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Kolbenpumpe zur Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenpumpe mit hin und her gehender Arbeitsbewegung
zur Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen, bei der zur selbsttätigen Regelung
der Förderleistung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit außer einem Hauptkolben,
der von der Motorwelle aus angetrieben wird, ein Hilfskolben vorgesehen ist, welcher
während des Hingangs des Hauptkolbens auch im Sinne seines Hingangs angetrieben
und bei seinem von dem Rückgang des Hauptkolbens unabhängigen, durch eine Rückstellkra.ft
bewirkten Rückgang einer hydraulischen Bremsung unterworfen ist, indem er während
seines Rückgangs Flüssigkeit durch eine Drosselöffnung hindurchfördert. Die Folge
davon ist, daß der Hub des Regelgliedes von einer bestimmten Antriebsgeschwindigkeit
des Hauptkolbens an eine Verkürzung erfährt.
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Derartige Einspritz-Kolbenpumpen sind an sich bekannt. Bei den bekannten
Pumpen wird das kolbenartig ausgebildete Regelglied, welches zur Steuerung einer
am Pumpenzylinder angebrachten Austrittsöffnung dient, während des Hingangs (Druckhubes)
des Pumpenkolbens mechanisch über eine nur in einem Richtungssinne kraftschlüssig
wirkende Verbindung ebenfalls im Sinne seines Hingangs angetrieben und legt dabei
am Ende seines Hingangs die genannte Steueröffnung völlig frei. Wenn das Steuerglied
bei seinem gebremsten Rückgang vor Beginn eines erneuten Förderhubes des Pumpenkolbens
die genannte Austrittsöffnung wieder völlig abschließt, hat die Pumpe ihre höchste
Förderleistung. Wird jedoch die Öffnung infolge des gebremsten Rückgangs des Regelgliedes
erst im Laufe des Förderhubes des Pumpenkolbens mehr oder weniger früh abgeschlossen,
so wird die von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmenge weniger oder mehr verringert.
Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß bei ihr die Regelung
der Förderleistung zwangläufig auch zu einer Veränderung des Einspritzbeginns führt,
und zwar derart, daß die Einspritzung um so später erfolgt, als die Geschwindigkeit
größer ist. Weiterhin treten infolge der nur einseitig kraftschlüssigen mechanischen
Verbindung, über die das Regelglied bei seinem Hingang angetrieben wird, zwischen
hochbelasteten oder erhebliche Massen aufweisenden Teilen schwere, schlagartige
Stöße auf, die notwendigerweise zu einer raschen Zerstörung der schlagartig zusammenarbeitenden
Teile führen müssen.
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Diese Nachteile der bekannten Einspritzpumpen werden erfindungsgemäß
vermieden, und zwar dadurch, daß der das Regelglied bildende Hilfskolben, der in
an sich bekannter Weise hydraulisch von dem Hauptkolben bei dessen Hingang bis zur
Freigabe einer Auslaßöffnung derart angetrieben wird, daß der Beginn seines Hingangs
mit dem Beginn des Hingangs des Hauptkolbens zusammenfällt, bei seinem Rückgang
dadurch gebremst wird, daß er wenigstens einen Teil der Flüssigkeit, die seinen
Hingang bewirkt hat, durch die Drosselöffnung hindurchdrückt. Auf diese Weise wird
von einer bestimmten Antriebsgeschwindigkeit des Hauptkolbens an das Regelglied
bei seinem Rückgang vor Erreichung seiner Ausgangsstellung durch die erneut vom
Hauptkolben geförderte Flüssigkeit angehalten und sofort wiederum im Sinne seines
Hingangs bis zur Freilegung der genannten Auslaßöffnung angetrieben. Die vom Hauptkolben
geförderte Flüssigkeit bildet so einen in seiner Stellung von der Geschwindigkeit
abhängigen Anschlag, der sich mit steigender Geschwindigkeit nach der genannten
Auslaßöffnung hin verschiebt.
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Es sei darauf hingewiesen, daß auch Brennstoffeinspritzpumpen bekannt
sind, bei denen das Regelglied bei seinem zugleich mit dem Hingang (Druckhub) des
Hauptkolbens erfolgenden Hingang von letzterem hydraulisch angetrieben wird, während
sein Rückhub unter der Wirkung einer IZückstellkraft erfolgt, und wobei die Stellung
dieses Regelgliedes am Ende seines Hingangs durch Freigabe einer Auslaßöffnung für
die ihn antreibende Flüssigkeit festgelegt ist. Bei diesen bekannten Einspritzpumpen
ist jedoch
für keinerlei Bremsung des Rückgangs des Regelgliedes
gesorgt; vielmehr kehrt dasselbe so- rasch wie möglich in seine Ausgangsstellung
zurück, um auf seiner dem Hauptkolben abgewandten Seite eine Leere zu erzeugen,
die anschließend mehr oder weniger vollständig durch Einströmen von Brennstoff wieder
aufgefüllt wird. Diese Art der Regelung hat e, jedoch, insbesondere bei schnell
laufenden Pumpen, nicht gestattet, eine befriedigende Regelwirkung herbeizuführen.
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Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß bei dem Gegenstand eines älteren
deutschen Patentes die Hübe des Einspritzkolbens um so kürzer werden, je mehr Antriebsgeschwindigkeit
einen bestimmten Wert überschreitet. Bei dem Gegenstand dieses Patentes beruht die
Verkürzung der Hübe des Einspritzkolbens darauf, daß der Rückhub des Einspritzkolbens
durch die in den Einspritzzylinder unter Druck eingelassene Brennstoffmenge bewirkt
wird und daß diese Brennstoffmenge von einer bestimmten Antriebsgeschwindigkeit
der Pumpe an um so geringer wird, je größer die Antriebsgeschwindigkeit wird. Die
Menge des in den Einspritzzylinder eingelassenen Brennstoffs wird dabei von einem
Steuerkolben bestimmt, der den Einspritzzylinder um so stärker abdrosselt, je höher
ein von der Pumpengeschwindigkeit abhängender, auf diesen Steuerkolben wirkender
Druck wird. Das dem Gegenstand dieses älteren deutschen Patentes zugrunde liegende
Regelprinzip ist also von dem der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden völlig
verschieden. Gemäß dem Prinzip der Erfindung hat das bei seinem Rückhub gebremste
Regelglied wegen seiner Bremsung von einer bestimmten Antriebsgeschwindigkeit des
Pumpenkolbens ab nicht mehr die Zeit, in seine Ausgangsstellung zurückzukehren,
sondern wird noch vorher durch den neu einsetzenden, im Sinne des Hingangs des Regelgliedes
gerichteten Flüssigkeitsstrahl angehalten und erneut im Hingangssinne hydraulisch
verschoben.
