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Brennstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
eine Brennstoffeinspritzanlage für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung, die
das BrennstofF-Luft-Verhältnis der Ladung so ändert, daß der Maschine eine reiche
Ladung bei Vollast und eine wirtschaftliche Ladung bei geringerer Leistung zuceleitet
wird, und bei der ein durch den Druck in der von einer Drosselklappe beherrschten
Saugleitung verstellbares Regelglied vorgesehen ist, welches mit dem Ende eines
zweiarmigen Hebels verbunden ist, dessen anderes Ende mittelbar auf eine Brennstoffzumeßvorrichtung
einwirkt und dessen Schwenkpunkt zur Korrektur der Brennstoffzumeßmenge verlagerbar
ist.
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Bei bekannten Bauarten bedingt eine Verlagerung des Drehpunkts des
zweiarmig ausgebildeten Hebels zugleich eine Verlagerung des Hebels selbst, so daß
auch die Gestänge zu den vom Hebel betätigten Vorrichtungen eine Verlagern,.,- erfahren.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Anreicherungseinrichtung
für Vollast für eine Brennstoffeinspritzanlage zu schaffen, die weitere Anreicherungseinrichtungen,
z. B. für das Anlassen, für das Warmlaufen der Maschine oder den Leerlaufbetrieb,
enthält, wobei die Einstellung dieser weiteren Anreicherungseinrichtungen durch
die Anreicherungseinrichtung für Vollast im Gegensatz zu der- bekannten Bauarten
unbeeinflußt bleibt.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Einrichtung in an
sich bekannter Weise derart als Korrektureinrichtung ausgebildet ist, daß deren
Einfluß der Verstellbewegung des Regelgliedes im Sinne einer durch Federkraft und
zunehmenden Saugleitungsdruck bewirkten Anreicherung der Ladung überlagert wird,
indem der Schwenkpunkt des zweiarmigen Hebels verlagert wird, und da ß in ebenfalls
bekannter Weise der Schwenkpunkt hierbei im Sinne einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
des zweiarmigen Hebels verlagert wird.
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Durch diese Ausbildung wird lediglich der Schwenkpunkt des Zwischenhebels
verlagert, nicht jedoch dessen Lage oder die der von ihm betätigten Teile. Es erfolgt
lediglich eine Änderung des übersetzungsverhältnisses des Zwischenhebels, die keinerlei
Einffuß auf die anderen Anreicherungseinrichtungen ausübt. Es ergibt sich der weitere
Vorteil, daß die Einstellung der Brennstoffzumeßeinrichtung wie auch die der Anreicherungseinrichtung
für Vollast in einfacher Weise und unabhängig voneinander vorgenommen werden kann.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Brennstoffeinspritzanlagen
nach der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist F i g. 1 eine im Schnitt dargestellte
Ansicht einer vereinfacht dargestellten Brennstoffeinspritzanlage mit dem Zwischenhebel
nach der Erfindung, F i g. 2 eine ähnliche Darstellung einer anderen Brennstoffeinspritzanlage
nach der Erfindung, F i:-1. 3 ein Schnitt durch eine Brennstoffzumeßvorrichtung
für die Anlage nach F i g. 2 und F i g. 4 eine Ansicht der Brennstoffzumeßvorrichtung
gemäß F i g. 3.
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Die Zeichnungen veranschaulichen die Verwendung der Erfindung bei
einer Brennstoffeinspritzanlage 10 für eine Mehrzylindermaschine 12 mit Fremdzündung,
die eine Ansauganlage 14 mit einer Saugleitung 16 und mit mehreren mit dieser verbundenen
Einlaßkanälen 18 aufweist, die zu Brennräumen 20
führen. Der Zustrom der Ladung
zu den Zylindern ist durch Einlaßventile 22 gesteuert. In der Saugleitung 16 ist
ein Venturirohr 24 und eine von Hand einstellbare Drosselklappe 26 vorgesehen, die
zweckmäßig stromabwärts des Venturirohres 24 liegt, um das durch dieses strömende
Luftvolumen zu regeln.
Die Brennstoffeinspritzanlage 10 enthält
einen Brennstoffbehälter 30, eine Brennstoffpumpe 32, eine Brennstoffzumeßvorrichtung
34, die ein gewünschtes Brennstoff-Luft-Verhältnis einhält, und mehrere Einspritzdüsen
36, die in den Einlaßkanälen 18 in der Nähe der Einlaßventile 22 liegen und Brennstoff
unmittelbar in die in die Zylinder einströmende Luft einspritzen. Die Brennstoffpumpe
32 kann von beliebiger Bauart sein; es ist jedoch vorteilhaft, eine in der Nähe
des Vorratsbehälters 30 angeordnete Brennstofförderpumpe und eine Brennstoffeinspritzpumpe
zu verwenden. Diese Pumpen liefern eine größere Brennstoffmenge, als sie in der
Einspritzanlage 10 erforderlich ist.
