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Kraftstoffeinspritzpumpe mit stufenlos veränderbarer Einspritzmenge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzpumpe mit stufenlos regelbarer
Einspritzmenge für Brennkraftmaschinen.
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Eine bekannte Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art mit stufenlos regelbarer
Einspritzmenge hat einen Freikolben, der seine Führungsbohrung in zwei Zylinderräume
abteilt, von denen der eine als Einspritzzylinder und der andere als Arbeitszylinder
zum Antrieb des Freikolbens durch wenigstens einen mechanisch von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Pumpenarbeitskolben unter Zwischenschaltung von Kraftstoff als übertragungsflüssigkeit
dient. Hierbei wird das Ende der Einspritzung durch eine vom Freikolben selbst aufgesteuerte
Auslaßöffnung des Arbeitszylinders bestimmt, während die in den Einspritzzylinder
beim Saughub des Freikolbens einströmende Kraftstoffmenge durch eine im Einlaß zum
Einspritzzylinder vorgesehene Drosselstelle bestimmt ist.
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Diese Gattung von Einspritzpumpen hat den Vorzug, daß die Drosseleinrichtungen
äußerst geringe Steuerkräfte benötigen und sehr kurze Wege durchlaufen, so daß die
hierzu erforderlichen Steuermittel sehr einfach und raumsparend ausgeführt werden
können, und daß der Beginn des Einspritzhubes im Gegensatz zu einer gleichfalls
bekanntgewordenen Abwandlung dieser Pumpengattung von der Menge des eingespritzten
Kraftstoffes unabhängig ist.
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Die Drosselventile der bisher gebräuchlichen Einspritzpumpen dieser
Art geben den Einlaßkanal, durch den der Kraftstoff beim Saughub in den Einspritzzylinder
einströmt, mit einstellbarer Verzögerung frei. Diese Verzögerung wird durch einen
Schieber hervorgerufen, der beim Druckhub des Arbeitskolbens den Einlaßkanal abschließt,
diesen jedoch erst wieder freigibt, wenn die Flüssigkeit, die den Kolben des Schiebers
in die den Kanal abschließende Stellung verschoben hatte, durch eine Verengung mit
regelbarer Lichtweite in die Abflußleitung abgeführt ist. Die Geschwindigkeit der
Abfuhr der den Schieberkolben belastenden Flüssigkeit ist demnach außer von der
Lichtweite der Verengung noch von mehreren Faktoren abhängig, und zwar in der Hauptsache
von deren Viskosität, dann aber auch von dem Gegendruck einer Rückführungsfeder,
die den Schieberkolben in seine den Kanal freigebende Stellung zurückzuführen sucht,
und schließlich von dem Gegendruck in der Abflußleitung, der, in Strömungsrichtung
gesehen, hinter der Verengung besteht. Durch die Verengung wird der Freikolben vor
Beginn seines Saughubes eine gewisse Zeit festgehalten, so daß er dem Arbeitskolben
nicht zu folgen vermag. Ist die Zeit der Verzögerung lang und die Geschwindigkeit
der hin- und hergehenden Bewegung des Arbeitskolbens groß, so hat der Freikolben
beim Saughub nur eine kurze Strecke im Einspritzzylinder zurückgelegt, an deren
Endpunkt der Arbeitskolben bereits wieder seine Bewegungsrichtung umkehrt und mittels
der Übertragungsflüssigkeit den Freikolben derart belastet, daß dieser ebenfalls
in die Gegenrichtung umgesteuert wird und mit dem nachfolgenden Druckhub beginnt.
In diesem Fall ist also der Druckhub des Freikolbens verkürzt, und dementsprechend
ist die Einspritzmenge klein. Im umgekehrten Fall, d. h. wenn bei kurzer Verzögerungszeit
die Geschwindigkeit des Arbeitskolbens klein ist, wird der Hub des Freikolbens verlängert,
weil dieser bis zu dem Zeitpunkt, an dem er durch den Arbeitskolben zur Umkehr gezwungen
wird, bereits den größten Teil der ihm maximal zur Verfügung stehenden Saughubstrecke
zurückgelegt hat, so daß die Einspritzmenge vergrößert wird.