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Den Gegenstand einer anderen älteren deutschen Patentanmeldung bildet
ein Brennstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen mit je Arbeitszylinder einer
Pumpdüse, deren Pumsternpel 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, wobei dieses Einspritzsystem
dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Regelung der Einspritzmenge die Länge des Rückhubes
und damit des nachfolgenden Förderhubes des Pumpenstempels durch ein die Geschwindigkeit
des Abströmens der Flüssigkeit aus dem Servozylinder in die Niederdruckzone beeinflussendes
Drosselorgan veränderbar ist. Es handelt sich also um eine hydraulisch angetriebene
Pumpdüse, bei der der Servokolben zum Antrieb eines Pumpenstempels dient, und nicht
um eine von der Einspritzdüse getrennte Kolbenpumpe, deren mit der die Regelgröße
bildenden Geschwindigkeit angetriebener Hauptkolben den das Regelglied bildenden
Hilfskolben hydraulisch antreibt. Bei dem Gegenstand dieses älteren Vorschlages
geschieht der Antrieb des Pumpenstempels von dem Servokolben auf mechanische Weise,
und die Veränderung der Hublänge betrifft Pumpenstempel und Servokolben in gleicher
Weise, so daß beide sogar aus einem Stückbestehen können.
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Bei dem Erfindungsgegenstand dagegen ist die Hublänge des Hauptkolbens
unveränderlich, und es ändert sich von einer bestimmten Geschwindigkeit an nur die
Hublänge des Hilfskolbens. Das Arbeiten der Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
ist also von dem des Gegenstandes der älteren Patentanmeldung wesentlich verschieden.
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Letzterer ist im übrigen nur für langsam laufende Brennkraftmaschinen
geeignet und würde bei schnell laufenden Maschinen versagen, während die Einspritzpumpe
gemäß der Erfindung auch bei schnell laufenden Maschinen einwandfrei arbeitet.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch in einem Axialschnitt den Zylinder einer
mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Regelung der Förderleistung versehenen Einspritzpumpe;
Fig. 2 bis 4 zeigen drei andere Ausführungsformen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 5 zeigt ebenfalls schematisch in einem Axialschnitt den Zylinder einer mit
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Fördermenge versehenen Einspritzpumpe,
wobei diese Vorrichtung durch eine mit ihr zusammenwirkende zweite Regelvorrichtung
vervollständigt wird; Fig. 6 und 7 zeigen andere Ausführungsformen der in Fig. 5
dargestellten Vorrichtung; Fig. 8 und 9 zeigen noch zwei andere Ausführungsformen
der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung; Fig. 8 und 9 zeigen noch zwei andere Ausführungsformen
der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
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Wie bereits ausgeführt, sind die dargestellten Pumpen Brennstoffeinspritzpumpen,
z. B. für Dieselmotoren, und gehören. einer Einspritzvorrichtung mit einer oder
mehreren durch diese Pumpen gespeisten Einspritzdüsen an.
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Jede dieser Einspritzpumpen weist einen Zylinder 1 auf, in welchem
ein Kolben 2 arbeitet, welcher auf beliebige geeignete Weise angetrieben wird, z.
B. durch einen nicht dargestellten Nocken. Von diesem Kolben wird eine Öffnung 3
gesteuert, durch welche die Speiseleitung 4 in den Zylinder 1 der Pumpe mündet.
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Zur Erzielung einer selbsttätigen Regelung der Förderleistung in Abhängigkeit
von der Geschwindig keit, und zwar, genauer, von einer bestimmten Geschwindigkeit
aus, derart, daß dem mit der betreffenden Pumpe versehenen Motor eine Höchstdrehzahl
vorgeschrieben wird, welche der Motor nicht überschreiten kann, wird erfindungsgemäß
durch wenigstens einen Teil des von dem Kolben 2 während seines Förderhubes (Aufwärtsbewegung)
und nach Schließung der Öffnung 3 geförderten Brennstoffs ein Hilfskolben 5 verstellt,
welcher entgegen einer Rückholfeder 6 in einem Zylinder 7 gleitet, und die Rückkehr
des Hilfskolbens, welche während des Ansaughubes (Abwärtsbewegung) des Pumpenkolbens
2 erfolgt, wird mittels einer Drosselstelle 8 in der Leitung 9 gebremst, welche
während der Rückkehrbewegung des Hilfs- oder Regelkolbens 5 der Brennstoff durchströmen
muß, welcher vorher die Verstellung des Hilfskolbens in der Vorwärtsrichtung bewirkt
hatte, wenn dieser Brennstoff den Zylinder 7 verläßt.
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Offenbar hängt die Geschwindigkeit der Rückkehr des Regelkolbens 5
nur von der von der Feder 6 ausgeübten Rückführungskraft und der Wirkung der Drosselstelle
8 ab.
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Solange die so bestimmte Rückkehrzeit T des Regelkolbens 5 kleiner
oder höchstens gleich der Zeit 0 des Abwärtshubes des Pumpenkolbens 2 ist (wobei
0 von der Drehzahl des Motors abhängt, an
welchem die betreffende
Einspritzpumpe angebracht ist), kann der Regelkolben 5 stets seinen gesamten Rückkehrhub
durchlaufen, welcher somit keine Veränderung erfährt; sobald jedoch die Drehzahl
des Motors zunimmt, derart, daß O kleiner als T wird, wird der Kolben 5, bevor er
seinen gesamtenRückkehrhub durchlaufen hat, von neuem von dem Strahl des durch den
aufwärts gehenden Kolben 2 geförderten Brennstoffs getroffen, welcher vorzeitig
die Wiederaufwärtsbewegung des Kolbens 5 und somit eine Verkürzung des Hubes desselben
bewirkt, wobei diese Verkürzung um so größer ist, je größer dieDifferenz T-0 ist.
Anders ausgedrückt, sobald 0 kleiner als T wird, bildet der von dem Kolben 2 geförderte
Brennstoff eine Art Flüssigkeitsanschlag für den Kolben 5, welcher diesen Kolben
während seines Rückkehrhubes um so früher anhält, je größer die Geschwindigkeit
des Pumpenkolbens und somit die Drehzahl des Motors selbst ist.- Diese Verkürzung
des Hubes des Kolbens 5 wird ausgenutzt, um eine Verringerung des von der Einspritzpumpe
zu der Einspritzdfse oder den entsprechenden Einspritzdüsen geförderten Brennstoffs
zu erhalten, wobei diese Verringerung so erheblich sein kann, daß der Motor verhindert
wird, eine vorausbestimmte Grenzdrehzahl zu überschreiten.
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Dieses Hauptkennzeichen der Erfindung kann auf verschiedene Weise
verwirklicht werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird
das Innere des Zylinders 1 durch einen einRückschlagventil 11 enthaltenden
Kanal 10 mit dem unteren Raum 7 a des Zylinders 7 verbunden, so daß dieser Kanal
die Überführung des von dem Kolben 2 während seiner Aufwärtsbewegung geförderten
Brennstoffs in den Raum 7 a. gestattet, und dieser wird durch den die Drosselstelle
8 enthaltenden Kanal 9 mit dem über dem Kolben 5 liegenden Raum 7 b des Zylinder
7 verbunden, wobei ein Absperrorgan 12 den Kanal 9 während der Aufwärtsbewegung
des Kolbens 2 verschließt und ihn erst während der Abwärtsbewegung desselben öffnet.
Zur Steuerung des Absperrorgans 12 in der obigen Weise kann dieses die Forte eines
Gleitschiebers erhalten, welcher auf seiner Unterseite über einen Kanal 13 dem in
dem Zylinder 1 herrschenden Druck auf seiner Oberseite der Einwirkung einer Rückholfeder
14 ausgesetzt ist. Ferner enthält dieser Schieber einen Kanal 12a, welcher so angeordnet
ist, daß er in der Verlängerung des Kanals 9 liegt, wenn ihn die Feder 14 in seine
unterste, in Fig.l dargestellte Stellung zurückgedrückt hat. Wenn infolge des Aufwärtshubes
des Kolbens 2 ein Überdruck in dem Zylinder 1 entsteht, verstellt dieser den Schieber
2 nach oben und verschließt damit den Kanal 9.
