Druckregler für Brennsto$zuführeinrichtungen an Verbrennungskraftmaschine@, Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druekregler für Brennstoffzuführeinrichtun- gen an Verbrennungskraftmaschinen.
Dieser Druekregler ist. nach dieser Erfin dung gekennzeichnet durch einen Führungs teil und einen durch ein Absperrorgan gebil deten Teil, die koaxial zueinander angeordnet sind und von denen der eine Teil für den Brennstoff einen radialen Durchlass besitzt, der durch den andern Teil geschlossen wer den kann, wobei ein Teil durch den Druck des Brennstoffes in axialer Richtung relativ zum andern und gegen die Wirkung einer Feder verschiebbar ist, um zu bewirken, dass der Durehlass offen ist, so dass Brennstoff aus der Brennstoffleitung durch den Durchlass abfliessen kann, und dadurch, dass ein läng- liebes Organ,
das aus einem Material mit einem andern thermischen Ausdehnungskoeffi zienten besteht als das mit dem Durchlass ver sehene Organ, sich über einen Teil des letzt genannten Organs erstreckt und mit einem Ende daran befestigt ist, und dass das läng- liehe Organ eine solche Länge aufweist, dass sein zweites Ende bei dem Durehlass angeord net ist, um den Durchlass in einem Masse zu überdecken, das jeweils von der Temperatur des Brennstoffes abhängig ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen: Fig.1 einen Längsschnitt des erfindungs gemässen Druckreglers,
EMI0001.0019
Fig. <SEP> 2 <SEP> einen <SEP> Querschnitt <SEP> nach der Fig.1. Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Teil der Fig.1 einer abgeänderten Ausführung und Fig. 4 einen der Fig. 3 ähnlichen Teil schnitt einer weiteren Abänderung.
Der Druckregler soll in einer Kraftstoff- zuführvorriehtung verwendet werden, in der der Kraftstoff aus einem Vorrat, beispiels weise einem Kraftstoffbehälter, mittels einer Pumpe, vorzugsweise einer Zahnradpumpe, angesaugt wird, die den Kraftstoff über eine Kraftstoffleitung zu einer Handdrossel und zu einem reglergesteuerten Schieber leitet. Von diesem reglerbetätigten Schieber wird der Kraftstoff über eine gemeinsame Leitung mehreren Einspritzvorrichtungen zugeführt, von denen je eine Einspritzvorrichtung für jeden Zylinder vorgesehen ist.
Die Einspritz- menge des Kraftstoffes in jeden Zylinder wird von einer Zumessöffnung geregelt, die von einem in der Einspritzvorrichtung arbei tenden, auf und ab beweglichen Kolben geöff net und geschlossen wird, der die öffnungs- dauer der Zumessöffnung bestimmt. Diese Öffnungsdauer gemeinsam mit dem an dieser Öffnung im Kraftstoff vorhandenen Druck gefälle bestimmt die Menge des jedem Zylin der zugeführten Kraftstoffes. Der Druck des von der Pumpe zugeführten Kraftstoffes ist daher ein bestimmender Faktor.
Dieser Druck wird mittels eines Druckreglers geregelt, der in der von der Pumpe kommenden Zuführlei- tung vor der Handdrossel liegt Lind einen Teil des von der Pumpe geförderten Kraftstoffes abzweigt, so dass der Druck des-Kraftstoffes über den gesamten Drehzahlbereieh des Mo tors festgesetzt ist und dadurch der Druck. in dem Kraftstoff geregelt \wird, der der Ein- spritzvorrichtung zufliesst.
Auf diese Weise wird eine vorbestimmte Leistungskurve erhal ten.
Das in Fig.l dargestellte Gehäuse 10 ist. ein Teil der vorstehend allgemein beschrie benen Kraftstoffzuführvorriehtung. Über den in diesem Gehäuse 10 befindlichen. Kanal<B>11</B> wird der Kraftstoff von der Pumpe zugeführt. Das Gehäuse hat eine Innenbohrung mit einem im Durchmesser grösseren Abschnitt. 12 Lind einem. im Durchmesser kleineren Ab schnitt 13, der von dem Kanal 11 ausgeht und den Druckregler aufnimmt.
