DE1070442B

DE1070442B - Brennstoff-Einspritzsystem fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1070442B
Application number: DENDAT1070442D
Authority: DE
Inventors: Slough Buckinghamshire Wilfried Percival Mansfield (Großbritannien)
Original assignee: British Internal Combustion Engine Research Association, Slough, Buckinghamshire (Großbritannien)
Priority date: 1955-01-14
Publication date: 1959-12-03
Also published as: US2916028A; CH342789A; FR1146660A; GB830963A

Description

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ANME LDETAG: 14. J A N U A R 1956

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 3. DEZEMBER 1959

Die Erfindung betrifft ein Brennstoff-Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit je Arbeitszylinder einer Pumpdüse, deren Pumpstempel durch einen im Durchmesser größeren Servokolben betätigt wird, indem unter praktisch gleichbleibendem Druck stehende Flüssigkeit durch ein im Takt der Maschine bewegtes Steuerglied wechselweise dem Servozylinder zugeführt bzw. von diesem in eine Niederdruckzone abgeführt wird. . .. ■

Bei einem bekannten System dieser Art wird zusätzlich zu dem notwendigen Betriebsmechanismus eine besondere Brennstoffdosierpumpe verwendet; dies bedeutet, nicht nur einen erheblichen Aufwand, sondern auch zusätzliche Wartungskosten. Bei einer ähnlichen Anlage wird der Hub des Pumpstempels durch die Dauer der Beaufschlagung mit der. Druckflüssigkeit bestimmt, indem je nach der Stellung eines Steuer-, Schiebers dessen besonders geformte Steuerkanten den Zulauf von Druckflüssigkeit zum Servokolben für eine mehr oder weniger lange Zeitspanne freigeben. Diese Steuerkanten bedürfen jedoch einer besonders sorgfältigen und darum teuren Bearbeitung, um zu gewährleisten, daß jedem Zylinder eimer Mehrzylindermaschine etwa die gleiche Brennstoffmenge zugeführt wird. Diese Methode erscheint insbesondere deshalb nachteilig, weil die Steuerkanten sich abnützen. Die Erfindung schlägt deshalb vor, daß zur Regelung der Eiinspritzmenge. die Länge des Rückhubes und damit des 'nachfolgenden Förderhubes des Pumpstempels durch, ein die Geschwindigkeit des Abströmens der Flüssigkeit aus dem Servozylinder in die Niederdruckzone .beeinflussende.Drosselorgan veränderbar ist.

-Es-. ist nun. zwar bereits ein ähnliches Einspritzsystem vorgeschlagen ■ worden, bei welchem der Hub des Pumpstempels durch einen mechanischen Anschlag veränderbar ist.,Solche Art Anschläge sind aber ebenfalls einer starken Abnutzung, unterworfen, überdies ist es auch in diesem Fall äußerst schwierig, die Anschläge so einzustellen, daß mit Sicherheit in alle Zylinder die , gleiche Brenntoffmenge eingespritzt wird.

In den Zeichnungen ist eine nur als Beispiel gedachte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt ..; ' , . . .

Fig. 1 einen Schnitt durch eine kombinierte PumpundEinspritzernheit nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Ein- und Auslaßverbindungen in Fig. 1, ',.. ... .' . ■

Fig. 3 einen.Schnitt durch eine.andere Bauform,

Fig. 4 eine. Löcher im Muffenventilende in. Fig. 3 darstellende Ansicht,. ....

Fig..5 und 6..einen Längs- und einen Querschnitt durch einen Drehschieber, .

... Fig. 7. eine .schaubildliche Darstellung einer Anordnung eines Systems nach der Erfindung,

Brennstoff-Einspritzsystem
für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

British Internal Combustion
Engine Research Association, .
Slough, Buckinghamshire (Großbritannien)

Vertreter: Dr. phil. G. Henkel, Patentanwalt, ' Berlin-Schmargendorf, Auguste-Viktoria-Str. 63

Beanspruchte Priorität: ':.·.,'■'.'.■- ■.'.'■■ Großbritannien vom 14. Januar 1955 und 9. Januar 1956

■ ■ ■ ■ Wilfried Percival Mansfield, ·
Slough, Buckinghamshire' (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Fig. 8 eine schaubildliche.Darstellung einer anderen Anordnung eines Systems nach der Erfindung,

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine kombinierte

Pump- und Einspritzeinheit anderer Bauart, .- ^:

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine weitere Bauart einer kombinierten Pump- und Einspritzeinheit,

Fig.11 und 12 andere, eine Einheit gemäß. Fig.. 10 benutzende Systeme. ■ ■.' . , .

