CH292902A - Verfahren zur Regulierung von Brennstoffeinspritzpumpen für Brennstoffmaschinen und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        Regulierung    von     Brennstoffeinspritzpumpen        für        Brennstoffmaschinen     und Vorrichtung zur     Ausübung    des Verfahrens.

      Die Irrfindung bezieht sich auf ein Ver  fahren zur Regulierung von Brennstoffein  spritzpumpen für     Brennkraftmasehinen,        Kol-          benmasehinen    und Turbinen, sowie auf eine  Vorrichtung zur     Ausübung    des Verfahrens  und     bezweekt    vor allem, eine     zuverlässige     Regulierung der     Brennstoffeinspritzmenge    mit       einfachen    Mitteln zu ermöglichen.

   Das     erfin-          dun        -sgemässe    Verfahren besteht darin, dass  während des Einspritzens eine regulierbare  Brennstoffmenge von dem unter Druck ge  setzten Brennstoff abgezweigt und zurück  geführt und dadurch die     Einspritzmenge    re  guliert wird.  



  Bei der Vorrichtung zur Ausübung dieses  Verfahrens ist in einer während der     Einspritz-          periode    mit dem Pumpenraum verbundenen       Riielzströmleitung    ein Regulierorgan vorge  sehen, durch dessen Verstellung die Menge  des     rüekströmenden    und somit auch des     Ein-          spritzbrennstoffes    während des Betriebes re  guliert. werden kann.  



  In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh  rungsbeispiele der Vorrichtung gemäss der  Erfindung     sehematiseh    dargestellt; an Hand       davon    wird im folgenden auch das Verfahren  gemäss der Erfindung beispielsweise erläutert.  



       Fig.l    zeigt. das     Schema    einer Einspritz  pumpe mit der     Reguliervorriehtung,          Fig.    2 eine andere     Reguliervorrichtung    in       grösserem    Massstab,       Fig.    3 eine dritte Reguliervorrichtung.    Nach     Fig.1    wird durch die Nockenwelle  10 ein im Pumpenzylinder 11 auf und ab  gehender Kolben 12 angetrieben, der über  eine Feder 13 einen zweiten Kolben 14 be  wegt, der unter dem Druck der Feder 15  steht. Letztere stützt sich gegen den Deckel  16 des Pumpenzylinders 11, welcher Deckel  einen obern Anschlag für den Kolben 14  bildet.

   Abwärts wird der Hub des     Kolbens    14  durch einen Rand 17 des Kolbens begrenzt.  Der Brennstoff wird durch eine Leitung 1.8,  in welcher sich eine Förderpumpe befinden  kann,     aus    einem nicht gezeichneten Brenn  stoffbehälter über einen Saugraum 19 zur  Saugöffnung 20 gefördert, welche im untern  Totpunkt des Kolbens 12 mit dem Pumpen  raum 21 in Verbindung     ist.    Im     obern    Tot  punkt der Kolben 12, 14 steht der Pumpen  raum 21 einerseits über die Druckleitung 22  mit. der Einspritzdüse der Maschine und  anderseits mit einer     Rückströmöffnung    23 in  Verbindung.

   Die     Rückströmöffnung    23     ist     durch den mit einem     Rückströmraum    24     ver-          sehenen    Hochdruckteil einer     Rückströmlei-          tung    mit einer Eintrittsöffnung 25 im Ge  häuse 26 verbunden.  



  In dem Gehäuse 26 spielt ein von der  Feder 27 belasteter Kolben 28, an welchem  ein Kolben 29 geringeren Durchmessers stufen  förmig abgesetzt ist. Der Kolben 29 besitzt  einen Konus 30, der durch eine verhältnis  mässig schwache Feder 31 belastet ist, welche      in dem Raum 32 des Gehäuses 26 angeordnet  ist, in dem sieh die Eintrittsöffnung 28 befin  det. Feder 27 stützt sich auf einen Feder  teller 33, der mittels eines auf der Welle 34  angeordneten Nockens 25 verstellt werden  kann. Die Welle 34 kann von aussen, z.