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An den Zylinder 7 sind noch einerseits die Förderleitung 15, welche
zweckmäßig durch ein Rückschlagventi116 gesteuert wird und mit der Düse oder den
Düsen verbunden ist, sowie andererseits ein A.uslaßkanal 17 angeschlossen, welcher
von dem Kolben 5 geöffnet wird, wenn dieser einen gewissen Vorwärtshub in dem Zylinder
7 ausgeführt hat.
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Schließlich weist der Zylinder 7 in der Nähe seines unteren Endes
eine Schulter 18 auf, gegen welche der Kolben 5 durch die Feder 6 gedrückt wird,
wenn er sich in der Ruhestellung befindet.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung arbeitet folgendermaßen Während
des Aufwärtshubes des Kolbens 2 fördert dieser den Brennstoff in den Raum 7a des
Zylinders 7, wodurch der Kolben 5 in diesem Zylinder aufwärts bewegt wird. Während
dieses Hubes des Kolbens 2 wird kein Brennstoff in den Raum 7 b gefördert, da der
Schieber 12 den Kanal 9 während der ganzen Dauer des Aufwärtshubes des Kolbens 2
schließt. Selbst nach der Öffnung des Auslaßkanals 17 durch den Kolben 5 bleibt
der Schieber 12 in seiner geschlossenen Stellung, da die Öffnung des Kanals zwar
einen Druckabfall bewirkt, aber immerhin einen genügenden Druck bestehen läßt, um
den Kanal 9 geschlossen zu halten. Wenn der Kolben 2 stehenbleibt und wieder abwärts
geht, geht der Kolben 5 in denn Zylinder 7 abwärts, und der Schieber 12 wird durch
die Rückholfeder 14 in seine Öffnungsstellung (s. F ig. 1) gebracht. Die im Raum
7 a befindliche Brennstoffmenge wird somit durch den Kolben 5 durch den Kanal 9
und seine Drosselstelle 8 in den Raum 7 b des Zylinders 7 gefördert.
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Wenn die Bewegung des Kolbens 2 und somit die Drehzahl des Motors,
an welchem die betreffende Einspritzpumpe angebracht ist, verhältnismäßig langsam
sind, kehrt der Kolben 5 unter der Druckkraft der Feder 6 in seine Ruhestellung
zurück, welche durch seine Anlage an der Schulter 18 bestimmt ist. Er kann somit
ein Höchstbrennstoffvolumen in den Raum 7b des Zylinders 7 überführen. Diese Brennstoffmenge
wird über die Förderleitung 15 zu der Düse während der nächsten Aufwärtsbewegung
des Kolbens 2 gefördert, wobei diese Bewegung die Aufwärtsbewegung des Kolbens 5
erzeugt, welcher unmittelbar als Förderkolben auf den im Raum 7 b des Zylinders
7 befindlichen Brennstoff wirkt.
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Wenn infolge einer Zunahme der Drehzahl des Motors die Zeit 0, welche
der Kolben 2 für seinen Abwärtshub braucht, kleiner als die Zeit T wird, welche
der Kolben 5 für seine Abwärtsbewegung braucht, wird dieser letztere Kolben bei
seiner Abwärtsbewegung vor der Erreichung seiner Ruhestellung durch den von dem
Kolben 2 geförderten Brennstoff angehalten, welcher von neuem in einem Aufwärtshub
begriffen ist, so daß die Abwärtsbewegung des Kolbens 5 entsprechend verkürzt wird.
Die Verkürzung der Abwärtsbewegung des Kolbens 5 erzeugt eine entsprechende Verringerung
des aus dem Raum 7 b des Zylinders 7 in die Förderleitung 15 geförderten
Brennstoffs. Ferner wird die während des nächsten Abwärtshubes des Kolbens 5 in
den Raum 7 b übergeführte Brennstoffmenge in gleicher Weise verringert. Der
Brennstoff, welcher die Abwärtsbewegung des Kolbens 5 anhält, bevor dieser seine
durch die Schulter 18 bestimmte Ruhestellung erreicht hat, hat somit die Wirkung
eines Flüssigkeitsanschlags, welcher die Abwärtsbewegung des Kolbens 5 um so früher
anhält, je größer die Geschwindigkeit des Kolbens 2 ist, wodurch die bei jedem Hub
des Kolbens der Einspritzpumpe zu der Düse oder den Düsen geförderte Menge entsprechend
abnimmt. Diese Abnahme verhindert, daß der Motor eine gewisse vorausbestimmte Höchstdrehzahl
überschreitet.
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Zweckmäßig werden noch Mittel vorgesehen, mit welchen die Geschwindigkeit
verändert werden kann, mit welcher der Kolben 5 in dem Zylinder 7 abwärts geht,
wodurch die Höchstdrehzahl des Motors eingestellt werden kann. Zur Veränderung dieser
Abwärtsgeschwindigkeit des Kolbens 5 verändert man zweckmäßig den Querschnitt der
Drosselstelle 8, wobei Anschläge vorgesehen werden für den kleinsten und den größten
Wert der Höchstdrehzahl des Motors.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann man auch die
Spannung der Feder 6 zur Veränderung der Höchstdrehzahl des Motors verändern. Natürlich
kann man auch gleichzeitig die
Spannung der Feder 6 und den Querschnitt
der Drosselstelle 8 verändern.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird nur der Querschnitt
der Drosselstelle 8 geregelt. Hierfür ist ein Stab 19 vorgesehen, welcher den Kanal
9 durchdringt und senkrecht zu der Achse des von dem Stab 9 durchdrungenen Teils
des Kanals 9 gleiten kann. In dem Stab 19 ist eine Nut 20 angebracht, welche je
nach ihrer Stellung in bezug auf den Kanal 9 zusammen mit den Wänden desselben eine
mehr oder weniger große Drosselung dieses Kanals bestimmt.
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Zur Verstellung des Stabes 19 weist dieser ein Gewinde 21 auf, mit
welchem er in den Körper 22 eingeschraubt ist. Zur Verdrehung des Stabes ist dieser
noch an seinem aus dem Körper 22 herausragenden äußeren Ende mit einem Knopf 23
oder einem anderen Betätigungsmittel versehen. Die äußersten Stellungen des Stabes
werden durch Anschläge 24, 25 bestimmt, welche mit einem an dem Stab 19 angebrachten
Bund 26 zusammenwirken.
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Natürlich kann man die Stellung des Stabes 19 anstatt von Hand auch
durch ein Pedal, einen Drehzahlregler oder auf beliebige andere geeignete Weise
steuern. Jedenfalls kann man durch die Regelung des Querschnitts der Drosselstelle
die Höchstdrehzahl des Motors oder auch einfach die Drehzahl desselben nach Belieben
verändern.
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Um den Einfluß auszugleichen, welchen die Veränderung der Viskosität
des Brennstoffs infolge einer Änderung seiner Temperatur auf die Einstellung des
Querschnitts der Drosselstelle 8 haben kann, werden erfindungsgemäß Mittel vorgesehen,
welche selbsttätig den Querschnitt der Drosselstelle in Abhängigkeit von der Temperatur
des Brennstoffs oder einer ähnlichen Temperatur verändern.