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Die vorliegende Erfindung schaltet den Nachteil der Abhängigkeit der
Einspritzmenge von den obengenannten Faktoren und von der Geschwindigkeit des Arbeitskolbens
und damit der Drehgeschwindib keit des diesen bewegenden Nockens dadurch aus, daß
sie zur stufenlosen Einspritzmengenregelung außer der im Einlaß des Einspritzzylinders
vorgesehenen
Drosselstelle auch eine solche in einem Einlaßkanal
zum Arbeitszylinder vorsieht, so daß die Stellung des Freikolbens vor Beginn seines
Einspritzhubes durch die beim Ansaughub des Pumpenarbeitskolbens und des Freikolbens
in den Arbeitszylinder und den Einspritzzylinder eingeströmten, nach Maßgabe der
beiden Drosselstellen unterschiedlichen Kraftstoffmengen bestimmt ist.
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Einzelheiten der konstruktiven Gestaltungsmöglichkeiten für Pumpen
dieser Art sowie weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
verschiedener Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.
In letzteren zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch
eine erste Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 2 einen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der
Linie B-B der Fig. 3, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie C-C der Fig. 3, Fig. 7
einen Schnitt nach der Linie D-D der Fig. 3, Fig. 8 einen Teillängsschnitt für eine
abgewandelte Ausführungsform, Fig.9 und 10 den Fig.4 und 5 entsprechende Schnitte
zur Darstellung der aus Fig. 8 ersichtlichen, abgewandelten Ausführungsform, zusammen
mit einer weiteren Abänderung, Fig. 11 eine Abwicklung eines Teiles der Kurve, die
im Zusammenhang mit der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 8 Verwendung findet,
Fig. 12, 13 und 14 Horizontalschnitte für eine weitere abgewandelte Form der Drossel,
Fig. 15, 16 und 17 teilweise Längs-, Quer- und Horizontalschnitte einer weiteren
abgewandelten Ausführungsform der Drossel, Fig.18 einen der Fig.5 entsprechenden
Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, Fig. 19 und
20 einen teilweisen Längsschnitt entsprechend Fig. 3 und einen der Fig. 5 entsprechenden
Querschnitt für eine weitere Ausführungsform, und Fig. 21 und 22 den Fig.4 und 5
entsprechende Querschnitte für eine letzte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
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In Fig. 1 ist der Erfindungsgegenstand an Hand einer Einspritzpumpe
für eine Einzylinder-Brennkraftmaschine im Prinzip dargestellt.
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Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Gehäuse a vorgesehen,
in welchem eine Bohrung b angeordnet ist, die einen in axialer Richtung beweglichen
Freikolben c aufnimmt. Dieser Freikolben hat an beiden Seiten vorstehende Teile,
welche in Zusammenarbeit mit den Stirnwänden der Bohrung b die Bewegung des Freikolbens
begrenzen. Das eine Ende der Bohrung b steht mit einer weiteren Bohrung
d in Verbindung, die senkrecht zur erstgenannten Bohrung im Gehäuse
a angeordnet ist. In der Bohrung d
ist ein Arbeitskolben e angeordnet,
der von einem Nocken f bewegt wird, der seinerseits durch die Brennkraftmaschine
in Drehung versetzt wird.
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Der Freikolben c definiert und trennt zwei Zylinderräume im Gehäuse
a. Der eine Zylinderraum, der nachstehend als Arbeitszylinder bezeichnet wird, ist
gebildet aus den miteinander in Verbindung stehenden Teilen des Zylinderraumes b
und des Zylinderraumes d. Der andere Zylinderraum, der anschließend als Einspritzzylinder
bezeichnet werden soll, steht mit einem Auslaß g im Gehäuse a in Verbindung. Im
Auslaß g, der mit dem Zylinder der Brennkraftmaschine durch eine Einspritzleitung
verbunden werden kann, ist ein Rückschlagventil h angeordnet.
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Auf beiden Seiten des Freikolbens c münden in die beiden Zylinderräume
je eine Einlaßbohrung i und j, in denen Rückschlagventile k und
m vorgesehen sind. Diese beiden Einlaßbohrungen i und j stehen ihrerseits
gemeinsam in Verbindung mit einem Haupteinlaß n, und zwar unter Zwischenschaltung
eines Einstellventils mit einem axial beweglichen Einstellschieber o, durch den
der Kraftstoffzufluß durch die Einlaßbohrungen i und j dosiert werden
kann. Außerdem steht der Haupteinlaß n mit einer Überlaufbohrung p in Verbindung,
welche so angeordnet ist, daß sie vom Freikolben c geöffnet wird, wenn dieser eine
bestimmte Stellung innerhalb der Bohrung b erreicht hat.
