet wird. Die Verspä tung des Einspritzbeginnes wirkt sich un günstig auf den Verlauf der Verbrennung im Zylinder aus.
Bei solchen Einspritzpumpen ist es möglich, nur bei einer gegebenen Dreh zahl und Leistung den Einspritzbeginn richtig zu wählen, und bei allen andern Ver hältnissen findet man einen Unterschied zwischen dem wirklichen und günstigsten Einspritzbeginn, der eben den Wirkungsgrad des Verbrennungskreislaufes verschlechtert.
Weiter wird bei dieser Art von Einspritz pumpen die Fördermenge mit der untern, zur Kolbenachse schräg verlaufenden Steuer kante am Kolbenschaft so bestimmt, dass diese Kante in Zusammenarbeit mit dem Rückströmkanal die Verbindung zwischen Druckraum und Saugraum der Pumpe wieder freilegt und den Druckabfall in der Ein- spritzleitung und Düse verursacht.
Bei dieser Regelung der Einspritzpumpe mit beinahe konstantem Einspritzbeginn wird das Einspritzende je nach der Grösse der eingespritzten Menge des Kraftstoffes sehr veränderlich, wobei ein grosser Teil der Ver brennung ziemlich spät nach Beginn des Ar beitshubes erfolgt, was sich in einem schlechteren Leistungsgrade des Motors be merkbar macht. Um diesen Nachteil zu be seitigen, wird oft der Pumpe ein Einapritz- beginnversteller zugeordnet, der den Ein- spritzbeginn in Abhängigkeit von der Dreh zahl ändert.
Der Nachteil einer solchen Ein richtung ist aber, dass sie ziemlich verwickelt ist. Es sind ferner auch Einspritzpumpen be kannt, bei denen wieder der Kolben die Steuerung, wie oben angeführt, besorgt, wo aber die Stirnfläche des Kolbens spiralförmig begrenzt ist. Bei solchen Einspritzpumpen ändert sich aber der Einspritzbeginn zuviel, weil er von der Kraftstoffmenge abhängt, und kann wieder nicht ohne zusätzliche Ver- stellvorriehtung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl geändert werden.
Bei einer andern Ausführung der Ein spritzpumpe wird der Einspritzbeginn nur in Abhängigkeit von der Drehzahl geändert. Dies wird dadurch erreicht, dass die in einer Ebene liegende obere Steuerkante des Kolbens kegelförmig abgedreht wird, so dass bereits vor dem Augenblicke, wo der Kolben den Abflusskanal schliesst, eine in ihrer Stärke von der Kolbengeschwindigkeit ab hängige Drosselung der Kra,ftstoffrück- strömung entsteht und somit eine frühere Druckerhöhung und auch ein früherer Ein- spritzbeginn hervorgerufen wird.
Eine solche Einspritzbeginnverstellung ist also nur von der Drehzahl abhängig, und bei gleichblei bender Kolbengeschwindigkeit wird die For derung einer Änderung des Einspritz- beginnes in Abhängigkeit von der Leistung nicht berücksichtigt. Die Nachteile aller dieser Ausführungen werden gemäss der Erfindung vermieden, indem man die erwähnten Vorteile der be kannten Pumpen vereinigt und dadurch gleichzeitig ihre Nachteile beseitigt.
Mit dem Erfindungsgegenstand soll die Regelung des Einspritzzeitpunktes selbsttätig in der ein fachsten Weise in Abhängigkeit von der Leistung und Drehzahl erreicht und somit die Gefahr einer Störung in der Einspritzpumpe auf ein Minimum vermindert werden. Hier bei kann die Konstruktion einer Reihen pumpe kürzer, leichter und billiger sein als bisher.
Es sei eine Verbrennungskraftmaschine vorausgesetzt, deren charakteristische Grössen bekannt sind. Es sollen z. B. die günstigsten Einspritzzeitpunkte im ganzen Bereiche der Drehzahl sowie auch der Leistung auf dem Bremsstand festgestellt werden. Allgemein wird zu jeder Belastung des Motors und zu jeder Umdrehungszahl nur ein einziger gün stiger Einspritzzeitpunkt gehören. Jedoch kann man die Punkte der günstigsten Ein spritzzeitpunkte für konstante Drehzahl und verschiedene Belastungen zu einer Kurve ver binden, die mit der Kurve für eine andere Drehzahl ähnlich sein wird. Alle diesen Kurven ähnlichen Verlaufes bilden eine Kurvenschar, der man nun die Konstruktion der Einspritzpumpe anpassen muss.
Dies ge schieht am vorteilhaftesten so, dass man die Kurve der günstigsten Einspritzzeitpunkte, die am häufigsten im Motorbetrieb vorkommt, als Grundkante des Kolbens wählt. Die Ab hängigkeit des Einspritzbeginnes von der Drehzahl wird durch die kegelartige Ab- schneidung dieser Kante erreicht, wobei die kegelartige Abschneidung längs der Steuer kante verschiedene Länge aufweisen kann, je nach den Anforderungen der Drosselwir kung, bei verschiedenen Leistungen. Dazu kommt noch der Vorteil, dass der frühere Einspritzbeginn bei der höheren Drehzahl eine grössere Einspritzmenge bei unveränderter Winkellage des Pumpenkolbens verursacht.
Im nachstehenden ist der Erfindungs gegenstand in einem Beispiel an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, in welcher die Fig. 1 schematisch die Ein spritzpumpe mit teilweise abgeschnittenem Zylinder, Fig. 2 die abgewickelte Form der Steuerkanten des Kolbens und Fig. 3 einen Schnitt durch die abgeschrägte Kante des Kolbens -zeigt.
Der Kolben 1 hat eine Steuerkante 2, die den Einspritzbeginn durch Schliessen des Rückströmkanals 3 bestimmt. Der obere Band 2' dieser Kante 2 schliesst sich nicht eng an die Bohrung des Pumpenkörpers 5 an, sondern er bewegt sich in einem kleinen Ab stand an der Bohrung vorbei. Dieser Abstand rührt daher, dass der Kolben im Bereiche der Steuerkante kegelartig von dem Rand 4, von dessen grösstem Durchmesser ausgehend, unter einem Winkel abgenommen ist. Dadurch ent steht beim Förderhub des.
Kolbens im Augen blicke der Bewegung des Randes 2' vorbei an dem obern Rande der Öffnung des Rück- strömkanals 3 eine Drosselspalte, die das Rückströmen des Kraftstoffes verhindert und dadurch eine Druckerhöhung im Arbeits- raum der Pumpe verursacht. Da die Drossel spalte bei höherer Drehzahl stärker in Wir kung tritt, steigt auch der Druck in der Einspritzleitung früher und ändert so den Einspritzbeginn. Die Kante 2 hat einen solchen schrägen Längsverlauf, dass sie den Anforderungen des Einspritzbeginnes des Motors für jede Brennstoffmenge am besten entspricht.
Die Einspritzdauer wird durch Öffnen des Rückströmkanals 3 durch die Steuerkante 6 beendet, wodurch ein Druck ausgleich zwischen dem Kolbenarbeitsraum und dem Saugraum hergestellt wird.
Die Drosselspalte wird durch die Ab schrägung der Kante 2 bestimmt, und sie wird in Abhängigkeit von der Einspritz- menge so geändert, dass der Einspritzbeginn für jede Drehzahl am günstigsten wird. Die Abschrägung kann entweder längs der ganzen Kante 2 unter demselben Winkel a verlaufen, aber verschiedene Tiefe (radiale Ausdehnung) besitzen, oder stets in derselben Tiefe, jedoch unter veränderlichem Winkel a ausgeführt werden.