Zunächst ,.-sei- Fig. 1 beschrieben. Eine Kammer 1 wird über ein Rückschlagventil 2 mit Gas gefüllt. Die Kammer ist. mit einer elastischen Membran 3 versehen, die das Gas von einem anderen,, freien Raum 4 trennt, in den eine Servoflüssigkeit, in diesem Fall

Schweröl, unter Druck mit Hilfe einer Förderpumpe über die. Einlaß verbindung 5 und den Durchlaß 6 einr gebracht wird. Bei stehender Maschine wird die Mem^ bran 3 vom Teil 7 getragen, der in diesem Fall an der Ringfläche 8 anliegt. Bei laufender Maschine wird der

Gasdruck durch den Öldruck ausgeglichen, und die Feder 9 hält den. Teil 7 offen...Bei einer Rechtsbewegung des in. axialer Richtung bewegbaren Steuef-. Schiebers 10 wird die Öffnung 11 freigegeben; dadurch .fließtÖil.in den Servozylinder 12 und drückt denServo-

kolben .13 und damit den Pumpenstempel 14. abwärts, so daß Brennstoff.aus der als Pumpkammer dienenden Bohrung 15 über., den· Durchlaß 43 zu einer "herkömmlichen, vom Nadelventil 17 gesteuerten Düse 16 gepumpt wird. ... . . :' -.-■ ,. ...

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Die Fördermenge der Brennstoffpumpe wird durch Änderung des Hubes des Stempels 14 geregelt. Nach Beendigung des die Unterseite des Stempels 14 bis dicht an das andere Ende der Bohrung 15 'heranbringenden Pumphubes, wonach praktisch kein Brennstoff mehr in der Bohrung 15 bleibt, bewegt sich der Schieber 10 nach links und gibt die Ausflußöffnuhg23 frei. Dadurch kann öl aus dem Servozylinder 12 zur

' teiler den Druck in der 5Stempelbohrung 55 auf einen \ niedrigen Wert abfallen⁵ läßt, werden der Stempel 56 ; und das Muffenventil 57 durch die vom Äbgäbedruck'¹ ■ im Servozylinder hervorgerufene und auf die Unter-

5 seite des Stempels 56 wirkende Kraft aufwärts bewegt. Gegen Ende des Aufwärtshubes wird die Abgabeöffnung 62 freigegeben.

Die Bewegung des Stempels 56 in die Bohrung 59

der Druck im Servozylinder 12 sinkt ab, und die auf den Stempel ausgeübte Kraft wird verringert. Dies hat zur Folge, daß der Servodruck das Pumpeneinlaßventil 25 öffnet und unter Servodruck befindlicher

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Auslaßöffnung 24 und von idort über eine einstellbare > hinein ruft eine wesentlich kleinere Abwärtsbewegung Öffnung jiff in _ein Niederdruckvorratsgefäß fließen, io des Pumpenstempels. 63 hervor. Zur Verhinderung

einer unerwünschten, schwachen Voreinspritzung ist das Rückschlagventil 64 derart eingerichtet, daß es ein ziemliches Stück bewegt werden muß, bis Brennstoff hindurchfließen kann; es wind also ein merklicher Teil Brennstoff vom Durchlaß 6 über den engeren Durch- 15 des Pumpenhubes zu seinem Schließen benutzt. An laß 26 und das Ventil 25 in die Bohrung 15 fließt und Stelle des weiter unten beschriebenen und diesen Effekt dabei den Stempel 14 und den Kolben 13 aufwärts be- hervorrufenden, zylindrischen Teiles des Ventilwegt. Der vom Stempel 14 zurückgelegte Weg, bevor schaftes ist als weitere Möglichkeit in Fig. 3 eine die Auslaßöffnung 23 geschlossen und dadurch ein kurze Gegenbohrung 65, in die der Ventilkopf genau weiteres Auffüllen der Pumpenkammer verhindert 20 hineinpaßt, dargestellt.

wird, wird durch die Einstellung eines einstellbaren, Bei der Bauform nach Fig. 3 wurden die Muffenden FKissigtkeitsaustritt aus der Auslaß leitung 24 ventilenden zur Freigabe der Ein- und Auslaßöffnunregelnden Dr_os^selorgans festgelegt. Dieses kann als gen 58 bzw. 62 verwendet. Dies hat gegenüber der Ventil ausgebildet sein, das zur Feineinstellung des Ausbildung von Löchern in der Muffenventilwand den Durchlaßquerschnitts χοη^,, H,and ^oder_.durch einen 25 Vorteil geringerer Kosten und eines größeren Öff-Mojtoridrehziatilregler axial verschiebbar ist. nungsverhältmiisses. Im Rahmen der Erfindung können