   B. vom  Fahrersitz aus durch das     Besehleunigerpedal,     mittels des Hebels 36 verdreht werden.     Bei-          spielsweise    kann der Hebel in die vier fol  genden Stellungen eingestellt werden:  0 = Null =     Stopstellung,    L = Leerlauf, V =  Volleistung und     Z'    = Überlast oder Startstel  lung. Gegebenenfalls kann, z. B. in der Feder  27, eine weitere Feder, beispielsweise für den  Leerlauf, vorgesehen sein.  



  Die     Eintrittsöffnung    25 mündet. in der  normalen Stellung des Kolbens 29 in den  Ringspalt zwischen dem konischen Teil 30 des  Kolbens und der     zv1indrischen    Wandung des  Raumes 32. Auf der engeren Seite des Ring  spaltes, um den Betrag     a    versetzt, ist die  Mündung 38 des     Niederdruckteils    39 der       Rückströmleitung    angeordnet, welcher zur  Saugleitung 18 zurückführt. Durch einen  Kanal 40 ist der zwischen den beiden Kolben  28 und 29 befindliche Raum 41 des Ge  häuses 26 mit dem     Niederdruekteil    39 der       Rückströmleitung    verbunden.  



  Die Wirkungsweise der Einrichtung ist.  folgende  Die Pumpenkolben 12 und 14 sind in  ihrer untern     Totpunktstellung    gezeichnet. Der  Pumpenraum 21 ist mit der Saugöffnung 20  verbunden und aus dieser mit Brennstoff an  gefüllt worden. Beim Hochgang des Kolbens  12 wird zunächst die Saugöffnung 20 ab  gesperrt, und hierauf werden beide Kolben 14,  zusammen mit dem eingeschlossenen Brenn  stoff, aufwärts bewegt. Die Feder 15 ist. derart  bemessen,     dass    der von ihr auf .den Kolben 14  ausgeübte Druck wesentlich niedriger als der       Einspritzdruck    ist.

   Bei der Freilegung der  Druckleitung 22 und der     Rüekströmöffnunu     23 durch den Kolben 14 steht infolgedessen  der Brennstoff zwischen den beiden Kolben  unter einem verhältnismässig geringen Druck.  Infolgedessen fliesst Brennstoff zunächst. nur  durch die     Rüekströmöffnung    23 weg.

   Die Ein-         spritzung    beginnt. erst, wenn der Kolben 11  sich an den Deckel 16 anlegt und beim weite  ren Hub des     Kolbens    12 die im     Pumpenraum     21 befindliche Brennstoffmenge unter dem  vom nicht gezeichneten     Einspritzventil    be  stimmten Druck gesetzt worden ist, worauf  der Brennstoff zum Teil über die Drucklei  tung 22 zur Einspritzdüse und der Rest über  die     Rüekströmöffnung    23 und den     Rüekströni-          raum        24    in den Spalt 37 des Raumes 32 gedrückt  wird. Der     Einsprit.zdruek    beträgt z.

   B. 80 bis  150 atü bei Beginn der Einspritzung     und     kann bis auf 600 atü Spitzendruck steigen.  



  Im Raum 32 zwischen der     Öffnung    25 des       Hoehdi-Licka.hsehnitt.es    und der     Mündung    38  des     Niederdruckteils    der     Rüelzströmleitting     stellt sieh hierbei der     Druck    im Hochdruck  abschnitt der     Riiekströmleitun        ,v    ein.  



  Die Kolben 28, 29 bewegen sieh entspre  chend den     Drueksehwankungen    im Hoch  druckteil der     Riiekströmleitung    hin und her,  und während des ganzen Druckhubes des  Pumpenkolbens     strömt.    Brennstoff vom     Pum-          penzviinder    in die     Saugleitung    zurück.  



  Bei niedriger Drehzahl der Maschine und  der Einspritzpumpe wird auch der in der  Pumpe bzw. im Raum 32 während der     Ein-          spritzperiode    auftretende Spitzendruck ver  hältnismässig niedrig sein. Die Feder 27 wird  daher die Kolben 28, 29 mit nach links ver  schieben. Erhöht sieh die Drehzahl der Ma  schine und damit der Pumpe, so steigt auch  der Druck im Raume 32, wodurch die Kolben  29, 28 entgegen die     Wirkung    der Feder 2 7  nach rechts verschoben werden. Die Drosse  lung an der     Öffnung    38 wird     dadurch    ver  mindert und der Druck im Raum 32 gesenkt,  bis ein neuer     Gleiehgewiehtszustand    zwischen  diesem Druck und der Feder 27 eingetreten  ist.