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Die Brennstoffzumeßvorrichtung 34 enthält eine Membrankammer 38 im
oberen Teil und einen Brennstoffverteiler und -regier 40 im unteren Teil.
Der Brennstoffverteiler und -regier hat in einem Auslaß 42 einen Steuerventilkolben
44, eine Verteilerkammer 46 und einen mit der Brennstoffpumpe
32
verbundenen Einlaß 48. In dem Einlaß 48 liegt zweckmäßig
ein Filter 50. Der Einlaß 48 enthält eine Kammer, die mit dem Boden
der Verteilerkammer 46 in Verbindung steht, so daß der Brennstoff vom Eimaß 48 senkrecht
nach oben durch die Verteilerkammer 46 fließt. Eine Mehrzahl unter sich gleicher
Einspritzleitungen 52 erstrecken sich von der Verteilerkammer radial nach außen
und führen zu den Einspritzdüsen 36 in den Einlaßkanälen 18. Um eine gleichmäßige
Verteilung des Brennstoffs auf alle Zylinder zu erreichen, wird der hydraulische
Widerstand der Einspritzdüsen 36 beträchtlich größer gewählt als der der Einspritzleitungen
52, so daß irgendwelche geringfügigen Unregelmäßigkeiten in den Einspritzleitungen
nur geringen oder keinen Einfluß auf die Zumessung und die Verteilung des Brennstoffs
zu den Zylindern haben. Die Einspritzdüsen 36 sind zweckmäßig so ausgebildet, daß
sie den Brennstoff durch eine enge Öffnung in eine Hülle von Luft im wesentlichen
atmosphärischen Drucks einspritzen, die, von einer Luftleitung 54 geliefert, den
Brennstoffstrom durch eine zweite Öffnung in die Ansauganlage leitet. Hierdurch
wird die Brennstoffanlage vom Saugleitungsdruck getrennt, und der Widerstand der
engen Öffnungen stellt die Regeleinrichtung für den Brennstoffstrom dar.
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Der Kolben 44 des Brennstoffsteuerventils liegt im oberen Teil
der Verteilerkammer 46, um den Brennstoffanteil zu regeln, der von der Verteilerkammer
46 zum Brennstoffbehälter 30 überströmt. Die Stellung des Kolbens 44 mißt daher
die Brennstoffmenge den Zylindern zu. Der Kolben 44 gleitet in einer senkrechten
Bohrung und hat ein verjüngtes Ende 56, das in der Auslaßöffnung 42 beweglich ist.
Durch die axiale Stellung des Kolbens 44 wird somit die wirksame Durchtrittsfläche
bestimmt. Am unteren Ende hat der Kolben 44 eine flache Stirnfläche 58 bestimmter
Größe, auf die der Druck des Brennstoffs in der Verteilerkammer 46 einwirkt. Es
ergibt sich also eine aufwärts gerichtete Kraft auf den Kolben. Der Widerstand aller
Einspritzleitungen 52 und Einspritzdüsen 36 wirkt wie eine einzige Öffnung, und
da die Brennstoffeinspritzung aus den Einspritzdüsen 36 wegen der Luftleitung 54
in einer Lufthülle etwa atmosphärischen Drucks erfolgt, ist der Druck des Brennstoffs
in der Verteilerkammer 46 ein Maß für die in die Zylinder strömende Brennstoffmenge.
Die senkrecht auf den Kolben wirkende Kraft ist somit ein Maß für die den Zylindern
zuströmende Brennstoffmenge.
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Bei normalen Betriebsbedingungen fließt der Brennstoff von der Brennstoffpumpe
32 durch den Einlaß 48 in die Verteilerkammer und strömt aus dieser durch die Einspritzleitungen
52 und/oder das Steuerventil ab. Um bei stehender Maschine einen Rückwärtsstrom
zu verhindern, ist ein Rückschlagventil 60 vorgesehen. Dieses Rückschlagventil 60
liegt zweckmäßig dicht an der Verteilerkammer 46 und ist als Tellerventil ausgebildet,
das durch eine Feder 61 in die Schließlage gedrückt wird. Die Federspannung ist
so ausgelegt, daß in dem stromaufwärts liegenden Teil der Brennstoffeinspritzanlage
10 die Bildung von Brennstoffdämpfen verhindert ist.