**~Die ETnfäBleifung 5 und die Auslaßleitung 24 sind jedoch auch eine Mehrzahl von Öffnungsanordnungen in Fig. 2 dargestellt, die einen Schnitt durch die Fig. 1 mit Muffenventil und mit dem oben beschriebenen zeigt. Kolbenventil benutzt werden. Als weitere Abänderung

Der Brennstoff wird zu einem geeigneten Zeitpunkt 30 kann dieses Muffenregelventil senkrecht zur Einspritzwährend des Arbeitskreislaufes von einem weiter pumpenachse, d. h. am Ort der in Fig. 1 dargestellten unten beschriebenen, drehbaren Verteilerventil über Bauform angeordnet werden..

eine Leitung 18 und eine Drosselöffnung 19 zu einer In Fig. list ein eine zylindrische Bohrung besitzen-

' Bohrung 20 geleitet. Diese Bohrung enthält als Be- des Gehäuse 28 mit einem dicht passenden, auf dem tätigungsglied einen dicht passenden Stempel 21, der 35 Nadelventil 17 gelagerten Kolben 29 versehen. Der andern Ende des Schiebers 10 anliegt, ihn nach links kleine, freie Raum über dem Kolben 29 ist mit dem schiebt und dadurch eine Feder 22 zusammendrückt. Durchlaß 26 über den Durchlaß 30 verbunden, so daß Später läßt SkJi das drehbare Verteilerventil das in der Druck im Servosystem dauernd auf den Kolben der Leitung 18 befindliche Öl in ein Niederdruckgefäß wirkt und dadurch eine Kraft auf das Nadelventil 17 ab, so 'daß die Feder 22 den Schieber 10 mit einer 40 ausübt. Anstatt einen besonderen, kolbenähnlichen weitgehend durch die von ihr ausgeübte Kraft und die Bauteil zur Kraftausübung auf das Nadelventil zu Größe der Drosselöffnung 19 bestimmten Geschwin- verwenden, kann der Flüssigkeitsdruck auch direkt an digkeit nach rechts bewegen kann. Das beschriebene das von der Düsenauslaßöffnung entfernte Nadelventil-Verfahren stellt die bevorzugte Ausführungsform dar, ende angelegt werden. In diesem Fall ist kein besonjedoch kann der Öldruck auch'für die Rechts- und der 45 derer Durchlaß zur Abführung von am Belastungs-Federdruck für die.Linksbewegung des Schiebers be- kolben und an der Nadel vorbeileckender Flüssigkeit nutzt werden. erforderlich.

In. Fig. 3 ist an Stelle des erwähnten, axial beweg- Die Auslaßöffnung 31 einer Bohrung 32 im Pump-

lich'en Schiebers ein in einer Verlängerung des Servo- stempel 14 isT'sS'-änggöfdnet, daß sie gegen Ende des zylinders arbeitendes und dem gleichen Zweck, näm- 50 Stempelhubes derart mit einer Öffnung 33 zusammenlich der. Freigabe der Servoflüssigkeitsversorgung und wirkt, daß die Pumptätigkeit durch Überströmen von der Ausfluß öffnungen zu gegebener Zeit dienendes Brennstoff aus der Öffnung 15 in den Servoflüssigkeits-Muffenventil dargestellt. Die beiden Ventilbewegungen durchlaß 26 beendet wird.

werden folgendermaßen bewirkt: Der Stempel 56 und Kurz nach Beginn dieses Überströmvorganges tritt

das damit verbundene Muffenventil 57 werden ab- 55 ein zylindrischer Kopf 34 am Stempel 14 in eine zylinwärts bewegt, wenn der vom Verteiler geregelte Druck drische Aussparung 35 ein, so daß in dieser Aussparung in der Bohrung 55 auf Servodruck ansteigt. Gegen eingeschlossener Brennstoff durch einen schmalen, Ende seines Abwärtshubes gibt das Ventil mit seiner kreisförmigen Zwischenraum zwischen dem Stempel-Oberkante die Zuflußöffnung 58 frei. Wenn danach die kopf und der Aussparung hindurchgedrückt wird. Servoflüssigikeit in die Bohrung 59 eintritt, wird der 60 Diese stoßdämpfende Wirkung bringt die aus dem auf die Oberseite des Stempels 56 wirkende Druck Stempel 14 und dem Kolben 13 bestehende Anordnung ungefähr durch einen ähnlichen, auf seine Unterseite am Ende des Hubes sanft zum Stehen, wirkenden Druck ausgeglichen. Trotzdem setzt der Da es sich erreichen läßt, daß am Ende des Pumpen-