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Der Kraftstoff wird durch den Haupteinlaß n durch an sich bekannte
Mittel der Kraftstoffeinspritzpumpe mit einem Kraftstoff-Förderdruck zugeleitet,
der kleiner ist als der Einspritzdruck. Die Einspritzpumpe arbeitet in folgender
Weise: Es sei angenommen, daß beide Zylinderräume, also sowohl der Arbeitszylinder
(rechts in der Zeichnung) als auch der Einspritzzylinder (links in der Zeichnung),
mit Kraftstoff gefüllt seien und daß der Arbeitskolben e in seiner unteren Totpunktlage
stehe. Wenn nun der Arbeitskolben ein seiner Bohrung d durch die Drehung
des Nockens f aufwärts bewegt wird, was dem Einspritzhub entspricht, dann wird der
Freikolben c in der Zeichnung nach links verschoben, wodurch der im Einspritzzylinder
enthaltene Kraftstoff über den Auslaß g in den Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt
wird, bis der Freikolben c eine Stellung erreicht hat, in der seine (in der Zeichnung)
rechte Kante die überlaufbohrung p öffnet. In diesem Augenblick kann der Kraftstoff
aus dem Arbeitszylinder entweichen, und die Einspritzung hört auf. Wenn der Arbeitskolben
e bei weiterer Drehung des Nockens f seinen oberen Totpunkt überschritten hat, dann
kann bei der folgenden Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens e entsprechend der Stellung
des Einstellschiebers o Kraftstoff in vorherbestimmbaren Mengen sowohl in den Einspritzzylinder
als auch in den Arbeitszylinder eintreten. Hierbei wird der Freikolben c wieder
nach rechts bewegt, während der Arbeitskolben durch den einfließenden Kraftstoff
abwärts gedrückt wird, soweit es bei fortschreitender Drehung der Nocken f erlaubt,
bis er seine untere Totpunktlage wieder erreicht hat.
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Wenn die Menge des in den Arbeitszylinder geförderten Kraftstoffes
groß ist im Verhältnis zu der in den Einspritzzylinder geförderten Menge, was durch
entsprechende Einstellung des Einstellschiebers o erreicht werden kann, dann wird
der Freikolben c nur um einen verhältnismäßig geringen Betrag in der Zeichnung nach
rechts verschoben, was zur Folge hat, daß beim nachfolgenden Einspritzhub die I7berlaufbohrung
p sehr bald geöffnet wird, so daß die Einspritzmenge verhältnismäßig klein ist.
Die Verhältnisse sind umgekehrt, wenn der Einstellschieber o in eine solche Stellung
gebracht ist, daß während des Saughubes viel Kraftstoff in den Einspritzzylinder
und verhältnismäßig wenig Kraftstoff
in den Arbeitszylinder einströmt.
In diesem Fall ergibt sich beim nachfolgenden Einspritzhub eine große Einspritzmenge.
Es liegt auf der Hand, daß man auf diese Weise innerhalb bestimmter Grenzen die
Einspritzmenge stufenlos beliebig dosieren kann.
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Aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist ohne weiteres
ersichtlich, daß der Einstellschieber o so angeordnet ist, daß er bei der Vergrößerung
des Zuflusses von Kraftstoff zum einen Zylinderraum automatisch den Zufluß zum anderen
Zylinderraum abdrosselt und umgekehrt. Dieselbe Wirkung kann man natürlich auch
dadurch erreichen, daß man für den einen Zylinderraum eine Einlaßöffnung bestimmten
konstanten Querschnitts und für den anderen eine Einlaßöffnung mit verstellbarer
Drossel vorsieht, so daß man den Zufluß von Kraftstoff zu den beiden Zylinderräumen
nach Belieben regulieren kann.
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Fig. 2 zeigt den Erfindungsgegenstand in Anwendung auf eine grundsätzlich
bekannte Form einer Einspritzpumpe für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine. Da
die Konstruktion und die Wirkungsweise dieser Pumpe der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
sehr ähnlich ist, werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen mit einem Strich
bezeichnet. Außerdem werden nur die Unterschiede in der konstruktiven Gestaltung
und in der Wirkungsweise nachstehend beschrieben.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ein Vierfachnocken
f' vorgesehen, durch den der Arbeitskolben e' vier Hin- und Hergänge während einer
Umdrehung des Vierfachnockens ausführt. Außerdem ist die Welle des Vierfachnockens
mit dem Arbeitskolben e' durch ein Kegelradgetriebe r', q' verbunden, wodurch
der Arbeitskolben e' bei jeder Umdrehung des Vierfachnockens eine volle Umdrehung
ausführt. Der Arbeitskolben e' weist in diesem Falle eine Ringnut s auf, welche
dauernd mit dem Auslaß g' des Einspritzzylinders in Verbindung steht. Das in Fig.