   Gleichzeitig erhöht sieh die rückströmende       Brennstoffmenge,    während sieh die     Einspritz-          brennstoffmenge    verringert. Bei abnehmender  Drehzahl tritt. eine entsprechend entgegen  gesetzte     Regelwirkung    ein.  



  Die Maschine läuft infolgedessen bei un  veränderter Belastung und bei gleichbleiben  der     Einstellung    der Welle 34 im wesentlichen      mit der gleichen Drehzahl und wird am  Durchgehen verhindert.  



  Zur willkürlichen Beeinflussung der Brenn  stoffmenge vom Fahrersitz aus wird der       [-lebe]    36 verstellt. In der gezeichneten Lage  befindet sieh derselbe in     Leerlaufstellung    L.       Pureh        Verschwenken    des Hebels, z. B. in die  Stellung V, wird die Feder ? 7 stärker ge  spannt, was eine Verschiebung der Kolben 28,  29 nach     links    zur Folge hat. Die Drosselung  an der Öffnung 38 wird verstärkt und damit  die     aus    dem Pumpenraum 21 rückströmende       Brennstoffmenge    verringert und die     Einspritz-          brennstoffmenge    erhöht.

   Bei     Versehwenken     des Hebels 36 in die Lage     Zr    (z. B. zum  Starten der Maschine) tritt     diese    Wirkung  in erhöhtem Masse ein.  



  Beim     Versehwenken    in die Null- oder       Stopstellung    0 wird die Feder 27 entspannt.  Zweckmässig ist in dieser Stellung die Dros  selung zwischen an der Öffnung 28 ganz oder  nahezu ganz aufgehoben und die Feder     -'27     völlig entspannt.

   Die Feder 31 hält die Kol  ben in kraftschlüssiger Verbindung mit der  Feder 27 und sichert deren Bewegung nach  rechts beim Drehen der     M'elle    34 im     Uhr-          zeigersinn.    Gegebenenfalls kann auch ein be  tonderes     Stopventil    vorgesehen sein, welches  vom Hebel 36 beim Übergang in die Stop  stellung geöffnet wird und die beiden Teile  der     Rüekströmleitung        ungedrosselt    mitein  ander verbindet.. An Stelle der Feder 31  genügt unter Umständen auch ein Anschlag,  durch den ein unbeabsichtigtes Absperren der       Mündung    38 durch den Kolben 29 verhindert  wird.

   Der Anschlag kann verstellbar sein, um  jeweils durch Zurückdrücken des Kolbens 29  die Drosselung für     Stopstellung    aufheben       zit    können.  



  Nach     Fig.    2 sind vier Pumpenzylinder 11  und das Gehäuse 26 miteinander vereinigt.  Der den vier Pumpenzylindern gemeinsame       L'berströmraum    24 mündet unmittelbar an der  Öffnung 25 in den Raum 32 bzw. in den  konischen Ringspalt 37 ein.  



  Nach     Fig.    3 erfolgt die willkürliche Regu  lierung der Brennstoffmenge durch ein beson  deres Drosselglied 42, welches entsprechend    dem Kolben 29 einen konischen Teil 43 be  sitzt, der die Verbindung zwischen der Öff  nung     Ü    des     überstromraumes    24 und dem  konischen Ringspalt 46 im Raum 45 steuert.  Zur axialen Verstellung des Drosselgliedes 42  dient ein Hebel 47, der mittels der Welle 38  den Nocken 49 betätigen und entsprechend  dem Hebel 36 der     Fig.    1     zwischen    einer Null  stellung 0 und einer     Überlaststellung        I'        ver-          schwenkt    werden kann.

   Eine Feder 50 hält  das Drosselglied 42 in     kraftschlüssiger    Ver  bindung mit dem Nocken 49. Die Welle 48  mit dem Hebel 47 und dem Nocken 49 ist in  einem besonderen, an das Pumpengehäuse     ]l          angesetzten    Gehäuseteil 51 gelagert. Eine Ver  bindungsleitung 52 verbindet den Raum 45  drosselfrei mit. der Rückleitung 39. Es herrscht.  demgemäss im Raum 45 und der Leitung 52  im wesentlichen der gleiche Druck wie in der  Leitung 39. Der Nocken 35, der die Kolben  28, 29 beeinflusst, wird durch einen nicht  gezeichneten automatischen Regler eingestellt.  