Stempel wegen der ihm innewohnenden Trägheit, hubes praktisch kein "Brennstoff in der Bohrung 15 wegen der durch den eintretenden Brennstoffstrom auf 65 verbleibt, wurde festgestellt, daß die in den beiden die schräge Ventilstirnfläche ausgeübten, abwärts ge- vorangehenden -Beschreibungsabsätzen geschilderten richteten Kraft und wegen eines geringen Druckabfalls Einrichtungen fortgelassen werden können und trotzan den Löchern 60 (s. auch Fig, 4), die den Zufluß des dem gute Ergebnisse erzielt werden. Wegen seiner Brennstoffes zum Servozylinder 61 gestatten, seine Be- Einfachheit 'bildet der glatte Stempel ohne Durchlaß, wegung bis zum Hubende fort. Später, wenn der Ver- 70 Öffnungen ader Dämpfung die bevorzugte Anordnung.

Der Brennstoffpumpstempel 14 ist ein wenig kurzer als die öffnung 15, in der er arbeitet. Der Kolben 13 wird am Ende seines Hubes durch den vom Zylinder 12 und der Bohrung 15 gebildeten Absatz angehalten, und der Stempel 14 bewegt sich infolge seiner Trägheit noch ein kurzes Stück weiter, bevor er durch den auf seine Stirnfläche wirkenden Öldruck zum Stehen gebracht wird. Da er sich dieses kurze Stück frei zurüokbewegen kann, fällt (der Öldruck in dem kurzen Durchlaß zwischen der Bohrung 15 und der Düse 16 unter den'Schließdnick der Düse ab und bewirkt ein scharfes Aufhören des Einispritzvorganges.

Das Einlaßventil 25 ist mit einem zylindrischen Teil 36 versehen. Der enste Hubabschnitt des Pumpstempels 14 dient nur zum Hineinbewegen des Teiles 36 in seine Bohrung bis zum Aufsitzen des Ventils 25. Anschließend .steigt der Druck in der Bohrung 15 an, und die Abgabe nach der Düse hin beginnt. Dieser Vorgang gestattet, die öffnung 11 weiter aufzumachen, und der Stempel 14 bekommt eine höhere Geschwindigkeit, bevor die Abgabe aus der Bohrung 15 zur Düse 16 hin beginnt. Es wurde jedoch auch hier wieder beobachtet, daß auch ohne diese Maßregel ein zufriedenstellendes Einsetzen des Einspritzvorganges erreicht werden kann und daß das einfache Ventil darüber hinaus sogar eine höhere Maximalpumpleistung ergibt. Die Bohrung 37, in der sich der Kopf des Ventils 25 bewegt, besitzt einen nur ganz wenig größeren Durchmesser als der Ventilkopf. Dies gewährleistet eine Rückkehr des Ventils in seine Ruhelage .'zu Beginn des Hubes des Stempels 14, so daß keine Ventilrückführfeder mehr erforderlich ist. Diese Schließbewegung gestattet eine geringe Bewegung des Stempels 14, bevor .der Druck in der Bohrung 15 ansteigt.

Bei geöffnetem Ventil 25 bedeckt ein Ansatz 42 an seinem Kopf die zur Düse führende öffnung des Durchlasses 43. Diese Anordnung verhindert bei offener Düsennadel 17, daß das Öl unter Servodruck vom Durchlaß 26 zu den Düsenöffnungen hin fließt, was eine übermäßige Brennstoffzufuhr zum Motorzylinder zur Folge hätte.

Ein Durchlaß 39 im Schieber 10 gestattet ein Entweichen von Öl aus dem die Feder 22 aufnehmenden freien Raum in den freien Raum 40, so daß dieses Öl nicht die Schieberbewegung behindern kann. Alles öl, das an der Nadel 17 und dem Kolben 29 vorbei in die Aussparung 38, an den Pumpstempel 14 und dem Kolben 13 vorbei in die Aussparung 41 und am Schieber 10 und dem Stempel 21 vorbei in die Aussparung 40 hinüberleckt, fließt über nicht dargestellte Durchlässe in eine Leckölleitung in der Nähe der anderen Leitungen der Einheit.

In denjenigen Fällen, wo eine Kühlung der Düse erforderlich ist, kann dies durch Überleiten des in die Öffnung 23 abgelassenen Öls über zusätzliche Durchlässe zu Kühldurchlässen bekannter Anordnung in der Düse und anschließend , zur Leitung 24 erreicht werden.