Der Druckregler wird in die von den Ab schnitten 12 und 13 gebildete Bohrung ein gesetzt und hat einen rohrförmigen Führungs teil 14, in dem ein ebenfalls rohrförmiger Schieber 23 gleitet. Der Schieber 23 ist an seinem einen Ende offen, um den in der Lei tung 11 strömenden Kraftstoff aufzunehmen, Lind an seinem andern Ende geschlossen, so dass der Druck des Kraftstoffes den Schieber 23 im Führungsteil 14 zu verschieben ver sucht, wobei die Feder 25 der Bewegung des Schiebers entgegenwirkt.
Der Führungsteil 14 ist zylindrisch und hat an seinem einen Ende einen Flansch 15, der gegen die Schulter 16 anliegt, die an der Verbindungsstelle des verbreiterten Abschnit tes 12 mit dem im Durchmesser kleineren Ab schnitt 13 der Bohrung, in der der Druck regler untergebracht ist. Vorzugsweise ist eine Dichtung 17 zwischen Flansch 15 und Sehul- ter 16 eingesetzt. Der Führungsteil 14 wird in seiner Stellung von einer Büchse 20 gehal ten, die an dem Flansch 15 anliegt und in dein verbreiterten Abschnitt 12 der Bohrung von einem hohlen Gewindezapfen 21 gegen. Flansch 15 gepresst wird, der das Aussenende des verbreiterten Abschnittes 12 der Bohrung abschliesst.
Ein nahe dem Aussenende des Zapfens 21 angeordneter Ring 22 mit rundem Querschnitt bildet am Aussenende eine Ab dichttulg.
Der Schieber 23 ragt über beide Enden des Führungsteils 14 hinaus und hat zwischen seinen Stirnenden einen Flansch 24, der an dem Flanseh 15 des Führungsteils 14 anliegt, wenn der in dem Kanal 11 befindliehe Kraft stoff nicht unter Druck stellt. Die Schrauben feder 25 liegt, mit ihrem einen Ende an den Flansch 24 des Sehiebers und mit ihrem an dern Ende an eine in der Nähe des Aussen endes des Gewindezapfens 21 befindliche Schulter 26 an. Die Lage des Schiebers 23 ändert sich mit dem Druck des von der Pumpe in der Leitung 11 geförderten Kraftstoffes.
Der Schieber 23 hat eine Radialöffnung 30, durch die der Kraftstoff abgezweigt wird, wenn eine Verschiebung des Sehiebers durch den Druck des Kraftstoffes erfolgt. Die Öff nung 30 liegt innerhalb des Führungsteils 14 und wird von dem Führungsteil 14 gesehlos- sen, wenn in dem Kanal 11- kein genügend -ro- sser Druck herrscht.
Wird jedoch der Druck im Kraftstoff so weit erhöht, dass eine Ver- sehiebung des Schiebers erfolgt, Lind die R.a- dialöffnung 30 jenseits der reehtsliegenden Stirnwand des Führungsteils 1.4 steht, dann durchströmt der Kraftstoff die Radialöffnung 30. Die Durchflussmenge hängt dabei von dem Druck des Kraftstoffes ab.
Bei entsprechen der Grösse der Öffnung 30 genügt eine einzige Öffnung, vorzugsweise werden jedoch zwei odermehr derartige Öffnungen in einem glei chen Querschnitt vorgesehen, von denen jede verhältnismässig klein sein kann.
Der die Radialöffnung 30 durehströmende abgezweigte Kraftstoff fliesst nach aussen Tiber den Flanseli <B>15</B> des Führungsteils 14 und fliesst dann in Längsrichtung@zwischen dem auf dem Sehleber befindliehen Flanseh \?4 und der Büchse 20 hindurch. Der zwischen diesen beiden Bauteilen vorhandene Ring raum ermöglicht einen freien Durehfluss des Kraftstoffes.
Die Büchse 20 hat mehrere Ra dialöffnungen 31, von denen eine Öffnung oder mehrere Öffnungen. mit einem Kanal 32 des Gehäuses 1.0 in Verbindung stehen (Fig. ?). Der Kanal 32 führt den abgezweigten Kraft- stoff zu einer beliebigen Stelle, wo er mit, dem in die Pumpe angesaugten Kraftstoff ge mischt, wird. Vorzugsweise ist der Kanal 3\? unmittelbar mit der Saugleitung der Pumpe verbunden.