  Eine Erhöhung oder Erniedrigung der  Drehzahl lässt jedoch die Stellung des Dros  selgliedes 42 unbeeinflusst, während sie das  Drosselglied 29 verstellt, bis ein neuer     Gleich-          gewichtszustand        zwischen    dem Flüssigkeits  druck im Raum 32 und der Feder 27 ein  getreten ist. Der Teller 33 der Feder könnte  auch fest angeordnet sein. Auf Kraftfahr  zeugen wird der Hebel 47 vom Fahrersitz aus,  z. B. durch ein     Beschleunigerpedal,    betätigt.

    Durch Niedertreten des Pedals wird der  Hebel 47 im     Uhrzeigergegensinn        verschwenkt     und damit die Drosselung an der Öffnung 44  verstärkt, so dass sieh die zur     Einspritzung     gelangende Brennstoffmenge über die in     Fig.    3  nicht dargestellte     Einspritzleitung    erhöht. Die       Wirkung    des Drosselgliedes 42, 43 ist. hierbei  gleich wie diejenige des Drosselgliedes 29, 30.  



  Bei den Ausführungsbeispielen nach     Fig.    2  und 3 sind je     vier    Pumpenzylinder 21 an den  gleichen     Rückströmraum    24 angeschlossen.  Um Rückwirkungen auf die Regelung zu ver  meiden, darf jeweils nur der Pumpenraum  eines     einzigen        Pumpenzylinders    mit: dem     Rück-          strömraum    24 in offener Verbindung stehen.

    Der Pumpenkolben 14     muss    also     jeweils    die           Rückströmöffnung    23 schliessen, bevor der  Pumpenraum des in der Einspritzfolge nächst  folgenden Pumpenzylinders mit dem     Rück-          strömraum    24 in Verbindung tritt.  



  Eine solche Steuerung wird im allgemei  nen bei Pumpen bis zu 6 Pumpenzylindern  möglich sein.  



  Bei mehr als 6 Pumpenzylindern kann ein       ,gemeinsamer        Rückströmraum    nicht mehr vor  gesehen werden. Durch Zusammenfassung der  einzelnen Pumpenzylinder in Gruppen kann  jedoch auch in diesem Falle eine Regelung  der Erfindung erreicht. werden.  



  Natürlich können auch, insbesondere bei  einer höheren Anzahl von     Pumpenzylindern     statt     zwei        Rüekströmräume    drei oder mehr  vorgesehen sein, die durch ein gemeinsames,  selbsttätig oder willkürlich verstellbares Dros  selglied     gesteuert    werden können.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRÜCHE:</B> I. Verfahren zur Regulierung von Brenn stoffeinspritzpumpen für Brennkraftinaschi- nen, dadurch gekennzeichnet, dass während des Einspritzens eine regulierbare Brennstoff menge von dem unter Druck gesetzten Brenn stoff abgezweigt und zurückgeführt und da durch die Einspritzmenge reguliert wird.

   II. Vorrichtung zur Ausübung des Ver- fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass in der während der Ein- spritzperiode mit dem Pumpenraum verbun denen Rückströmleitung ein Regulierorgan vorgesehen ist, durch dessen Verstellung die Menge des rückströmenden und damit auch die des Einspritzbrennstoffes während des Betriebes reguliert werden kann.

   <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1, Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Regulierung der rückströmenden Brennstoffmenge durch Veränderung eines Dritekgefälles erfolgt. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, da dureh gekennzeichnet, dass die Regulierung durch Regelung einer Drosselung des rück strömenden Brennstoffes erfolgt. 3. Verfahren nach Unteranspruch 1., da durch gekennzeichnet, dass eine Regulierung der rückströmenden Brennstoffmen--e durch selbsttätige Änderung des Druckgefälles im rückströmenden Brennstoffstrom erfolgt. 4.

   Verfahren nach Z nteranspi-uch 3, da durch gekennzeiehziet, dass eine Regulierung in Abhängigkeit vom Druck des Brennstoffes erfolgt. 5. Verfahren nach Unteranspriieh 3, da durch gekennzeichnet, dass eine Regulierung in Abhängigkeit von der Drehzahl erfolgt. 6.