Verschiedene Mittel können verwendet werden, um die Leitung 18 entweder mit der Servoflüssigkeitsrdruokleitung oder einem .Niederdruckteil des Systems zu verbinden. Die Fig. 5 und 6 stellen eine hierfür geeignete Verteileranordnung dar.

Die Welle des Rotors 68 (s. Fig. 5) wird von der Maschine her im Falle eines Zweitaktmotors mit Kurbelwellendrehzahl und im Falle eines Viertaktmotors mit halber Kurbelwellendrehzahl angetrieben. Der Rotor 68 besitzt einen Teil 69 von größerem Durchmesser, dessen flache Stirnflächen 70 und 71 eng an den Innenflächen der Stirngehäuse 72 und 73 anliegen, die mit Ansätzen in die Bohrung des Mittelgehäuses 74 hineingreifen, die Lager für die Welle bilden und mit Öldichtungen 75 versehen sind. Die Fläche 70 .des Rotors ist mit zwei Hauptnuten 76 und 77 versehen (s..Fig. 6). Eine Radialnut 78 verbindet die Nut 76 mit dem Ringraum 79 (Fig. 5), dem über die Leitung 80 unter Servodruck stehendes Öl zugeführt wird. Eine Radialnut 81 verbindet die Nut 77

ίο mit dem Ringraum 82, der über den Durchlaß 83 mit dem Ringraum 84 in Verbindung steht, welcher seinerseits wieder über die Leitung 85 an einen Niederdruckteil des Systems angeschlossen ist.

Bei laufendem Rotor 68 bewegen sich die Nuten 76 und 77 an einer Anzahl von auf einem geeigneten Halbmesser in das Stirngehäuse 73 gebohrten Löchern 86, 87 usw. vorbei (s. Fig. 5 und 6). Jedes Loch ist über die Leitungen 88, 89 usw. mit der Leitung 18 (β. Fig. 1) einer der kombinierten Pump- und Einspritzeinheiten verbunden und bewirkt dadurch die verlangten Bewegungen des Schiebers 10 (Fig. 1) der Einheiten.

Die andere Stirnfläche 71 des Rotors ist mit den Nuten 76, 77, 78 und 81 ähnlichen und entsprechenden Nuten versehen. Dadurch wird sichergestellt, daß die durch den Öldruck zwischen je zwei aufeinanderpassenden Flächen hervorgerufenen Kräfte gleich sind, so daß kein Seitenschub auf den Rotor ausgeübt wird und kein Drucklager erforderlich ist.

Die Nuten 76 und 77 sind gerade ausgebildet, um ein allmähliches öffnen der Löcher 86, 87 usw. zu bewirken und dadurch die Ausbildung starker Druckwellen in der Leitung 18 (Fig. 1) zu verhindern. Aus demselben Grunde ist die Tiefe der Nuten 76 und 77 .

nach iden Enden hin flacher ausgebildet, und die Nuten können sogar allmählich in die Oberfläche übergehen.

Ein von Hand oder selbsttätig einstellbarer Zündversteller 134 bekannter Art kann zwischen der Rotorwelle und der diese antreibenden Motorwelle eingefügt werden, wie in Fig. 7 gestrichelt dargestellt ist.

Die Förderpumpe für die Servoflüssigkeit kann mit dem Verteiler zu einer Einheit verbunden werden. Vorzugsweise werden für kleine Motoren einfache Förderpumpen mit Tauchkolben und für größere Motore Zahnradpumpen verwendet, doch ist die Art der Pumpe für die Wirksamkeit des Einspritzsystems nicht von großer Bedeutung.

Wo es genügt, eine Zahnradpumpe für die Servoflüssigkeit mit gleicher Drehzahl wie den Verteiler laufen, zu lassen, können die Durchlaßanordnungen nach 'den Fig. 5 und 6 in der an beiden Enden von den Stirnabdeckungen der Pumpe abgedeckten Pumpenzahnradwelle und in den Endabdeckungen angeordnet werden. Die Verteilernuten können an den Wellenstirnflächen angebracht sein. Die Öffnungen und Durchlässe können aber auch an irgendwelchen anderen zusammenarbeitenden Flächen vorgesehen sein. Die Anordnung des vollständigen Brennstoffeihspritzsystems ist schaubildlich in Fig. 7 dargestellt. Die Ziffer 117 bezeichnet eine vom Brennstoffvorratstank zu einem Filter 118 und dann zu einem geschlossenen Tank 119 führende Leitung. Der Brennstoff fließt dann durch die Leitung 120 zu der von der Haschine angetriebenen Servoflüssigkeitsförderpumpe 121 und weiterhin zu einem durch Einstellgriff 123 regelbaren Druckregler 122. Die über die zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Druckes hinausgehende Brennstoffmenge wird über die Leitung 124 in den Tank 119 zurückgeführt. Der verbleibende