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Die Membrankammer 38 enthält eine Membran 62, die sich in horizontaler
Richtung quer durch diese erstreckt, so daß in der Kammer ein oberer Raum 64 und
ein unterer Raum 66 gebildet werden. Der obere Raum 64 ist mit der engsten Stelle
68 des Venturirohrs 24 durch ein Rohr 70 verbunden, während der untere
Raum 66 vorteilhaft mit der Saugleitung 16 unmittelbar stromaufwärts des Venturirohrs
24 verbunden ist. Strömt durch das Venturirohr 24 Luft, so wird in der engsten Stelle
68 ein Vakuum entwickelt, und es wirkt auf die Membran 62 eine Kraft, die ein Maß
für die durch das Venturirohr 24 zu den Zylindern strömende Luftmenge ist. Die Membran
62 ist mit dem Kolben 44 durch ein Gestänge 76 verbunden. Zwei Federn 72
und 74 wirken auf die Membran 62 und stellen diese in eine bestimmte Lage ein. Das
Gestänge 76 besteht aus einem senkrechten Lenker 78, der mit einem Gelenkpunkt 80
zwischen einem Gegengewichtshebel 82 und einem Hebel 84 verbunden ist. Der Gegengewichtshebel
82 schwingt um einen festen Zapfen 86 und trägt an seinem Ende ein Gewicht 88, das
die verschiedenen Teile des Gestänges 76 ausbalanciert. Das äußere Ende 90 des Hebels
84 ruht auf dem oberen Ende des Kolbens 44 auf, während seine Mitte um das untere
Ende eines Hebels 92 schwingt, der von einer Welle 94 getragen wird. Der
Hebel 92 dient der Einstellung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses. Die verschiedenen
Luftdrücke auf die Membran 62 üben auf den Kolben 44 eine abwärts gerichtete Kraft
aus, der der Brennstoffdruck in der Verteilerkammer 46
entgegenwirkt.
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Durch Verdrehen des Hebels 92 um die Achse der Welle 94 kann das übersetzungsverhältnis
des Gestänges 76 verändert werden, so daß die von der Membran 62 auf den Kolben
44 übertragene Kraft leicht eingestellt werden kann.
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Wie bereits erwähnt wurde, bestimmt die Stellung des Kolbens 44 innerhalb
des Auslasses 42 das Brennstoffvolumen, das überströmt, wodurch die den einzelnen
Zylindern zugeteilte Brennstoffmenge geregelt oder zugemessen wird. Weiterhin wirkt
der Brennstoffdruck in der Verteilerkammer 46 auf die untere Stirnfläche
des Kolbens 44 und versucht diesen anzuheben, um die überströmende Brennstoffmenge
zu vergrößern und den den Zylindern zuströmenden Brennstoffanteil zu verringern.
Die von der Luftmenge abhängige Kraft drückt den Kolben 44
dagegen in den
Auslaß 42, wodurch die Brennstoffzufuhr zu den Zylindern erhöht wird. Der Luftstrom
und der Brennstoffstrom erzeugen also einander entgegengerichtete Kräfte, die eine
Bewegung des Kolbens 44 verursachen, bis sich diese beiden Kräfte
ausgleichen,
wobei dann der Brennstoff und die Luft in einem bestimmten Verhältnis zueinander
stehen. Dieses Verhältnis ist durch die Fläche der Membran 62, die dem Brennstoffdruck
ausgesetzte Fläche des Kolbens 44 und das Übersetzungsverhältnis des Gestänges 76
bestimmt. Dieses Brenntoff-Luft-Verhältnis kann leicht durch Verändern der Lage
des Hebels 92 geändert werden.
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Die soeben beschriebene Brennstoffeinspritzanlage wird eine zufriedenstellende
Ladung bei den meisten Betriebsbedingungen liefern. Es ist jedoch bei einigen Betriebsbedingungen,
wie z. B. bei Leerlauf, bei Volllast u. dgl. nötig, das Brennstoff-Luft-Verhältnis
zu ändern. Für diese Zwecke wird eine Brennstoffeinspritzanlage 100 verwendet, wie
sie in den F i g. 2 bis 4 dargestellt ist.
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Diese Brennstoffeinspritzanlage 100 ähnelt der ersten Ausführungsform
weitgehend. Sie enthält einen Brennstoffbehälter 102, eine Luftmeßvorrichtung 104
und eine Brennstoffzumeßvorrichtung 106, die abhängig vom Luftstrom den Brennstoff
im bestimmten Verhältnis zumißt. Zusätzlich enthält sie Einrichtungen zum Anreichern,
um das Luft-Brennstoff-Verhältnis zu ändern.