Bei der vorstehend beschriebenen Anord nung wird also ein Teil des von der Pumpe im Kanal 11 zugeführten Kraftstoffes über die Radialöffnungen 30 abgezweigt, wobei diese Abzweigmenge von dem im Kanal herr schenden Druck abhängt. Die in dieser Weise erfolgende Abzweigung des Kraftstoffes re- rielt den Druck des Kraftstoffes, der von der Pumpe zu den Einspritzvorrichtungen geför dert wird.
Nötigenfalls kann der Druckregler auch den ganzen von der Pumpe geförderten Kraft strom abzweigen. Diese Abzweigung wird not wendig, wenn der zu den Einspritzvorrich- tun,--en strömende Kraftstoffstrom von dem vom Regler betätigten Schieber unterbrochen wird, sobald die Drehzahl des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet, oder wenn der Kraftstoffstrom von der Handdrossel un terbrochen wird.
Zur Abzweigung der von der Pumpe zuge führten gesamten Fördermenge hat der Sehie- her '?3 eine oder mehr Radialöffnungen 33 (im vorliegenden Beispiel zwei Öffnungen), die von den. Radialöffnungen 30 in einem Längsabstand stehen und in ihren Abmessun gen so gross sind, dass sie in Zusammenarbeit mit. den Öffnungen 30 die gesamte Förder- meno-e der bei der gewünschten Höchstdreh zahl \des Motors laufenden Pumpe abzweigen.
Wird der Zustrom des Kraftstoffes zu den Einspritzvorrichtungen von dem reglerge- steuerten Schieber verhindert, dann erzeugt der von der Pumpe zugeführte Kraftstoff im Kanal 11 einen so hohen Druck, dass der Schieber 2'3 nach rechts rückt, bis die Öff nungen 30 und die Öffnungen 33 jenseits des rechtsliegenden Endes des Führungskörpers 14 stehen. In diesem Falle strömt der Kraft stoff aus dem Kanal 1.1 durch den Schieber und durch die Öffnungen 30 und 33 nach aussen zurück zur Ansaugseite der Pumpe. Infolge des an diesem Zeitpunkt bestehenden Druckes genügen die zusammengefassten Flä chen der Öffnungen 30 und 33 zur Abzwei gung der gesamten Pumpenförderung.
Der dargestellte Druckregler ist so gebaut, dass die maximale Abzweigmenge des Kraft stoffes eingestellt werden kann, um den be sonderen Eigenheiten des Motors und der zu gehörigen Kraftstoffanlage angepasst zu wer den. Zu diesem Zweck kann die wirksame Grösse der Radialöffnungen 30 geändert wer den. Hierzu ist ein Stopfen 34 in das rechts liegende Ende des Schiebers 23 eingesetzt, so dass die Stirnfläche 35 des Stopfens nahe den Öffnungen 30 liegt. Durch Verstellen des Stopfens 34 in Längsrichtung des Schiebers 23 kann die Stirnfläche 35 des Stopfens die Öffnungen 30 mehr oder weniger bedecken, so dass die wirksame Grösse dieser Öffnungen geändert wird.
Am äussersten rechtsliegenden Ende hat. der Stopfen 34 einen Kopf 36, an dem eine Kappe 37 anliegt, die auf das Ge winde 40 am Ende des Schiebers 23 aufge schraubt ist. Zwischen Kopf 36 des Stopfens 34 und Stirnwand des Schiebers 23 sind eine oder mehr Zwischenlegscheiben 41 eingesetzt. Die Stellung der Kappe 37 und daher die Ein stellung des Stopfens 34 den Radialöffnungen gegenüber wird festgesetzt, wenn der Motor und die Kraftstoffzuführvorrichtung mit dem Druckregler in der Fabrik installiert werden.
Hierbei wird die richtige Stärke der Zwischen legscheibe 41 bestimmt, so dass die gewünschte wirksame Grösse der Radialöffnungen 30 vor handen ist. Die zum Verspannen der Bauteile festgeschraubte Kappe 37 wird dann mit dem Schieber so verbunden, dass eine Veränderung dieser Einstellung nicht möglich ist. Zu die sem Zweck kann eine Sperrmutter (nicht dar gestellt) verwendet werden, oder der Rand der Kappe wird in die Gewindegänge des Schiebers beispielsweise an der Stelle 42 ein genietet, um die Kappe in der eingestellten Stellung festzuhalten.
Des weiteren ist eine Einrichtung vorgese hen, die die in der Viskosität des Kraftstoffes auftretenden Unterschiede, die durch Tem peraturänderungen des Kraftstoffes bedingt sind, kompensiert. Kalter Kraftstoff hat eine viel grössere Viskosität und einen geringeren Durchstrom durch die Öffnungen. Um der artige Viskositätsänderungen zu kompensie ren, ist der Druckregler so angeordnet, dass die wirksame Grösse der Radialöffnungen 30 bei Änderungen der Temperatur des Kraft stoffes verändert wird. Zu diesem Zweck be steht der Stopfen 34 aus einem Material, das einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten hat als das Material, aus der der Schieber 23 her gestellt ist.
Der sich erwärmende Kraftstoff teilt seine Temperatur dem Stopfen 34 und dem Schieber 23 mit, wobei sich der Stopfen 34 stärker ausdehnt als der Schieber 23. Das Ende 35 des Stopfens 34 vermindert infolge dessen die wirksame Grösse der Radialöffnun- gen 30, wenn der Kraftstoff sich erwärmt und flüssiger wird. Die Kompensation ist natür lich nur sehr gering, wurde jedoch als not wendig befunden, um die gewünschten Ergeb nisse zu erzielen. Die Ausdehnung des Stop fens hängt natürlich von der Länge des Stop fens und von seinem Ausdehnungskoeffizien ten ab.
Der Schieber 23 besteht aus einem Metall, und der Pfropfen 34 besteht aus einem andern Metall, wird jedoch vorzugs weise aus Kunststoff hergestellt, der einen grösseren Ausdehnungskoeffizienten als das Metall des Schiebers 23 hat, so dass der Stop fen bei der dargestellten Länge die ge wünschte Ausdehnung aufweist. Der Stopfen 34 kann beispielsweise aus dem unter der Marke Tenite bekannten Material oder aus einem andern Kunststoff von ähnlichen Aus dehnungseigenschaften bestehen.
Bei einigen Motoren soll die Fläche der Abzweigöffnungen bei einer Druckerhöhung in der Kraftstoffleitung vergrössert werden, um eine gewünschte Leistungskurve für den Motor zu erhalten. In Fig. 3 ist ein Regler dieser Art dargestellt, in dem der Schieber 23 ausser der ersten Radialöffnung 30 und der Ablassöffnung 33 eine zusätzliche Radialöff- nung 50 hat. Eine einzige derartige Hilfsöff nung 50 kann genügen; es können aber auch, wie dargestellt, zwei Öffnungen oder auch noch mehr Öffnungen vorgesehen sein.
Die Grösse jeder Öffnung 50 wird durch die ge- wünschte Wirkung auf die zu erzielende Lei stungskurve bestimmt; in den meisten Fällen wird jede Öffnung 50 kleiner sein als jede Öffnung 30. Die Öffnungen 50 liegen an einer beliebigen Stelle zwischen den Öffnun gen 30 und den Öffnungen 33. Die vergrö sserte Fläche der Abzweigöffnungen ist je doch für gewöhnlich so aufgestellt, dass die Leistungskurve von den Öffnungen bei Dreh zahlen beeinflusst wird, die nahe der Höchst drehzahl des Motors liegen. Aus diesem Grunde liegen die Öffnungen 50, wie darge stellt, nahe der Öffnung 33.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungs form ermöglicht ebenfalls eine Vergrösserung der Öffnungsfläche zum Abzweigen des Kraftstoffes bei einer Druckerhöhung im Kraftstoff, um ein gewünschtes Drehmoment oder eine gewünschte Leistung für den Motor zu erhalten. Ausser der ersten Radialöffnung 30 und der Öffnung 33 hat der in Fig. 4 dar gestellte Regler einen Durchlasskanal, der auf der Aussenseite des Schiebers 23 liegt und sich von der Öffnung 33 zur ersten Öffnung 30 hin erstreckt, jedoch kurz vor der ersten Öffnung endet, so dass der Kanal in einem Abstand von dieser Öffnung steht.
Der Kanal wird dadurch hergestellt, dass eine Abflachung 60 auf dem Schieber gefräst wird, die sich von der Öffnung 33 in Fig.4 gesehen nach rechts erstreckt, wobei das rechtsliegende Ende der Abflachung 60 von der ersten Öff nung 30 einen Abstand hat.
Beim Betrieb verschiebt ein bestimmter Kraftstoffdruck den Schieber nach rechts, um die erste Öffnung 30 zu öffnen und Kraft stoff durch diese Öffnung hindurch abzuzwei gen. Bei einem höheren Kraftstoffdruck wird der Schieber weiter nach rechts bewegt, bis der von dem rechtsliegenden Abschnitt des von der Abflaehung geformten Kanals jenes des Endes von Führungsstück 14 liegt. In dieser Stellung strömt der Kraftstoff in radia ler Richtung durch die Öffnung 33 und strömt dann längs der Abflachung 60 zur Ableitung. Bei einem noch höheren Druck wird der Schie ber so weit verschoben, dass die Öffnung 33 jenseits des Endes des Führungsstückes liegt, um die gesamte Förderleistung der Pumpe abzuleiten, wie dies auch bei den andern Aus führungen der Fall ist.
Bei dieser Stellung des Schiebers liegt die gesamte Abflachung 60 jenseits des Endes des Führtingsstüekes 1-1, und jede Kruste, die sich auf der Abflachung <B>g</B> sammelt hat, wird abgespült. Die Abfla- i an e ehung 60 kann so bemessen werden, dass der die erste Öffnung durchströmende Strom eine Veränderung erfährt, die die gewünschte Lei stungskurve des Motors ergibt.
Eine Vergrösserung der zur Abzweigung des Kraftstoffes bestimmten Öffnungsfläche kann auch durch einen Kanal geschaffen wer den, der von einer an der Aussenseite des Schiebers befindlichen Abflachung<B>61.</B> ge formt, wird, die sieh von dem linken Ende des Sehieber:s zur Öffnung 30 erstreckt, jedoch in l.äri@@sricb.tung im Abstand von dieser Öffnung steht. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausfüh rung erstreckt sich die Abflachung 61 von dem Ende des Schiebers aus, und zwar zusätz lich züi der Abflachung 60, die nur von der iiffnunfo, 33 ausgeht.
Wird nur eine einzige Abflachung gewünscht, so kann natürlich eine dieser beiden Arten zur Verwendung kommen. Sollen zur Erziehing der gewünselrten Ab- 2.weigfläclie zwei Abflachungen vorhanden sein, so werden die Abflachungen an gegen überliegenden Seiten des Schiebers vorgese hen, um den auf den Schieber in Radialrich- tung wirkenden Druck auszugleichen, und fer ner werden die rechtsliegenden Enden der Abflachungen 60 und 61 von den Öffnungen 30, wie in Fig. 4 gezeigt, verschieden auf Ab stand gestellt,
so dass die von den Abflachun- gen -eformten Kanäle bei verschieden hohen Drucken geöffnet werden.
Es ist also ein neuartiger Drtiekregler ge schaffen, der den Kraftstoff aus einer Kraft stoffzuführleitung mit einer Menge abzweigt, die sieh mit dem Druck des in der Leitung befindlichen Kraftstoffes ändert. Der Druck regler ermöglicht das Abzweigen der gesam ten Förderleistung der den Kraftstoff zufüh renden Pumpe, wenn der Druck im Kraftstoff eine vorbestimmte Höchstgrenze erreicht. Der Regler ermöglicht auch ein Einstellen der Menge Kraftstoff, die abgezweigt wird, so dass der Regler in der ihm zugeordneten Anlage richtig arbeitet.
Die Einstelleinrichtung er möglicht ferner eine Kompensation der Ände rungen der infolge Temperat.ursehwankun- gen auftretenden Viskositätsänderungen des Kraftstoffes. Bei den in den Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungen bilden die Öff nungen 50 und die Abflachungen 60 und 61 zusätzliche Abzweigflächen, die eine Änderung der Leistungskurve des Motors ermöglichen.