Brennstoff fließt über das Filter 125 und die Verteilerleitung 126 zu den Brennstoff- und Servoflüssigkeitszuführungsleitungen 5 (Fig. 1) der einzelnen Einspritzpumpeneinheiten. Von den Leitungen 24 (Fig. 1) dieser Einheiten abgegebener Brennstoff fließt über die Verteilerleitung 127 zur einstellbaren öffnung 128 und von dort in den Tank 119 zurück. Die Öffnung 128 kann von Hand oder durch einen Motordrehzahlregler eingestellt werden; in beiden Fällen kann ein Ventil mit Feineinstellung des Durchlaßquerschnitts durch axiale Ventilverschiebung verwendet werden.

Die Leitung 129 fördert unter Servodruck stehenden Brennstoff zur Leitung 80 (Fig. 5) des Verteilers 130, und der aus der Leitung 85 (Fig. 5) des Verteilers abfließende Brennstoff kehrt über die Leitung 131 in den Tank 119 zurück. Leitungen 132 verbinden die Verteilerleitungen 88, 89 usw. (Fig. 5) mit den Bohrungen 20 (Fig. 1) und entsprechen daher der Leitung 18 gemäß Fig. 1. Der aus den einzelnen Einspritzpumpeneinheiten leckende Brennstoff wind über die Verteilerleitung 133 . in den Tank 119 zurückgeführt.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. S.ndargestellt, in die die Zuführung von Servo-• flüssigkeit zum Zylinder des Kolbens 137 nicht durch einen besonderen Steuerschieber für jede Einheit, sondern durch einen herkömmlichen Verteiler 138 geregelt wird. Dieser kann die gleichen allgemeinen Merkmale wie der in den Fig. 5 und 6 dargestellte Schieber aufweisen, besitzt jedoch in Anpassung an den stärkeren Servoflüssigkeitsdurchfluß _; größere Durchlässe. Es hat sich herausgestellt, daß bei dieser Anordnung unter bestimmten Geschwindigkeits- und Lastbedingungen in der Leitung zwischen dem Verteiler und der Einspritzeinheit Druckwellen den Arbeitsablauf stören und eine Sekundäreinspritzung bewirken können, indem eine Niederdruckphase den Eintritt von Brennstoff in die Pumpe zuläßt und die nächste Hochdruckphase diesen zusätzlichen Brennstoff in den Zylinder einspritzt. Dieser unerwünschte Effekt kann dadurch vermieden werden, daß die Speise- und Abgabeöffnungen im Verteilerrotor dicht nebeneinaridergesetzt werden. Dadurch öffnet sich nämlich die Ausgabeöffnung kurz nach dem Schließen der Einlaßöffnung und etwa am Ende des Einspritzvorganges bei Vollast und Maximaldrehzahl. Der Weiter oben beschriebene, zylindrische Teil 36 (Fig. 1) am Einlaßventil 25 setzt die Möglichkeit einer Sekundäreinspritzung herab, da dann bei geringer Rückwärtsbewegung des Pumpstempels 14 kein Brennstoff in die Bohrung 15 eingesaugt wird, wenn der Teil 36 seine Bohrung noch nicht verlassen hat. Vorzugsweise werden die die einzelnen Kolbenzylinder mit dem Verteiler verbindenden Leitungen 140 (Fig. 8) gleich lang gemacht. Nach Vollendung des Pumpen'hubes in jeder Einspritzpumpeneinheit gestattet der Verteiler die Rückkehr der Servoflüssigkeit zum Tank 139 über die einstellbare Öffnung 141, die auf diese Weise den Hub der Pumpen 'steuert. Die Förderpumpe 142 speist über den Druckregler 144 einen üblichen Speicher 143. Die Verteilerleitung 145 liefert über - Pumpeneinlaßventile unter dem Druck des Servosystems stehenden Brennstoff ari die einzelnen Pumpen: Eine weitere, nicht dargestellte Verteilerleitung führt ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 Leckbrennstoff zum Tank zurück.