1 vorgesehene Rückschlagventil h entfällt in diesem Fall. Außerdem weist der Arbeitskolben
e' eine Längsnut t' auf, die mit der Ringnut s' in Verbindung steht
und ihrerseits bei der Drehung des Arbeitskolbens e' nacheinander mit vier in gleichen
Winkelabständen angeordneten Auslaßkanälen ü in Verbindung tritt, von denen in der
Zeichnung nur zwei dargestellt sind. Von diesen Auslaßbohrungen ü aus führen die
Einspritzleitungen zu den vier Zylindern der Brennkraftmaschine. Die Anordnung ist
so getroffen, daß während jedes Einspritzhubes des Arbeitskolbens e' die
Längsnut t' nacheinander mit jedem der Auslaßkanäle ü in Verbindung kommt,
so daß der Arbeitskolben zugleich als rotierender Verteiler wirkt. Die Arbeits-
und Wirkungsweise entspricht im übrigen der des Ausführungsbeispieles nach Fig.
1.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 7 ist ein Gehäuse
1 vorgesehen, das an seinem einen Ende eine Kraftstoff-Förderpumpe 2 aufnimmt. Diese
Kraftstoff-Förderpumpe hat einen Einlaß 3 und einen Auslaß 4 im Gehäuse 1. Einlaß
3 und Auslaß 4 der Kraftstoff-Förderpumpe sind in bekannter Weise durch ein einstellbares
Überdruckventil miteinander verbunden, das jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt
ist. Durch dieses überdruckventil kann der mit der Drehzahl der Pumpe variable Kraftstoff-Förderdruck
auf ein Maximum beschränkt werden. Am anderen Ende des Gehäuses ist die eigentliche
Kraftstoffeinspritzpumpe vorgesehen, die in diesem Fall im wesentlichen aus einer
zylindrischen Welle 5 mit einer Querbohrung 6 am einen Ende besteht. Diese Querbohrung
durchsetzt die Welle längs eines Durchmessers und nimmt ein Paar hin-und herbewegbare
Arbeitskolben 7 auf. Wenn die Welle 5 gedreht wird, werden die beiden Kolben in
bestimmten Winkelstellungen von einem die Welle 5 umgebenden Nockenring 9 unter
Zwischenschaltung von Rollkörpern 8 einwärts gedrückt. Selbstverständlich können
an die Stelle des feststehenden Nockenringes und der auf die Kolben 7 wirkenden
Rollkörper 8 in dem umgebenden Ringraum auch die Rollkörper 8 fest, aber um ihre
Achse drehbar, in Nuten gelagert sein, so daß die Enden der Kolben 7 unmittelbar
mit diesen ortsfest angeordneten Rollkörpern zusammenarbeiten. Auch diese Ausführungsform
soll nachstehend der Einfachheit halber als »Nockenring« bezeichnet werden. Eine
weitere Ab-.wandlungsmöglichkeit besteht darin, daß die Querbohrung 6 keine Durchmesserbohrung
ist, sondern nur eine Radialbohrung und dementsprechend nur einen anstatt zwei Arbeitskolben
7 aufnimmt.
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Die sich drehenden Teile der Kraftstoff-Förderpumpe und der Einspritzpumpe
sind unmittelbar durch die die Kraftstoffeinspritzpumpe bildende Welle miteinander
verbunden, die als Verteiler 10 ausgebildet ist und ihrerseits von der Brennkraftmaschine
angetrieben wird. Im Verteiler 10 ist eine Axialbohrung 11 vorgesehen, welche an
ihrem einen Ende mit der Querbohrung 6 der Einspritzpumpe in Verbindung steht, während
sie am anderen Ende in eine Radialbohrung 12 mündet, die als Auslaßbohrung dient.
Die Auslaßbohrung 12 kommt bei der Drehung der Verteilerwelle 10 nacheinander
mit einer Anzahl von in gleichen Winkelabständen im Gehäuse 1 angeordneten Auslaßkanälen
13 in Verbindung, an die die Einspritzleitungen zu den Zylindern der Brennkraftmaschine
anschließbar sind.
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Im Gehäuse 1 ist eine ringförmige Kammer 14 vorgesehen, der der Kraftstoff
von der Kraftstoff-Förderpumpe aus über eine Bohrung 15 mit einem Kraftstoff-Förderdruck
zuleitbar ist, der mit der Drehzahl veränderlich ist. Von der ringförmigen Kammer
14 kann der Kraftstoff über Schrägbohrungen im Gehäuse zu zwei Zuführungsbohrungen
16 und 17 geleitet werden. Wenn sich die Verteilerwelle 10 dreht. kann der Kraftstoff
von der Zuführungsbohrung 16 aus der Reihe nach in eine Reihe von in gleichen Winkelabständen
im Verteiler angeordneten radialen Eintrittsbohrungen 18 fließen, wobei so viel
Eintrittsbohrungen 18 im Verteiler vorgesehen sind, wie die Brennkraftmaschine Zylinder
aufweist. Diese radialen Eintrittsbohrungen 18 im Verteiler 10 münden
in die Axialbohrung 11 des Verteilers, und zwar in der Nähe des die Auslaßbohrung
12 aufweisenden Endes. Von der anderen Zuführungsbohrung 17 aus kann der Kraftstoff
in das andere Ende der Axialbohrung 11 des Verteilers 10 eintreten,
wozu eine Reihe weiterer im Verteiler radial angeordneter Eintrittsbohrungen 19
vorgesehen sind. Die Eintrittsbohrungen 18 und 19 sind so angeordnet, daß sie mit
den Zuführungsbohrungen 16 und 17 dann in Verbindung kommen, wenn der Verteiler
10 eine Winkelstellung einnimmt, in der die Auslaßbohrung 12 mit keinem der Auslaßkanäle
13 in Verbindung steht. Der Zufluß des Kraftstoffes aus der ringförmigen Kammer
14 zu den Zuführungsbohrungen 16 und 17 wird gesteuert
durch einen
axial beweglichen Einstellschieber 20, der in einer Radialbohrung des Gehäuses angeordnet
ist. Dieser Einstellschieber 20 sorgt dafür, daß die Gesamtmenge an Kraftstoff in
geeigneter Weise über die Zuführungsbohrungen 16 und 17 entsprechend seiner Stellung
den Eintrittsbohrungen 18 und 19 zugeleitet wird. Wird der Zuführungsbohrung 16
entsprechend der Schieberstellung nur wenig Kraftstoff zugeleitet, dann erhält die
Zuführungsbohrung 17 entsprechend mehr Kraftstoff und umgekehrt. Die Gesamtmenge
des der Axialbohrung 11 des Verteilers 10 insgesamt zugeführten Kraftstoffes wird
bestimmt durch die mögliche Auswärtsbewegung der beiden in der Querbohrung 6 verschiebbaren
Arbeitskolben 7, wobei deren Auswärtsbewegung durch die Abmessungen des die Kolben
umgebenden Nockenringes bestimmt ist. Unabhängig von der Einstellung des Einstellschiebers
20 ist also die der Axialbohrung 11 zugeführte Kraftstoffmenge konstant.
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Zwischen den radialen Eintrittsbohrungen 18 und 19 im Verteiler 10
ist ein Paar einander gegenüberliegender radialer überlaufbohrungen 21 angeordnet,
die in eine ringförmige Nut auf der Außenseite der Verteilerwelle 10 münden, die
ihrerseits über eine Rücklaufbohrung 22 im Gehäuse 1 mit der Bohrung 15 in Verbindung
steht, durch die der Kraftstoff der ringförmigen Kammer 14 zugeleitet wird. In der
Axialbohrung 11 des Verteilers ist zwischen den Mündungen der Eintrittsbohrungen
18 und 19 ein zylindrischer Freikolben 23 angeordnet, der in dieser Bohrung in axialer
Richtung frei beweglich ist. Die axiale Verschiebung des Freikolbens wird begrenzt
durch irgendwelche geeignete Mittel, so z. B. wie in der Zeichnung (Fig. 3) dargestellt,
durch von beiden Seiten her in die Axialbohrung 11 des Verteilers 10
stirnseitig
eingeschraubte Schraubstopfen 24, welche Verlängerungen geeigneter Abmessungen als
Anschläge tragen. Die Länge dieser Anschläge ist so bemessen, daß der Freikolben
23 niemals in der Lage ist, die Eintrittsbohrungen 18 oder 19 zu verschließen.
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Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der beschriebenen Pumpe
sei zunächst angenommen, daß der Freikolben 23 auf der von der eigentlichen Einspritzpumpe
abgewendeten Seite an seinem Anschlag 24 anliege. In dieser Lage gibt die linke
Stirnkante des Freikolbens 23 die überlaufbohrung 21 frei. Wenn der Verteiler sich
dreht, dann kommen gleichzeitig jeweils eine Eintrittsbohrung 18 und 19 im Verteiler
mit den zugehörigen Zuführungsbohrungen 16 und 17 im Gehäuse in Verbindung. Infolgedessen
kann der Kraftstoff von der ringförmigen Kammer 14 zur Längsbohrung 11 des
Verteilers 10
über die Zuführungs- und Eintrittsbohrungen 16, 18 bzw. 17,
19 vor und hinter dem Freikolben 23 einströmen, wobei die vor und hinter dem Freikolben
23 einströmende Menge lediglich durch die Stellung des Einstellschiebers 20 bestimmt
ist. Die in die Längsbohrung 11 des Verteilers auf der Förderpumpenseite des Freikolbens
einströmende Kraftstoffmenge dient dazu, den Freikolben in Richtung auf die Einspritzpumpe
zu zu verschieben, und zwar um ein Maß, das von der Menge des Kraftstoffs abhängt,
der auf dieser Seite in die Axialbohrung 11 des Verteilers gefördert wird. Diese
Bewegung des Freikolbens in der Zeichnung nach links hat auch zur Folge, daß die
Überlaufbohrungen 21 im Verteiler 10 durch den Freikolben 23 zunächst geschlossen
werden. Der einspritzpumpenseitig in die Längsbohrung 11 des Verteilers 10 geförderte
Kraftstoff dagegen sorgt in Verbindung mit der Bewegung des Freikolbens (in der
Zeichnung nach rechts) dafür, daß die beiden Arbeitskolben 7 in der Querbohrung
6 nach außen gedrückt werden, soweit es die Form des Nockenringes zuläßt. Der Nockenring
9 ist so geformt, daß die Arbeitskolben 7 durch ihr Zusammenwirken mit den Erhebungen
des Nockenringes einwärts gedrückt werden, wenn die Auslaßbohrung 12 im Verteiler
10 mit einem der Auslaßkanäle 13 im Gehäuse 1 in Verbindung steht. Der Freikolben
23 wird durch diese Einwärtsbewegung der Arbeitskolben 7 (in der Zeichnung nach
rechts) von der Einspritzpumpe wegbewegt. Da in diesem Augenblick keine der Zuführungsbohrungen
16 bzw. 17 mit einer der Eintrittsbohrungen 18 bzw. 19 in Verbindung steht, wird
der in der Axialbohrung des Verteilers förderpumpenseitig enthaltene Kraftstoff
in einen der Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dieser Einspritzvorgang
dauert so lange, bis der Freikolben 23 die überlaufbohrung 21 öffnet und
damit dem einspritzpumpenseitig in der Axialbohrung 11 des Verteilers 10 enthaltenen
Kraftstoff die Möglichkeit gibt, in die ringförmige Kammer 14 zurückzuströmen. Bei
weiterer Drehung der Einspritzpumpe wiederholt sich die vorstehend beschriebene
Wirkungsweise der Pumpe, wobei jedoch der Kraftstoff nunmehr in den nächsten Zylinder
der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Einspritzmenge wird - wie oben erläutert
- bestimmt durch die förderpumpenseitig in die Axialbohrung 11 des Verteilers beim
Saughub eintretende Kraftstoffmenge, die ihrerseits wieder durch die Stellung des
Einstellschiebers 20 bestimmt ist. Der Einstellschieber 20 kann dabei entweder von
Hand eingestellt werden. Man kann aber auch seine Einstellung von einem Regler abhängig
machen.
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Das in den Fig. 8 bis 10 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß
man die beschriebene Einspritzpumpe in einfachster Weise mit einer Vorrichtung versehen
kann, die es erlaubt, den Einspritzbeginn vom Kraftstoff-Förderdruck und damit von
der Drehzahl der Maschine abhängig zu machen. Zu diesem Zweck ist im Gehäuse 1 eine
Reglerbohrung 25 vorgesehen, die mit ihrem inneren Ende in die ringförmige Kammer
14 mündet. In der Nähe dieser Mündung beginnt eine Schrägbohrung 26, die bei Drehung
des Verteilers 10 der Reihe nach mit den Eintrittsbohrungen 19 im Verteiler eine
Verbindung herstellt.
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In der Reglerbohrung 25 ist ein federbelasteter Kolben 27 angeordnet,
welcher normalerweise die Schrägbohrung 26 verschließt, jedoch unter der Wirkung
des Kraftstoff-Förderdrucks entgegen der Federkraft verschiebbar ist, so daß er
die Schrägbohrung 26 öffnet, wobei der jeweilige Öffnungsquerschnitt von der Höhe
des Kraftstoff-Förderdrucks abhängig ist. Das äußere Ende der Reglerbohrung 25 steht
über eine Bohrung 28 unter dem im Nockenraum der Einspritzpumpe herrschenden Druck.
Die Wirkungsweise ist derart, daß die Schrägbohrung 26 mit der Axialbohrung 11 im
Verteiler 10 über jede der Eintrittsbohrungen 19 in Verbindung tritt, nachdem diese
Eintrittsbohrungen 19 vorher mit der ringförmigen Kammer 14 über den Einstellschieber
20 in Verbindung standen. Der Nockenring 9 ist - wie Fig. 11 zeigt - im Kurvengrund
mit zusätzlichen Ausbuchtungen 29 versehen, die vor den Erhebungen 29 a
aneeordnet
sind. Da hierdurch die Arbeitskolben 7 noch weiter nach außen gedrückt werden können,
falls der Kraftstoff-Förderdruck ausreicht, den federbelasteten Kolben 27 in der
Reglerbohrung 25 so weit zu verschieben, daß die Schrägbohrung 26 freigegeben wird
und zusätzlich Kraftstoff arbeitszylinderseitig in die Axialbohrung 11 des Verteilers
gefördert werden kann, ergibt sich in Abhängigkeit vom Kraftstoff-Förderdruck und
der Menge des zusätzlich eingeführten Kraftstoffs ein früherer Einspritzbeginn.
Das Maß der Vorverlegung des Einspritzbeginns hängt also davon ab, wie weit die
Arbeitskolben unter der Wirkung des Kraftstoff-Förderdrucks über das Normalmaß hinaus
auswärts gedrückt worden sind.
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Eine weitere abgewandelte Ausführungsform, die unabhängig von der
soeben beschriebenen angewendet werden kann, jedoch gemäß Fig. 9 und 10 zusammen
mit der vorherbeschriebenen angewendet dargestellt ist, besteht darin, daß eine
weitere Reglerbohrung 30 ähnlich der Reglerbohrung 25 vorgesehen ist, in der ebenfalls
ein federbelasteter Kolben 31 verschiebbar ist, durch den eine Verbindung zwischen
der ringförmigen Kammer 14 und der Reihe nach den Eintrittsbohrungen 19 über eine
weitere Schrägbohrung 32 zur gleichen Zeit herstellbar ist, zu der auch über den
Einstellschieber 20 und die Zuführungsbohrungen 16 und 17 die Eintrittsbohrungen
18, 19 ihre abgemessenen Kraftstoffmengen erhalten. Angenommen, der Einstellschieber
20 stehe in einer ganz bestimmten Stellung, dann sorgt die beschriebene Abwandlungsausführungsform
dafür, daß der Axialbohrung 11 des Verteilers 10 auf der Arbeitszylinderseite eine
vom Kraftstoff-Förderdruck, d. h. von der Drehzahl der Maschine abhängige Kraftstoff-Fördermenge
zugeführt wird. Dabei muß aber berücksichtigt werden, daß die Gesamtmenge des der
Axialbohrung 11 einspritzzylinder-und arbeitszylinderseitig zugeführten Kraftstoffs
konstant ist, solange die Eintrittsbohrungen 18, 19 mit den Zuführungsbohrungen
16 und 17 und der zusätzlichen Schrägbohrung 32 in Verbindung stehen, weil diese
Gesamtmenge bestimmt wird durch die den Arbeitskolben mögliche Auswärtsbewegung,
welche ja ihrerseits wieder von der Form des Nockenrings abhängig ist. Die Folge
davon ist, daß die über den Einstellschieber 20 der Axialbohrung zufließende Kraftstoffmenge
geringer wird, und da dieser Einstellschieber die ihn durchsetzende Menge in einem
bestimmten Verhältnis je nach der Einstellung vor und hinter den Freikolben leitet,
wird die Einspritzmenge für jeden einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine mit
zunehmender Drehzahl geringer werden. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, den
federbelasteten Kolben 31 in einer solchen Weise anzuordnen, daß er die Schrägbohrungen
32 dann schließt, wenn der Kraftstoff-Förderdruck infolge höherer Drehzahl größer
geworden ist, so daß also in diesem Fall die tatsächlich eingespritzte Kraftstoffmenge
mit zunehmender Maschinendrehzahl ansteigt.