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Wenn die Mittel zur Veränderung des Querschnitts der Drosselstelle
8 einen Stab 19 mit einer gewissen Länge aufweisen, kann dieser selbsttätige Ausgleich
in Abhängigkeit von der Temperatur dadurch erhalten werden, daß dieser Stab aus
einem Metall hergestellt wird, welches sich in der Wärme mehr ausdehnt als der Körper
22, in welchem er gleitet. Wenn sich dieser Stab infolge einer Temperaturerhöhung
ausdehnt, bewirkt er selbsttätig eine stärkere Einschnürung der Drosselstelle 8,
welche den Einfluß ausgleicht, welchen sonst die durch die gleiche Temperaturerhöhung
verursachte Abnahme der Viskosität des Brennstoffs auf die Regelung hätte.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von
der in Fig. 1 dargestellten nur dadurch, daß in Fig. 2 der Kalben 5 den Eingang
des Kanals 9 verschließt, wenn er sich in seiner Ruhestellung befindet, in welcher
er durch die Feder 6 gegen die Schulter 18 gedrückt wird.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von
der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß die Räume 7 a und 7 b des
Zylinders 7 miteinander über mehrere Kanäle in Verbindung stehen, z. B. zwei Kanäle
9a und 9b, deren jeder eine Drosselstelle 8a, 8 b aufweist, und welche auf verschiedenen
Höhen in den Raum 7a des Zylinders 7 münden und beide durch einen Schieber 12 verschlossen
werden, wenn der Kolben 2 der Pumpe seine Aufwärtsbewegung ausführt, während sie
beide durch die in dem Schieber vorgesehenen Kanäle 12a und 12-b geöffnet werden;
wenn der Kolben 2 der Pumpe seine Abwärtsbewegung ausführt.
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Im allgemeinen genügt es, die Drosselstelle eines der Kanäle regelbar
zu machen, z. B. die Drosselstelle des Kanals 9a, und die Drosselstelle oder die
Drosselstellen des anderen Kanals 9 b oder der anderen Kanäle unverändert zu lassen.
Infolge des Vorhandensein, mehrerer Kanäle 9 a und 9 b kann man eine verschiedene
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung der Fördermenge für
verschiedene Betriebszustände des Motors erhalten. So kann man insbesondere eine
stärkere Förderung der Pumpe bei sehr niedriger Drehzahl, z. B. bei weniger als
400 U/min, zum Anlassen und eine normale Förderung oberhalb dieser Drehzahl erhalten.
Die in Fig.3 dargestellte Vorrichtung besitzt nun gerade eine derartige Wirkung.
Bei dieser Vorrichtung mündet der Kanal 9a, dessen Drosselstelle 8a durch den Stab
19 regelbar ist, in den Zylinder 7 in einer gewissen Entfernung über der Schulter
18, während der Kanal 9 b mit der Drosselstelle 8 b in den Raum 7 a unter der Schulter
18 mündet. Wenn sich der Kolben 5 in seiner durch diese Schulter bestimmten Ruhestellung
befindet, kann nur der Kanal 9 b durch den Schieber 12 geöffnet werden, während
der Kanal 9 a auf jeden Fall von dem Kolben 5 verschlossen wird. Die Drosselstelle
8 b des Kanals 9 b ist so bestimmt, daß, wenn die Drehzahl des Motors kleiner als
eine sehr niedrige Drehzahl (z. B. 400 U/min) ist, der Kolben 5 bis in seine Ruhestellung
zurückgeht, was einer Mehrförderung der Pumpe entspricht, welche z. B. 50% größer
als die normale größte Förderleistung ist. Wenn die Drehzahl des Motors 400 U/min
übersteigt, beginnt der Flüssigkeitsanschlag wirksam zu werden und verhindert die
Rückkehr des Kolbens 5 in seine Ruhestellung. Im normalen Betrieb des Motors geht
der Kolben 5 niemals merklich unter die Stelle, an welcher der Kanal 9a in den Raum
7a des Zylinders 7 mündet. Durch Regelung der Drosselstelle 8a zwischen ihrem kleinsten
Wert und ihrem größten Wert kann man die Höchstdrehzahl des Motors z. B. zwischen
600 U/min (Langsamlauf) und 2000 U/min regeln.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Pumpe werden die beiden obengenannten
verschiedenen Betriebsphasen des Kolbens 5 nicht durch eine Veränderung der Bremswirkung
erhalten, welche bei der Vorrichtung der Fig. 3 von dem Vorhandensein von zwei je
mit einer Drosselstelle versehenen Kanälen herrührt, von denen einer von dem Kolben
verschlossen wird, wenn er einen ersten Teil seines Hubes durchlaufen hat, sondern
diese beiden Betriebsphasen werden dadurch erhalten, daß plötzlich in einem Augenblick,
in welchem der Kolben nur einen Teil seines größten möglichen Rückkehrhubes durchlaufen
hat, die Kenngrößen der auf -den Kolben wirkenden elastischen Rückholmittel plötzlich
verändert werden, wobei diese Veränderung vorzugsweise durch die Außerbetriebsetzung
eines Teils dieser elastischen Rückholmittel erzielt wird. Diese Arbeitsweise mit
zwei getrennten Phasen dient zweckmäßig, wie bei der Pumpe der Fig. 3, zur Herstellung
einer größeren Förderung für die sehr niedrigen Drehzahlen des Motors, an welchem
die betreffende Einspritzpumpe angebracht ist.
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Die in Fig.4 dargestellte Pumpe entspricht im wesentlichen der in
Fig. 1 dargestellten, mit Ausnahme der auf den Kolben 5 wirkenden elastischen Rückholmittel.
Zur Erzeugung der beiden verschiedenen Phasen der Abwärtsbewegung des Kolbens werden
diese Mittel durch zwei Federn 39 und 40 gebildet, welche während des ersten Teils
des Abwärtshubes des Kolbens gemeinsam auf diesen einwirken, während die Wirkung
einer dieser Federn am Ende dieses ersten Teils aufgehoben wird. Zu diesem Zweck
wirkt die Feder 40 unmittelbar und ständig auf den Kolben 5,
während
die Feder 39 auf den Kolben über einen Ring 41 mit umgebogenen Rändern einwirkt,
welcher durch eine Schulter 42 des Zylinders 7 festgehalten wird, wenn der Kolben
den ersten Teil seines Aufwärtshubes durchlaufen hat, Sobald sich der Ring 41 gegen
diese Schulter legt, hört die Wirkung der Feder 39 auf den Kolben 5 auf.
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Die von der Feder 40 ausgeübte Kraft ist vorzugsweise erheblich kleiner
als die von der Feder 39 ausgeübte, so daß die Kraft der Rückholmittel nach dem
Anhalten der Feder 39 eine erhebliche Verringerung erfährt. Ferner richtet man es
so ein, daß die Brennstoffmengen, welche während des ersten Teils der Abwärtsbewegung
des Kolbens 5 (gemeinsame Wirkung der beiden Federn) von dem Raum 7 a in
den Raum 7 b
übergeführt werden, dem normalen Betrieb des Motors entsprechen,
während die Brennstoffmengen, welche von dem Kolben 5 übergeführt werden, wenn dieser
einen längeren Abwärtshub zunächst unter der gemeinsamen Einwirkung der beiden Federn
und hierauf unter der alleinigen Einwirkung der Feder 40 ausführt, einer verstärkten
Förderung entsprechen.