Das in Fig. 8 dargestellte System benötigt einschließlich der Leckbrennstoff-Rückführleitung nur drei Leitungen für jede Einspritzpuimpeneinheit, während das System gemäß Fig. 7 deren vier benötigt. Zwecks weiterer Verringerung der für jede Einheit benötigten Leitungen auf nur zwei kann die in Fig. 9 dargestellte Einheit verwendet werden. Hier ist der die Pumpe über das Rückschlagventil 149 beliefernde Durchlaß 148 nicht mit einer besonderen Einlaßver-

-5 bindung und einer besonderen Einlaßleitung wie in Fig. 8, sondern mit dem Kopf des Servozylinders und dadurch mit der den Servozylinder mit dem Umlaufverteiler verbindenden Leitung verbunden. Eine Feder 150 dient zur Rückführung des Servokolbens und des

ίο Pumpenstengels. Diese Feder kann, wie dargestellt, aus einem Stück bestehen. Es kann jedoch auch ein besonderer Stempel mit einem an der Kolbenunterseite anliegenden Flansch vorgesehen werden, wobei sich die Feder an den Flansch anlegt. Die Feder ruft im Servozylinder einen Druck hervor, so daß eine kleine Menge des in diesem Zylinder befindlichen Brennstoffes durch den Durchlaß 148 über das Rückschlagventil 149 zwecks Pumpenfüllung fließt, wenn der Verteiler eine Abgabe aus dem Servozylinder zuläßt.

Der verbleibende Rest der abzugebenden Menge fließt über die Leitung zum Verteiler und dann über das Drosselorgan zurück zum Tank. Fig. 9 zeigt auch, wie das Düsennadelventil durch unmittelbares Anlegen des Flüssigkeitsdruckes an die Nadel selbst ge- füllt werden kann. Diese Anordnung "vermeidet die Notwendigkeit eines Durchlasses für die Abführung von am Nadelventilschaft und an einem besonderen Belastungskarben vorbeileckendem Brennstoff. In der Anordnung der Fig. 9 dient der Leckdurchlaß 151 nur dem freien Raum unter dem Servokolben. Es. kann auch der Nadelventilschaft verkürzt und zwecks Unterstützung der vom Flüssigkeitsdruck ausgeübten Kraft eine kleine Feder in der Düsennadelbohrung angeordnet werden. Der Durchlaß 152 wird durch den Kopf des Ventils 149 verschlossen, solange keine Einspritzung stattfindet. An Stelle des in Fig. 9 dargestellten Nadelventils kann auch eine Düse mit einem einfachen Plattenrückschlagventil verwendet werden. Bei einer weiteren, in Fig., 10 dargestellten Anordnung, die eine Düse mit einem federbelasteten Rückschlagventil 158 aufweist, sind der Servozylinder 154 und der Pumpenspeisedurchlaß 155 mit getrennten Leitungen versehen. Die die Feder aufnehmende Kammer unter dem Servokolben, in die am Pumpstempel und am Servokolben vorbeileckender Brennstoff fließt, ist über einen kurzen Durchlaß 156 mit dem Pumpenspeisedurchlaß 155 verbunden. Der Servozylinder ist wie bei den früher beschriebenen Anordnungen mit dem Verteiler verbunden, während der Speisedurchlaß 155 mit einem besonderen Brennstoffsystem in Verbindung steht, in dem ein viel niedrigerer Druck als der Servodruck herrscht. Dieser niedrigere Druck wind (beispielsweise durch den Atmosphärendruck oder durch eine Niederdruckförderpumpe geschaffen. Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung in Fig. 10 besteht aus dem in einer Nut im Servokolben eingefügten Dichtungsring 157 aus elastischem Material. Bei Verwendung dieses Ringes ist es nicht mehr erforderlich, daß Stempel- und Kolbenbohrungen läppend aufeinanderpassen und zueinander genau mittig ausgerichtet sind.

Bei dieser Anordnung braucht die im Pumpenantriebssystem verwendete Flüssigkeit- kein Brennstoff zu sein, sondern es kann ein für hydraulische Systeme besonders geeignetes Öl verwendet werden.