   Verfahren zur Regulierung- von lIehr- zvlindereinspritzpumpen nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des unter dem Einspritzdrttek stehenden rück strömenden Brennstoffes für mindestens eine Gruppe von Pumpenzylindern g-emeinsani re guliert wird. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, class die Re < -ulierun < @ durch Drosselung des rückströmenden Brenn stoffes hinter einem gemeinsamen Rückströni- raum erfolgt. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass von mehreren nach einander einspritzenden Pumpenzylindern mit gemeinsamem Piückströniratim der Pumpen raum jedes Pumpenzylinders erst dann mit dem gemeinsamen Rüel-.sti-ömraum verbunden wird, wenn der Pumpenraum des unmittelbar vor ihm einspritzenden Pumpenzylinders von ihm abgesperrt ist.. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass das Regiilier- organ als @Kolben ausgebildet ist, welcher dem Druck des Brennstoffes im Hoelidruekteil der Rücksti-öm.leitun- ausgesetzt ist und das- Druckgefälle in der Rücli:strönileit.ung bei zu nehmendem Einspritzdruck verringert. 10.

   Vorrichtung nach Unteransprueb 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulier kolben das Druckgefälle mittels Drosselung reguliert. 11. Vorrichtung naeli Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung des rückströmenden Brennstoffes von aussen beeinflussbar ist. 12. Vorrichtung nach Ünteranspruch 11., dadurch gekennzeichnet, dass eine willkürliche und eine selbsttätige Regelung der rückströ menden Brennstoffmenge durch eine einzige Drosselvorrichtung vorgesehen ist (Fig. 1, 2).

   1.3. Vorrichtung nach Unteranspruch 1.1, dadurch gekennzeichnet, dass eine willkürliche und eine selbsttätige Regelung der rückströ- rnenden Brennstoffmenge durch je eine beson- flere Drosselvorrichtung vorgesehen ist. 14. Vorrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dros selvorrichtungen im Brennstoffstrom parallel zueinander angeordnet sind (Fig. 3). 1.5.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulier kolben unter dem Druck einer dem Brennstoff- druck entgegenwirkenden Federkraft steht. 16. Vorrichtung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft Von aussen verändert werden kann. 17. Vorrichtung nach Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ausser einem Regulierkolben zur selbsttätigen Regulierung ein Re;relungskolben zur willkürlichen Regu lierung während des Betriebes vorgesehen ist. 18.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, < ladurch gekennzeichnet, dass zur Regulierung der rückströmenden Brennstoffmenge in der l@iiekströmleitung in einem Gxehäuse ein axial verstellbarer Regulierkolben (29) angeordnet ist,

   welcher die Verbindung zwischen der Mündung des unter dem Einspritzdruck ste henden Hochdruckabschnittes der Rückström- leitung und der axial dazu versetzten Mün dung des Niederdruckabschnittes über einen eine Drosselung bewirkenden konischen Ring spalt herstellt, welcher je nach der axialen Stellung des Regulierkolbens den Durchfluss- duersehnitt für den Brennstoff mehr oder weniger drosselt. 19.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Maschine auf Stopstellung die Drosselung des rückströmenden Brennstoffes aufgehoben werden kann. 20. Vorrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung durch Entspannen einer auf dem Regulier kolben wirkenden Feder aufgehoben werden kann. 21. Vorrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung durch Öffnen eines Umlaufkanals aufgehoben werden kann. 22. Vorrichtung nach Unteranspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselung durch Zurückdrücken des die Drosselung be wirkenden Regulierkolbens aufgehoben wer den kann. 23.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulierkol ben vom Brennstoffdruck und von einer Feder belastet ist, welche bei Aufhören des Brenn stoffdruckes eine Kraft in Richtung, des Brennstoffdruckes auf den Regulierkolben ausübt. 2-1. Vorrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regulierkol ben an einem Kolben grösseren Durchmessers sitzt, der unter einem kleineren Druck als der Einspritzbrennstoffdruck steht. 25. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass Einspritzpumpe und Reguliervorrichtung einen gemeinsamen Gehäuseblock bilden.