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Die obige Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Zu Beginn des Anlassens,
d. h. bei einer sehr geringen Drehzahl des Motors von z. B. 100 U/min, ist die Zeit
zwischen dem Ende des Förderhubes des Kolbens 2 und dem Anfang des nächsten Förderhubes
dieses Kolbens so lang, daß der Kolben 5 bis auf die Schulter 18 zurückgedrückt
wird, wobei der letzte Teil dieses Hubes von der Wirkung der Feder 40 allein
herrührt. Man erhält unter diesen Umständen z. B. eine Förderung, welche um 50%
größer als die größte normale Förderleistung der Pumpe ist. Wenn die Drehzahl bis
über diese sehr niedrige Drehzahl ansteigt, hat die Feder 40 keine Zeit mehr, den
Kolben 5 gegen die Schulter 18 zu drücken, es besteht jedoch noch eine verstärkte
Förderung, da die Feder 40 noch einen gewissen zusätzlichen Hub des Kolbens über
den ersten Teil dieses Hubes hinaus bewirkt, dessen Ende durch die Anlage des Ringes
41 an der Schulter 42 bestimmt ist. Wenn der Motor z. B. eine Drehzahl in der Größenordnung
von 400 U/min erreicht hat, sind drei Viertel der verstärkten Förderung bereits
fortgefallen, und die Förderung nähert sich der normalen größten Förderleistung,
welche z. B. bei 500 U/min erreicht wird. Von dieser Drehzahl an geht der Kolben
5 nicht weiter über den ersten Teil seines Abwärtshubes hinaus, während welchem
die beiden Federn 39 und 40 gemeinsam auf ihn wirken.
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Das obige System weist den Vorteil auf, daß es eine verstärkte Förderung
für die niedrigen Drehzahlen durch einfache Mittel bewirkt und daß diese verstärkte
Förderung leicht an das zu verwirklichende Änderungsgesetz der Förderleistung angepaßt
werden kann.
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Es können auch Regelmittel für wenigstens eine der beiden Federn vorgesehen
werden, um das Änderungsgesetz der verstärkten Förderung zu verändern oder auch
um diese gewünschtenfalls vollkommen aufzuheben. Ferner kann man gegebenenfalls
die Stellung der Schulter 42 und somit den ersten Teil des Hubes des Kolbens regelbar
machen, während welchem die beiden Federn gemeinsam wirken.
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Gemäß einer anderen Ausführung kann man die beiden Federn 39, 40 durch
eine einzige Schraubenfeder und die Schulter 42 durch einen Anschlag ersetzen, welcher
am Ende des ersten Teils des Abwärtshubes des Kolbens eine gewisse Zahl von Windungen
dieser Feder festhält und nur den Rest der Windungen bei der weiteren Abwärtsbewegung
des Kolbens wirken läßt. Die obige Regelvorrichtung, welche auf der Geschwindigkeit
des Regelkolbens 5 bei seiner Abwärtsbewegung beruht, kann noch mit einer weiteren
Regelvorrichtung kombiniert werden, welche auf der Geschwindigkeit der Bewegung
des Kolbens 5 während seiner Aufwärtsbewegung beruht.
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Hierbei (s. Fig. 5) wird unmittelbar von dein Kolben 2 der Pumpe während
der Aufwärtsbewegung desselben der einzuspritzende Brennstoff zu der Leitung 15
gefördert, wobei diese Förderung durch einen Kanal 27 erfolgt, welcher mit einer
Einschnürung 28 versehen ist, welche nicht mit der obigen Drosselstelle 8 zu verwechseln
ist, und der Regelkolben 5a wird während dieser Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens
2 benutzt, um in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kolbens 2 und somit von
der des Motors, an welchem die Einspritzpumpe angebracht ist, früher oder später
einen Auslaßkanal 29 zu öffnen, welcher in einer Entfernung a über der die Ruhestellung
des Kolbens 5 a bestimmenden Schulter 18 a liegt. Damit der Kolben 5 a in der obigen
Weise arbeitet, ist er in einem Zylinder 30 angeordnet, welcher an seinem unteren
Ende durch einen Kanal 31 mit dem vor der Einschnürung 28 liegenden Abschnitt des
Kanals 27 in Verbindung steht, während der gleiche Zylinder 30 an seinem entgegensetzten
Ende mit dem hinter der Einschnürung 28 liegenden Abschnitt des Kanals 27 in Verbindung
steht. Infolgedessen ist der Regelkolben 5a während der Aufwärtsbewegung des Pumpenkolbens
2 dem Druckunterschied in dem Kanal 27 vor und hinter der Einschnürung 28 ausgesetzt.
Ferner sucht eine Feder 32 den Regelkolben 5 a beständig in seine Ruhestellung zu
führen, in welcher er an der Schulter 18c anliegt. Der auf die gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens 5 d wirkende Druckunterschied nimmt mit der Drehzahl des Motors
derart zu, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Kolben 5 a aufwärts geht und
die Strecke a. durchläuft, schnelle=r zunimmt als die mittlere Geschwindigkeit des
Kolbens 2 zum Durchlaufen seines Aufwärtshubes. Infolgedessen öffnet der Kolben
5 a. den Auslaßkanal 29 verhältnismäßig früher, wenn die Drehzahl der Pumpe und
somit des Motors zunimmt, wodurch die je Kolbenhub durch die Förderleitung 15 geförderte
Brennstoffmenge um so mehr abnimmt, als die Drehzahl des Motors zunimmt.
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Die Rückkehrbewegung des Regelkolbens 5 rz in seine Ruhestellung
wird durch eine in dem Kanal 31 vorgesehene Drosselstelle 8 b gebremst. Infolgedessen
bildet sich von einer gewissen mittleren Geschwindigkeit des Pumpenkolbens 2 an
unter dem Kolben 5a. zwischen diesem und seiner Schulter 18a der obenerwähnte Flüssigkeitsanschlag.
Dieser Flüssigkeitsanschlag verkürzt die Rückkehrbewegung des Kolbens 5a um so mehr,
je größer die Drehzahl des Motors ist. Diese Verkürzung des Rückkehrhubes des Regelkolbens
5 a verringert ihrerseits noch mehr die Zeit, welche der Regelkolben 5 a während
des Aufwärtshubes des Kolbens 2 braucht, um den Auslaßkanal 29 zu öffnen. Die beiden
so erhaltenen Wirkungen, d. b. die Beschleunigung der Aufwärtsbewegung des Kolbens
5a bei einer Zunahme der Drehzahl des Motors und die Verringerung des Rückkebrhubes
des gleichen Kolbens 5a. unter den gleichen Bedingungen, wirken somit in demselben
Sinn und erzeugen eine besonders wirksame Regelung, welche mit unbedingter Sicherheit
jede Überschreitung der für den Motor festgelegten Höchstdrehzahl verhindert.
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Damit bei der Ausführungsform der Fig. 5 die in dem Kanal 31 vorgesehene
Drosselstelle 8 b nicht einen
schädlichen Einfluß auf die durch
die Einschnürung 28 während des Aufwärtshubes des Kolbens 2 erhaltene Selbstregelung
hat, erhält zweckmäßig die Drosselstelle 8 b einen verhältnismäßig großen Querschnitt
gegenüber dem Querschnitt der Einschnürung 28. Diese Bedingung führt zu der Wahl
einer möglichst schwachen Feder 32, damit der Querschnitt der Drosselstelle 8b möglichst
groß gemacht werden kann.
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Natürlich ist es noch zweckmäßig, die schematisch in Fig. 5 dargestellte
doppelte Regelvorrichtung durch nicht dargestellte Regelmittel zu ergänzen, welche
den Querschnitt der Drosselstelle 8 b und/oder den der Einschnürung 28 verändern
und z. B. durch einfache Körnerschrauben oder durch die in Fig. 3 dargestellten
Mittel gebildet werden können, weiche außerdem einen selbsttätigen Temperaturausgleich
bewirken. Schließlich können auch Mittel zur Regelung der Kraft der Feder 32 vorgesehen
werden.
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In Fig. 5 ist die Regelvorrichtung noch durch ein Rückschlagventil
33 vervollständigt, welches - durch eine Feder 34 auf seinen Sitz mit einer solchen
Kraft gedrückt wird, daß der Kolben 5a nicht während seines Rückkehrhubes Brennstoff
in den oberen Raum des Zylinders 30 saugen kann, was die Regelung während des Aufwärtshubes
des Pumpenkolbens 2 stören könnte.
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Die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der
in Fig. 5 dargestellten wesentlich dadurch, daß der Kanal 31 der Fig. 5 durch zwei
Kanäle 31 a und 31 b ersetzt ist. Der ein Rückschlagventil enthaltende Kanal 31
a mit großem Querschnitt gestattet die Ankunft des Brennstoffs unter dem Regelkolben
5 a während des Aufwärtshubes des Pumpenkolbens 2, während der Kanal 31 b die Drosselstelle
8 b enthält, welche den Rückfluß des Brennstoffs aus dem unteren Raum des Zylinders
30 zu dem Zylinder 1 der Pumpe verzögert und somit die Rückkehrbewegung des Kolbens
5 a bremst.
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Bei der in Fig.6 dargestellten Ausführungsform ist der Querschnitt
der Drosselstelle 8 b durch einen Stab 19a regelbar, welcher dem Stab-19 der Fig.
1 bis 3 entspricht und eine Nut 20 a aufweist, welche zusammen mit der Wand des
Kanals 31 b den Querschnitt der Drosselstelle bestimmt. Dieser Stab 19a ist in eine
Hülse 36 eingeschraubt, welche in dem Körper 37 der Regelvorrichtung mittels eines
dehnbaren Ringes 38 befestigt ist, in welchen die Hülse eingepreßt ist. Diese Hülse
bildet gleichzeitig für den Stab 19a einen den größten Querschnitt der Drosselstelle
8 b bestimmenden Anschlag. Ferner wird zweckmäßig diese Hülse aus einem Metall hergestellt,
welches sich in der Wärme mehr ausdehnt als das Metall des in die Hülse eingeschraubten
Stabes 19a. Die Hülse bewirkt dann selbsttätig eine Verkleinerung des Querschnitts
der Drosselstelle 8 b, wenn die Temperatur der Anordnung zunimmt und somit die Viskosität
des Brennstoffs abnimmt. Die von -dem Querschnitt der Drosselstelle 8 b abhängende
Höchstdrehzahl des Motors bleibt somit unabhängig von der Änderung der Viskosität
des Brennstoffs.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 6 entspricht vollkommen
der der Vorrichtung der Fig. 5. Durch Verringerung des Querschnitts der Drosselstelle
8 b von der Stellung an, in welcher dieser Querschnitt seinen höchsten Wert hat,
kann man von der vollen Förderleistung zu einer beliebigen Zwischenleistung übergehen.
Die allmähliche Schließung der Drosselstelle 8 b hat nämlich die Verlängerung der
Zeit T der Rückkehr des Regelkolbens 5 a zur Folge. Sobald diese Zeit T größer als
die Zeit 0 der Rückkehr des Pumpenkolbens 2 wird, entsteht ein Flüssigkeitsanschlag,
der um so größer wird, je größer die Differenz T- 0 wird. Wenn man den Querschnitt
der Drosselstelle 8 b möglichst stark verringert, kann man eine beliebig kleine
Hublänge des Regelkolbens 5 a
erhalten. Diese kleinste Hublänge kann z. B.
dem Bedarf eines Motors eines auf ebener Strecke fahrenden Lastwagens entsprechen.
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Aus den obigen Ausführungen geht klar hervor, daß die mit der Vorrichtung
der Fig. 6 (und auch mit der Vorrichtung der Fig.5, wenn der Querschnitt der Drosselstelle
8 b regelbar ist) erhaltene Regelung eine wirkliche Regelung bei beliebigen Drehzahlen
ist, d. h., sie arbeitet selbsttätig für eine beliebige Höchstdrehzahl, deren Wert
von der Einstellung des Querschnitts der Drosselstelle 8 b abhängt.
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Solange sich der Flüssigkeitsanschlag nicht bildet, erfolgt die Regelung
durch die Steuerung des Auslaßkanals 29 durch den Regelkolben 5 a, welcher durch
den auf seine beiden entgegengesetzen Seiten wirkenden Druckunterschied betätigt
wird, welcher von dem Vorhandensein der Einschnürung 28 herrührt. Diese erste Regelung
wird durch die Regelung der Höchstdrehzahl vervollständigt, welche von der Bildung
des Flüssigkeitsanschlags von einer gewissen Drehzahl an herrührt, welche durch
die Änderung des Querschnitts der Drosselstelle 8 b eingestellt werden kann.
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Um die Arbeitsweise der die Wirkung des Regelkolbens sowohl während
des Hingangs als auch während,des- Rückgangs- ausnutzenden doppelten Regelvorrichtung
noch vollständiger den verschiedenen Erfordernissen in gewissen Sonderfällen anzupassen,
kann man an Stelle eines einzigen mit einer Drosselstelle versehenen Kanals 31 zwei
oder mehr Kanäle vorsehen, deren jeder eine Drosselstelle aufweist und von welchen
wenigstens einer eine Drosselstelle regelbaren Querschnitts besitzt, wobei diese
Kanäle außerdem außer gegebenenfalls einem von ihnen von dein Regelkolben 5 a gesteuert
werden. Ferner kann der Kanal 27 in den oberen Raum 30 b des Zylinders
30
durch mehrere Kanäle münden, deren jeder mit einer Einschnürung 28 versehen
ist, wobei die Öffnungen, mit welchen diese Kanäle in den. Raum münden, auf verschiedenen
Höhen liegen, so daß wenigstens einige von ihnen von dem Regelkolben 5 a gesteuert
werden. Man kann so eine Regelvorrichtung herstellen, welche bei den sehr niedrigen
für das Anlässen des Motors charakteristischen Drehzahlen eine verstärkte Förderung
liefert.