Eine Einspritzpumpeneinheit der in Fig. 10 dargestellten Art kann auch durch das Schmierölsystem einer Maschine betrieben werden. Ein Musterbeispiel eines solchen Systems ist in Fig. 11 dargestellt. Eine Zahnradpumpe 160 genügender Förderleistung, um

die normalen Maschinenerfordernisse und zusätzlich den für das Servosystem benötigten Durchfluß befriedigen zu können, fördert unter Druck stehendes Schmieröl über ein Filter 161 zu einem druckbegrenzenden Überdruckventil 162. Das hier überfließende Öl kehrt zum Maschinensumpf zurück. Ein Teil des verbleibenden Öls fließt über die Leitung 163 zur Maschinenschmierleitung 164 und der Rest zum Speicher 165 des Servosystems. In diesem Fall wenden an Stelle der bei den früher beschriebenen Anordnungen verwendeten Membran und Druckluftkammer ein Kolben und eine Feder verwendet. Wegen der bei diesem System verwendeten, niedrigeren Drücke bedeuten Leckverluste am Kolben und Federraumbedarf weniger schwerwiegende Nachteile. Das am Kolben vorbeileckende Öl wird zum Maschinensumpf zurückgeführt. Das Einspritzsystem besteht weiterhin aus der Einspritzpumpeneinheit 166 entsprechend der in Fig. 10 dargestellten Art, dem Umlaufverteiler 167, dem Abgäberegelventil 168 und dem die einzelnen Verbindungsleitungen der Einspritzpumpeneirtheit mit Brennstoff versehenen Brennstofftank 169 nebst Filter 170. Das Regelventil 168 kann im Fall eines Dieselmotors von Hand oder mit Hilfe eines Drehzahlreglers und im Fall eines fremdgezündeten Motors in Verbindung mit der Luftdrossel betätigt werden.

In einer in Fig. 12 dargestellten anderen Anordnung arbeitet die Zahnradpumpe bei einem wesentlich höheren Drudk, als es die Maschinenschmierung verlangt, und fördert genügend Öl für das Schmier- oder für das Servoeinspritzsystem, je nachdem, welches die größere Menge benötigt. Das Servosystem ist das gleiche wie früher, jedoch werden der Überlauf vom Überdruckventil 162 und die Abgabe vom Regelventil 168 unter verringertem Druck an die Maschinensohmierleitung 164 abgegeben, die in diesem Fall mit einem beim niedrigeren Druck arbeitenden Überdruckventil 171 versehen ist.

A^orzugsweise benutzt man bei dem in den Fig. 11 und 12 und vor allem in letzterer dargestellten System ein Schmieröl von geringer Viskosität bei Lufttemperatur und von hohem Viskositätsindex.

Claims

PATENTANSPHÜCHE: 45

1. Brennstoff-Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit je Arbeitszylinder einer Pumpdüse, deren Pumpstempel durch einen im Durchmesser größeren Servokolben betätigt wird, indem unter praktisch gleichbleibendem Druck stehende Flüssigkeit durch ein im Takt 'der Maschine bewegtes Steuerglied wechselweise dem Servozylinder zügeführt bzw. von diesem in eine Niederdruckzone abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Einspritzmenge die Länge des Rückhubes und damit des nachfolgenden Förderhubes des Pumpstempels (14,63) durch ein die Geschwindigkeit des Abströmens der Flüssigkeit aus dem Servozylinder (12, 61) an die Niederdruckzone beeinflussendes Drosselorgan (128, 141) veränderbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Flüssigkeitsstrom zum und vom Servozylinder (12) steuernde Glied in an sich bekannter Weise als axial bewegbarer Steuerschieber (10) ausgebildet ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axial bewegbare Steuerschieber (10) mit Hilfe eines durch einen Verteiler (130) gesteuerten Betätigungsgliedes (18 bis 21) mittels Druckflüssigkeit betätigt wird, wobei der Verteiler seinerseits das Betätigungsglied im Takt der Maschine wechselweise mit einer Druckflüssigkeitszone und einer Niederdruckzone in Verbindung bringt.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Flüssigkeitsstrom zum und vom Servokolben (137) steuernde Glied als vom Motor angetriebener Drehverteiler (138) ausgebildet ist.

"5. System nach Anspruch 1, wobei der Brennstoff als Druckflüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückhub vom Pumpstempel (14) und Servokolben (13) in an sich bekannter Weise durch Zuführen von Brennstoff in die Pumpkammer (15) über ein Rückschlagventil (25) bewirkt wird, das in seiner die Brennstoffzufuhr zur Pumpkammer (15) freigebenden Stellung den Zutritt zur Einspritzdüse absperrt.

6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse in an sich bekannter Weise ein durch den Servodruck in Schließstellung gehaltenes Nadelventil aufweist, welches geöffnet wird, sobald der Druck des einzuspritzenden Brennstoffs eine größere Kraft in Öffnungsrichtung ausübt.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdruck in an sich bekannter Weise auf einen am Nadelende angreifenden Kolben (29) wirkt.

50 In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 729 083;
britische Patentschriften Nr. 192 691, 327 183,
501- 588, 501632, 626 994.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen