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Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einspritzvorrichtung mit Mengenabmessung und Zuteilung des Kraftstoffes
auf die einzelnen Zylinder einer Brennkraftmaschine, bestehend aus einer im überschuß
fördernden Pumpe und einem System rotierender und nicht rotierender, mit Durchströmöffnungen
versehener Scheiben, welche durch ein Regelglied relativ verdrehbar sind, sowie
einer Einrichtung zur Beeinflussung des Kraftstoffdruckes abhängig von einer für
die Regelung maßgebenden Einflußgröße.
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An einem bekannten Scheibenverteiler vorstehend angedeuteter Art,
der ebenfalls aus einem System rotierender und nicht rotierender Scheiben besteht,
soll eine Mengenänderung der eingespritzten Kraftstoffmenge durch relatives Verdrehen
der Scheiben und auch durch Änderung des Kraftstoffdruckes im Einspritzsystem erreicht
werden. Es sind aber keinerlei Aussagen darüber gemacht, wie die für den Motorbetrieb
erforderliche Regelung zu erfolgen hat, um .im gesamten Drehzahl- und Lastbereich
die erforderliche Kraftstoffmenge zu erreichen.
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Bei einem anderen bekannten Einspritzsystem erfolgt eine lastabhängige
Mengenänderung des Kraftstoffes durch Änderung des wirksamen Steuerschlitzes. Um
zu erreichen, daß bei bestimmter Lasteinstellung unabhängig von der jeweiligen Drehzahl
stets die gleiche Kraftstoffmenge eingespritzt wird, ist eine verschiebbare Drosselnadel
mit einstellbarer Federvorspannung vorgesehen zur drehzahlabhängigen Änderung des
Kraftstoffdruckes, wobei durch die drehzahlabhängige Menge der Förderpumpe das Ausmaß
der Druckänderung durch die Motordrehzahl beeinflußt wird.
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Ferner ist auch eine Einrichtung bekannt, bei der ein z. B. durch
den Unterdruck im Saugrohr betätigtes Regelorgan auf eine Drosselstelle wirkt, die
den Kraftstoffdruck beeinflußt und damit die eingespritzte Kraftstoffmenge verändert.
Die von einer Kraftstoffförderpumpe mit drehzahlabhängiger Charakteristik geförderte
Brennstoffmenge wird ebenfalls im Nebenschluß an dieselbe Drosselstelle geleitet.
Dadurch sind an derselben Drosselstelle der Drehzahleinfluß und der Lasteinfluß
wirksam.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache, betriebssichere
Einspritzvorrichtung zu schaffen, die in allen Betriebszuständen die Regelung einer
Brennkraftmaschine mit der notwendigen Genauigkeit durchführt.
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Zu diesem Zweck ist die Einspritzvorrichtung mit den eingangs geschilderten
Merkmalen erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß ein Fliehkraftregler, der in bei
Einspritzvorrichtungen bekannter Weise bei von der Drehzahl völlig getrennter Einbringung
der Belastung in die Mengenbemessung den Einfluß der Drehzahl auf den Zeitwert des
Durchströmquerschnittes kompensiert, d. h. unabhängig von der Drehzahl die angenähert
gleiche Einspritzmenge pro Arbeitsspiel erzielt, eine relative Verdrehung der Scheiben
bewirkt und daß die Belastungseinstellung durch ebenfalls bekannte Regelung des
Kraftstoffdruckes vor den Scheiben erfolgt.
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Bei diesem Verteiler sind in vorteilhafter Weise die Vorzüge der Regelung
durch relativ verdrehbare Scheiben mit veränderbarem freiem Durchströmquerschnitt,
nämlich deren gleichbleibende Genauigkeit auch bei längerer Betriebszeit und stärkerer
Abnutzung, für die vom Fliehkraftregler bewirkte Drehzahlkompensation ausgenutzt,
so daß die Kompensation -des Drehzahleinflusses mit besonders geringer Störanfälligkeit
aber besonders großer Zuverlässigkeit erfolgt, während die lastabhängige Regelung
durch Veränderung des Brennstoffdruckes besonders empfindlich und variantenreich
mit einfachen Mitteln den jeweiligen Erfordernissen anzupassen ist.
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Den Gegenstand der Erfindung weiter ausbildende Merkmale und Vorteile
der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung erläutert, in der unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
beschrieben sind. Es zeigt A b b. 1 eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung,
teilweise im Längsschnitt, A b b. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in A b b.
1, A b b. 3 Abwicklungen der relativ zueinander verdrehbaren Scheiben bei kleiner
und bei großer Drehzahl, A b b. 4 eine andere Ausführungsform der Einspritzvorrichtung.
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In A b b. 1 bis 3 wird von einer Pumpe 1 Kraftstoff durch eine Eintrittsbohrung
2 in einen Ausgleichsraum
3 gefördert. Durch eine Bohrung 4 in
einer feststehenden Scheibe 5 gelangt der Kraftstoff über Steuerschlitze 8 bzw.
8' in rotierenden Scheiben 6 bzw. 7 zu einer der Zylinderzahl des Motors entsprechenden
Anzahl von Austrittsbohrungen 9 und über daran angeschlossene Einspritzleitungen
zu den Einspritzdüsen. Auf einer vom Motor angetriebenen Reglerwelle 10 ist ein
Fliehkraftregler 11, 12 angeordnet, der bei Änderung der Drehzahl die rotierende
Scheibe 7 @i'elativ zu der fest auf der Reglerwelle 10 sitzenden Scheibe 6 verdreht.
Der Drehzahleinftuß wird vom Fliehkraftregler rein mechanisch in besonders einfacher
Weise kompensiert, indem die Fliehgewichte 11 mit Armen 12 an Zapfen 13 angreifen,
die - an der relativ verdrehbaren Scheibe 7 angeordnet sind und so unmittelbar ein
Drehmoment auf die Scheibe 7 ausüben, wodurch diese gegenüber .der"Scheibe 6 verdreht
wird, so daß sich die überdeckung der in beiden Scheiben auf gleichem Durchmesser
angebrachten Steuerschlitze 8, 8' ändert.
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Der Fliehkraftregler 11, 12 ist in seiner Drehzahlcharakteristik so
ausgelegt, daß mit steigender Drehzahl durch relatives Verdrehen der rotierenden
Scheiben 6 und 7 gegeneinander die überschneidung ihrer Steuerschlitze 8, 8' zunimmt.
So ist z. B. bei der Drehzahl 0 der überdeckungswinkel0; bei der maximalen Drehzahl
überdecken sich beide Steuerschlitze 8, 8' voll. Da nun bei gleicher wirksamer Schlitzbreite
bei doppelt so großer Drehzahl die Verbindungszeit der Bohrungen 4 und 8, d. h.
also die mögliche Förderzeit, annähernd halb so groß wird, kompensiert die oben
beschriebene Veränderung der wirksamen Steuerschlitzbreite den Drehzahleinfluß,
so daß eine von der Drehzahl unabhängige Einspritzmenge pro Umdrehung erzielt wird.
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Zur Erweiterung der Variationsmöglichkeiten und Verbesserung der Genauigkeit
der Regelung können in der Scheibe 7 neben dem Steuerschlitz 8' auf gleichem Durchmesser
Zusatzöffnungen vorgesehen sein, die bei kleineren Drehzahlen ganz oder teilweise
von dem Steuerschlitz 8 in der Scheibe 6 überdeckt werden.
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Wird zu den in den rotierenden Scheiben 6 und 7 befindlichen Steuerschlitzen
8, 8' in der Scheibe 7 eine Bohrung 14 angebracht, die ständig mit dem unter Druck
gesetzten Kraftstoff imAusgleichsraum3 in Verbindung steht, dann wird pro Umdrehung
zusätzlich zu der durch die Steuerschlitze gegebenen Brennstoffmenge eine Brennstoffmenge
gefördert, die mit wachsender Drehzahl infolge der entsprechend kleiner werdenden
überdeckungszeit der Bohrung 14 mit der Bohrung 9 etwa nach einer Hyperbel abnimmt.
Diese von der zusätzlichen Bohrung 14 gesteuerte Einspritzmenge ist nicht von anderen
Regelgrößen beeinflußt, so daß durch die Bohrung 14 z. B. die für den Leerlaufbetrieb
erforderliche Mindestmenge an Kraftstoff zu den Einspritzdüsen gelangt.
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In A b b. 1 wird die Grundlasteinstellung getrennt von der Drehzahlkompensation
durch Veränderung der Federvorspannung einer Feder 15, durch Verschiebung eines
Federtellers 16 in einem überströmventi117 erreicht. Die Einspritzmenge Null wird
dadurch erreicht, daß in der äußeren Anschlagstellung 18 des verschiebbaren Federtellers
16 die Vorspannung der Feder 15 gerade so gewählt wird, daß der Öffnungsdruck des
überströmventils den öffnungsdruck der Einspritzdüsen unterschreitet. In dieser
Anordnung, bei der der wirksame Durchtrittsquerschnitt in Abhängigkeit von der Drehzahl
durch einen Fliehkraftregler und der Kraftstoffdruck durch ein z. B. vom Belastungsgestänge
verstellbares überströmventil geregelt werden, wird eine für den Motorbetrieb erforderliche
proportionale überlagerung von Last- und Drehzahleinfluß erreicht.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß A b b. 4 wird die drehzahlabhängige Regelung
entsprechend A b b. 1 bis 3 durch den Fliehkraftregler 11, 12 erreicht, während
mit einer veränderlich einstellbaren Drosselstelle der Brennstoffdruck geregelt
wird. Die Kraftstoffpumpe 1 fördert den Kraftstoff über die Eintrittsöffnung 19
in den Ausgleichsraum 20, wobei die Zuteilung der Einspritzmengen zu den Einspritzdüsen
einmal durch Zusammenwirken der Bohrungen 21 in der feststehenden Scheibe 22, mit
den beiden Steuerschlitzen in den rotierenden Scheiben 23 und 24 und den Austrittsöffnungen
25 im Verteilergehäuse, zum anderen durch den einstellbaren Kraftstoffdruck geschieht.
Die relative Verdrehung der rotierenden -Scheiben-23 und 24 erfolgt über den Fliehkraftregler
26 in gleicher Weise wie nach A b b. 1 bis 3. Die Lasteinstellung wird verändert
durch Hin- und Herbewegung der Drosselnadel 27,
die entsprechend ihrer Stellung
einen mehr oder weniger großen Drosselquerschnitt in der überströmleitung freigibt.
Das überströmventil28 hat hierbei einen Öffnungsdruck, der etwas höher als der öffnungsdruck
der Düsen ist. Fördert die Pumpe 1 eine von der Motordrehzahl unabhängige Kraftstoffmenge,
dann wird völlig getrennt die Lasteinstellung durch Verschiebung der Drosselnadel
bewirkt, so daß der gleiche Effekt der proportionalen überlagerung von Drehzahl-
und Lasteinfluß wie nach A b b. 1 erreicht wird. Bei einer entsprechenden Abhängigkeit
der Fördermenge der Pumpe 1 von der Motordrehzahl, z. B. bei Antrieb der Förderpumpe
direkt von der Motorwelle, wird der bei konstant gehaltener Drosselstelle bedingte
Drehzahleinfluß, der sich hier in einer Erhöhung des Druckes im Ausgleichsraum auswirkt,
durch entsprechende Auslegung der Federn und der Fliehgewichte des Fliehkraftreglers
teilweise kompensiert. Die Erhöhung der Federvorspannung des überströmventils 28
bewirkt zusätzlich eine Druckerhöhung im Ausgleichsraum 20, wodurch z. B. durch
diesen getrennten Regeleingriff eine kurzzeitige Anreicherung des Gemisches erzielt
werden kann.