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Eine Ausführungsform einer Regelvorrichtung dieser letzteren Art ist
in Fig. 7 dargestellt. In dieser Figur steht der untere Raum 30 a des Zylinders
30 mit dem Innern des Zylinders 1 der Pumpe durch einen Kanal 31 a in Verbindung,
welcher die praktisch nicht gebremste Zufuhr des Brennstoffs aus dem Zylinder 1
in den Raum 30 a bewirkt, sowie durch zwei Kanäle 31 c, 31 d, welche den
Rückfluß des Brennstoffs aus dein Raum 30a in den Pumpenzylinder l bewirken und
von denen jeder eine mit 8 c bzw. 8 d bezeichnete Drosselstelle aufweist.
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Der Kanal 31 c setzt den Raum 30 a ständig mit dem Innern des Zylinders
1 in Verbindung, während der Kanal 31 d, dessen Drosselstelle 8 d regelbar ist,
von dem Kolben 5 a verschlossen wird, wenn sich dieser in seiner Ruhestellung befindet,
in welcher er durch die Feder 32 gegen die Schulter 18a gedrückt wird, sowie für
die Stellungen dieses Kolbens, in welchen er sich in der Nähe der Schulter 18a befindet.
Ferner weist der Kanal 27 außer einer Einschnürung 28 in einem in den oberen Teil
des Raumes 30 b des Zylinders
30 mündenden Zweig einen zweiten,
mit einer Enschnürung 28a versehenen Zweig 27a auf, welcher in den Zylinder 30 an
einer Stelle mündet, welche unmittelbar über der Oberseite des Regelkolbens 5 a
liegt, wenn sich dieser in seiner Ruhestellung befindet.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig.7 ist folgende: Während
des Anlassens wird die verstärkte Förderung der Pumpe, welche z. B. 50% größer als
die normale Förderleistung ist, durch das Vorhandensein des Zweiges 27a des Kanals
27 gewährleistet. Wenn. dieser Zweig offen ist und der Motor mit einer sehr niedrigen
Drehzahl von z. B. unter 400 Ulmin läuft, reicht der auf die beiden entgegengesetzten
Seiten des Regelkolbens 5 a wirkende Druckunterschied nicht aus, um den Kolben von
der Schulter 18a abzuheben. Die Pumpe hat daher ihre größte Förderleistung. In dem
Augenblick, in welchem der Motor z. B. am Ende seiner Anlaßperiode eine Drehzahl
von 400 U/min erreicht, beginnt sich der Kolben 5 a anzuheben und schließt den Zweig
27a des Kanals 27. Gleichzeitig beginnt sich infolge der Drosselstelle 8 c in dem
Kanal 31 c der Flüssigkeitsanschlag zu bilden, welcher den Kolben 5 a verhindert,
in seine Ruhestellung zurückzufallen und den Zwei- 27a wieder zu öffnen. Infolgedessen
beginnt von diesem Augenblick an das normale Arbeiten der Regelvorrichtung ohne
verstärkte Förderung.
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Von einer Drehzahl an, welche etwas über der das Ende des Anlassens
bedeutenden Drehzahl liegt, z. B. von 600 U/min an, regelt der Kanal 31 d die Höchstdrehzahl
des Motors, welche z. B. 600 U/min für den kleinsten O_uerschnitt der Drosselstelle
8d und z. B. 2000 U/min für den größten Querschnitt der Drosselstelle 8 d beträgt.
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Bei den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen, bei welchen
ein Verschlußorgan, welches die Form eines Schiebers 2 hat, den Kanal 9 während
des Aufwärtshubes (Förderhubes) des Pumpenkolbens 2 verschließt, erfolgen die »Herstellung
der Betriebsbereitschaft des Schiebers« genannten Vorgänge, um den Schieber in seine
Schließungsstellung zu bringen und in dieser zu halten, durch einen Teil der durch
den Hauptkolben 2 der Pumpe unter Druck gesetzten Flüssigkeit, wodurch der Schieber
12 den sehr hohen Drücken der Pumpe ausgesetzt wird.
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Bei den in Fig. 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen erfolgt jedoch
die Herstellung der Betriebsbereitschaft des Schiebers durch ein Druckmittel, welches
von dem durch den Pumpenkolben 2 unter Druck gesetzten Druckmittel verschieden ist,
wobei die Ausbildung so getroffen wird, daß die Wirkung dieses anderen Druckmittels
auf den Schieber 12 während des Aufwärtshubes des Pumpenkolbens 2 entweder
durch einen Hilfsteil erzeugt wird, welcher z. B. durch den Kolben einer
Hilfspumpe gebildet wird, welcher so angetrieben wird, daß er mit dem Pumpenkolben
2 in Phase ist, d. h. daß seine Totpunkte mit denen des Pumpenkolbens zusammenfallen,
oder von dem Pumpenkolben gesteuert wird.
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Das für die Herstellung der Betriebsbereitschaft des Schiebers benutzte
Druckmittel kann entweder das gleiche sein wie das von dem Pumpenkolben 2 unter
Druck gesetzte, d. h., es kann von dem gleichen Brennstoff gebildet werden, oder
es kann auch von diesem verschieden sein, d. h., es kann eine von dem durch den
Pumpenkolben verdrängten Brennstoff verschiedene Flüssigkeit oder sogar ein Gas
sein. Das Druckmittel kann entweder durch Druck oder durch Unterdruck wirksam werden.
Die in F ig. 8 dargestellte Vorrichtung entspricht der ersten obigen Möglichkeit,
d. h. in dieser Figur wird die Wirkung des Druckmittels zur Herstellung der Betriebsbereitschaft
des in seinem Zylinder 44 verstellbaren Schiebers 12 durch einen Hilfskolben 45
erzeugt, welcher in einem Zylinder 46 arbeitet, in welchen das betreffende Druckmittel
durch einen Kanal 47 eintritt, welcher in den Zylinder 46 durch eine öffnung 48
auf einer Höhe mündet, welche unmittelbar über der Oberkante des Kolbens 45 liegt,
wenn sich dieser in seiner untersten Stellung befindet. Wenn das den Zylinder 46
speisende Druckmittel von dem gleichen Brennstoff gebildet wird, welcher auch den
Zylinder 1 speist, kann die gleiche Zubringerpumpe gleichzeitig die Kanäle 4 und
47 speisen.
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Der Zylinder 46 steht mit dem unteren Ende des Zylinders 44 durch
einen Kanal 49 in Verbindung. Ferner ist an dem Zylinder 46 ein Auslaßkana150 vorgesehen,
in welchen ein Rückschlaggventil 51 eingeschaltet ist, welches sich in der von dem
Zylinder 46 nach außen führenden Richtung öffnet, wenn der Druck in dem Zylinder
46 die Kraft der das Ventil 51 auf seinem Sitz haltenden Feder 52 übersteigt.
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Da der zur Herstellung der Betriebsbereitschaft des Schiebers 12 erforderliche
Druck verhältnismäßig klein ist und z. B. zwischen 1/z und 12 kg liegen kann, wird
die Feder 52 auf einen etwas größeren, z. B. zwischen 2 und 20 kg liegenden Druckgeeicht.
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Der Hilfskolben 45 wird auf beliebige Weise so gesteuert, daß die
unteren und oberen Totpunkte der beiden Kolben 2 und 45 zusammenfallen. Bei Benutzung
eines Nockens zur Steuerung des Kolbens 45 kann dieser Nocken der gleiche sein,
welcher den Kolben 2 steuert, doch ist dies nicht unbedingt erforderlich.