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In Fig. 3 ist der Einstellschieber 20 als axial verschiebbarer Teil
dargestellt. Es versteht sich aber von selbst, daß man die gleiche Wirkung, nämlich
die Verteilung des Kraftstoffs in bestimmtem Verhältnis vor und hinter den Freikolben
auch mit einem drehbar angeordneten Einstellschieber erreichen kann, wie dies in
den Fig. 12 bis 14 im einzelnen dargestellt ist. Die Wirkungsweise eines solchen
drehbaren Einstellschiebers 20 ergibt sich ohne weiteres bei einem Blick auf die
Zeichnung. Falls gewünscht, kann bei iedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbe=spiele
der Einstellschieber als Zylinderbolzen ausgebildet sein, in den ein Paar gegenläufiger
schraubengangförmiger Nuten 33 eingeschnitten ist, wie dies die Fig. 15 bis
17 zeigen. Die jeweils gewünschte Verteilung des Kraftstoffs auf die Zylinderräume
vor und hinter dem Freikolben kann durch Drehung des Einstellschiebers erreicht
werden. Dieser Einstellschieber ist aber auch in axialer Richtung verschiebbar und,
wie in Fig. 15 dargestellt, durch eine Einstellschraube 34 in axialer Richtung einstellbar,
womit es möglich ist, die erforderliche Drehbewegung der Charakteristik des Reglers
der Brennkraftmaschine anzupassen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform einer solchen Pumpe ist der prinzipielle
Aufbau der gleiche wie der an Hand der Fig. 3 bis 7 beschriebene mit der Ausnahme
jedoch, daß ein Nockenring mit einer Nockenform verwendet wird, wie sie in Fig.
11 dargestellt ist, und daß die Eintrittsbohrungen 19 im Verteiler 10 an ihren äußeren
Enden Erweiterungen aufweisen, wie dies in Fig. 18 dargestellt ist, so daß diese
Eintrittsbohrungen 19 mit den zugehörigen Zuführungsbohrungen 17 noch in Verbindung
bleiben, nachdem die entsprechenden Eintrittsbohrungen 18 durch die Drehung des
Verteilers bereits die Verbindung mit ihren zugehörigen Zuführungsbohrungen 16 unterbrochen
haben. Durch diese beschriebene Änderung kann eine zusätzliche Menge Kraftstoff
dem Arbeitszylinder zugeleitet werden, um die Arbeitskolben 7 in die Ausbuchtungen
29 des Nockenringes hineinzudrücken und dadurch in der beschriebenen Weise den Einspritzbeginn
vorzuverlegen. Wenn die Brennkraftmaschine mit einer bestimmten Drehzahl und unter
geringer Last läuft, wird der Einstellschieber 20 in eine solche Stellung gebracht,
daß die Kraftstoff-Förderung zum Arbeitszylinder (Zuführungsbohrung 17) größer ist
als die zum Einspritzzylinder (Zuführungsbohrung 16). Die Folge davon ist, daß der
Einspritzbeginn vorverlegt ist in bezug auf diejenigen Bedingungen, bei denen die
Brennkraftmaschine mit derselben Drehzahl. aber unter verhältnismäßig höherer Last
läuft, weil im letzteren Fall die den Zuführungsbohrungen 17 zugeleitete Kraftstoffmenge
kleiner sein wird als die den Zuführungsbohrungen 16 zugeleitete Menge.
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Falls eine entgegengesetzte Wirkungsweise verlangt wird, d. h. daß
der Einspritzbeginn bei geringer Last verzögert werden soll im Verhältnis zu Arbeitsbedingungen
unter großer Last, dann kann dies leicht durch eine Abwandlung erreicht werden,
die in den Fig. 19 und 20 dargestellt ist. Hier ist eine besondere Bohrung 34 für
diesen Zweck vorgesehen, die der Reihe nach mit den Eintrittsbohrungen 19 im Verteiler
in Verbindung tritt, nachdem die Eintrittsbohrungen 18 bereits die Zuführungsbohrung
16 wieder verschlossen haben, wozu die Bohrung 34 mit den Zuführungsbohrungen 16
durch eine Längsbohrung 35 in Verbindung steht.
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Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit ist in den Fig. 21 und 22 dargestellt.
Dort ist eine besondere Bohrung 36 vorgesehen, die der Bohrung 34 des vorhergehenden
Ausführungsbeispieles entspricht und über eine Bohrung 37 in unmittelbarer Verbindung
mit dem Einstellschieber 20 steht. Außerdem ist in diesem Fall der Einstellschieber
in der Weise angeordnet, daß diejenige Menge Kraftstoff, die der Bohrung
36
zugeleitet werden soll, durch die axiale Einstellung des Einstellschiebers bestimmt
wird. Bei dieser Anordnung kann schon durch Änderung der Einstellung des Einstellschiebers
20 vorausbestimmt werden, ob bei geringer Last und gegebener Drehzahl der Brennkraftmaschine
der Einspritzbeginn in bezug auf die Arbeitsbedingungen der Brennkraftmaschine bei
der gleichen Drehzahl, aber unter beträchtlicher Last vor- oder zurückverlegt sein
soll.