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Sobald der Kolben 45 bei seiner Aufwärtsbewegung die Öffnung 48 verschließt,
wird der Schieber nach oben gegen den Anschlag 43 gedrückt und schließt den Kanal
9. Hierauf öffnet sich das Rückschlagrventil 51 und läßt das überschüssige, von
dem Kolben45 geförderte Druckmittel austreten, wobei es jedoch in dem Zylinder 46
und unter dem Schieber 12 einen so großen Druck aufrechterhält, daß der Schieber
während des ganzen Aufwärtshubes des Kolbens 45 gegen den Anschlag 43 gedrückt bleibt.
In dem Augenblick, in welchem der Kolben 45 seinen Rückgang beginnt, welcher mit
dem Beginn des Rückgangs des Kolbens 2 zusammenfällt, wird der Schieber 12 durch
die Feder 14 in Richtung auf die Schulter 12b zurückgedrückt und öffnet so den Kanal
9.
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Gemäß einer in Fig. 8 nicht dargestellten anderen Ausführungsform
der Vorrichtung kann man zur Bildung der Kolben 2 und 45 einen einzigen abgestuften
Kolben benutzen.
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Bei der in Fig. 9 dargestellten Pumpe kommt das die Betriebsbereitschaft
des Schiebers 12 herstellende Druckmittel von einer ein nicht pulsierendes Druckmittel
liefernden Druckmittelquelle und wird von dein Kolben 2 der Pumpe gesteuert. Diese
Druckmittelquelle kann die auch den Zylinder 1 der Pumpe speisende Zubringerpumpe
selbst sein oder eine beliebige andere Pumpe, wie eine Zahnradpumpe od. dgl. Die
Druckmittelquelle kann auch durch eine Membranpumpe oder eine Kolbenpumpe gebildet
werden, welche einen Druckspeicher speisen, welcher die Ausgabe eines nicht pulsierenden
Druckmittels bewirkt. Für die Lieferung dieses Druckmittels kann auch eine Speisung
durch die Schwerkraft vorgesehen werden.
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Wenn als Druckmittelquelle zur Herstellung der Betriebsbereitschaft
des Schiebers 12 die Zubringerpumpe
benutzt wird, muß deren Förderleistung
groß genug sein, um gleichzeitig die Betriebsbereitschaft des Schiebers herzustellen
und die Kammer des Zylinders 1 zu füllen, wenn die Herstellung der Betriebs-Bereitschaft
und die Füllung gleichzeitig erfolgen. Diese Bedingung hinsichtlich der Förderleistung
]>raucht jedoch nicht erfüllt zu werden, wenn man es, wie in Fig. 9 dargestellt,
so einrichtet, daß die Öffnung 3 der Brennstoffzufuhrleitung 4, über welche der
Zylinder 1 gespeist wird, vor der Schließung des das Druckmittel zur Herstellung
der Betriebsbereitschaft zuführenden Kanals geschlossen wird.
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Die Kanäle zur Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels zur Herstellung
der Betriebsbereitschaft und die Steuerung derselben können natürlich auf verschiedene
Weise ausgebildet werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 9 dargestellt.
In dieser Figur wird das Druckmittel zur Herstellung der Betriebs-' Bereitschaft,
welches z. B. durch von der Zubringerpumpe geförderten Brennstoff gebildet wird,
durch einen Kanal 53 einer Öffnung 54 zugeführt, durch welche der Kanal 53 in den
unteren Teil des Zylinders 1 der Pumpe mündet, in welchem der Kolben 2 arbeitet.
Ein zweiter das Druckmittel zur Herstellung der Betriebsbereitschaft unter den Schieber
12 führender Kanal 55 mündet ebenfalls in den unteren Teil des Zylinders 1 durch
eine Öffnung 56, welche etwas höher als die Öffnung 54 liegt. Ferner ist eine Nut
57 im Kolben 2 vorgesehen, welche auf einer solchen Höhe liegt, daß sie die beiden
Kanäle 53 und 55 miteinander in Verbindung setzt, wenn sich der Kolben 2 der Pumpe
in seiner in Fig. 9 dargestellten untersten Stellung befindet. Die Höhe der Nut
57 wird zweckmäßig so gewählt, daß diese Verbindung während der Aufwärtsbewegung
(Förderhub) des Kolbens 2 kurz nach der Schließung der Öffnung 3 durch diesen Kolben
unterbrochen wird. Infolge der Verbindung der Kanäle 53 und 55 bringt das Druckmittel
zur Herstellung der Betriebsbereitschaft den Schieber 12 in die Stellung, in weleher
er gegen den Anschlag 43 gedrückt wird, d. h. in welcher der Schieber den Kanal
9 verschließt.
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Der Schieber 12 kehrt in seine in Fig. 9 dargestellte Stellung zurück,
in welcher er den Kanal 9 öffnet, sobald der Kolben 2 der Pumpe seine höchste Stellung
erreicht hat und wieder abwärts zu gehen beginnt, da der Kanal 55 mit einem Auslaßkanal
65 über einen Kanal 64 und eine Nut 66 in Verbindung gesetzt wird, welche im Kolben
2 auf einer solchen Höhe angebracht ist, daß sie die Kanäle 64 und 65 miteinander
verbindet, wenn der Kolben 2 seinen inneren Totpunkt erreicht (höchste Stellung
des Kolbens 2).
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Hinsichtlich der Lage der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Regelung
der Förderleistung ist zu bemerken, daß sie nicht unmittelbar an dem Zylinder der
Einspritzpumpe angebracht zu sein braucht. Sie kann an einer beliebigen Stelle der
von dein Zylinder der Pumpe zu dem an dem Zylinder des Motors angebrachten Düse
gehenden Rohrleitung angeordnet werden.
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In dem Sonderfall, in welchem ein einziger Zylinder nacheinander mehrere
Düsen speist, kann eine einzige erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der Fördermenge
zur Regelung der von den verschiedenen Düsen eingespritzten Mengen dienen, vorausgesetzt,
daß die Regelvorrichtung in der eigentlichen Förderleitung angeordnet ist, welche
den Zylinder mit der Steile verbindet, an welcher die verschiedenen einzelrien Förderleitungen,
welche der Reihe nach den geförderten Brennstoff den verschiedenen Düsen zuführen,
an diese einzige Förderleitung angeschlossen sind. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Regelung der Förderleistung in einer Einspritzvorrichtung benutzt wird, bei
welcher zwei oder mehr Einspritzpumpenzylinder, deren jeder am Ausgang ein Rückschlagventil
aufweist, mit einer Sammelleitung verbunden sind, an welche dieEinzelleitungen angeschlossen
sind, welche den Brennstoff den verschiedenen Düsen zuführen, deren Zahl ein Vielfaches
der Zahl der Pumpenzylinder ist,. wird die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung
der Förderleistung zweckmäßig afi.-.dieserSammelleitung angebracht, damit eine einzige
Vorrichtung zur Regelung der Förderleistung die Gesamtheit der verschiedenen Düsen
steuert.
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Die Erfindung kann natürlich abgewandelt werden. So kann insbesondere
der mit der Drosselstelle 8 versehene Kanal, durch welchen die von dem Regelkolben
bei seiner Abwärtsbewegung verdrängte Flüssigkeit ausströmt, zu einem Vorratsbehälter
führen.