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Eine Einlaßanlage 108 enthält ein Ansaugfilter 110, das an
ein Venturirohr 116 angeschlossen ist. Das Venturirohr 116 hat eine Venturidüse
118 und einen Diffusorteil 120. Eine Drosselklappe 124 zur Regelung der Luftmenge
und damit der Drehzahl der Maschine ist zweckmäßig hinter der Venturidüse
118, z. B. im Diffusorteil 120, angeordnet. Der Auslaß des Venturirohrs
116 ist mit dem Einlaß eines Luftverteilers der Maschine verbunden. An den Luftverteiler
sind die Einlaßkanäle der Zylinderköpfe 134 der Maschine angeschlossen.
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Eine Brennstoff-Förderpumpe 141 mit verhältnismäßig niedrigem Förderdruck
saugt Brennstoff aus dem Brennstoffbehälter 102 und drückt ihn über ein Filter 142
in eine Schwimmerkammer 144. Ein schwimmergesteuertes Nadelventil 146 regelt den
Zustrom des Brennstoffs in die Schwimmerkammer 144 und hält in dieser einen im wesentlichen
konstanten Brennstoffspiegel aufrecht, so daß jederzeit eine laufende Brennstoffzufuhr
zur Verfügung steht. Vom Boden der Schwimmerkammer 144 saugt eine Einspritzpumpe
148 an und drückt durch ihren Auslaß 150 den Brennstoff in die Einspritzanlage.
Da die Einspritzpumpe 148 den Brennstoff nicht zumißt, kann sie von beliebiger Bauart
sein und in jeder beliebigen Weise angetrieben werden. Es ist jedoch zweckmüßig,
eine Zahnradpumpe zu verwenden, die, von der Maschine angetrieben, eine Fördermenge
hat, welche in gewisser Beziehung zur Maschinendrehzahl steht und damit auch zur
Brennstoffanforderung der Maschine. Die Fördermenge und der Förderdruck sind größer
als diese von der Maschine angefordert werden, so daß ein Brennstoffüberrschuß zur
Schwimmerkammer 144 über eine überströmleitung 152 zurückkehrt. Hierdurch wird die
Belastung der Brennstoff-Förderpumpe 141 verringert, da sie lediglich den Brennstoffverbrauch
in die Schwimmerkammer 144 nachschieben muß.
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Die Brennstoffzumeßvorrichtung 106 (F i g. 2 und 3) hat im oberen
Teil eine Membrankammer 154 und am Boden einen Brennstoffregler 156. Der Brennstoffregler
156 hat einen Einlaß 158, der mit dem Auslaß 150 der Einspritzpumpe 148 durch ein
Rohr 160 verbunden ist. Der Einlaß 158 enthält ein zweites Filter 162 und ein Rückschlagventil
164 (F i g. 2), das ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet ist.
Nach Durchtritt durch das Rückschlagventil 164 gelangt der Brennstoff zum Boden
einer Verteilerkammer 166, durch die er axial nach oben fließt.
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Von der Mitte der Verteilerkammer 166 erstrekken sich Einspritzleitungen
168 radial nach außen, die zu Einspritzdüsen 170 führen, welche in den Einlaßleitungen
132 in der Nähe der Einlaßventile 136 liegen. Weiterhin ist im oberen Teil der Verteilerkammer
166 ein Überströmventil 172 vorgesehen, so daß in die Verteilerkammer 166 überschüssig
eintretender Brennstoff durch das Überströmventil 172 über die überströmleitung
152 zur Schwimmerkammer 144 zurückkehren kann. Das Volumen des zugemessenen Brennstoffs
wird durch die Stellung des Kolbenüberströmventils 172 gesteuert, das den Anteil
der überströmenden Brennstoffmenge regelt. Da der hydraulische Widerstand aller
Einspritzleitungen 168 und Einspritzdüsen 170 wie eine einzige feste Öffnung wirken,
stellt der Druck des Brennstoffs in der Verteilerkammer 166 ein Maß für die zu den
Zylindern fließende Brennstoffmenge dar. Damit stellt auch die auf die Unterseite
des überströmventils 172 ausgeübte Kraft ein Maß für das Volumen des zugemessenen
Brennstoffs dar.
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Die Membrankammer 154 enthält eine Membran 174, die sich quer durch
diese erstreckt und einen oberen Raum 176 und einen unteren Raum 178 begrenzt. Die
Membran 174 ist arbeitsmäßig mit dem Überströmventil 172 durch ein Gestänge 180
verbunden. Dieses Gestänge hat einen senkrechten Lenker 182, der mit einem Gelenkpunkt
184 zwischen einem Gegengewichtshebe1186 und einem Zwischenhebel 188 verbunden ist.
Der Gegengewichtshebel 186 schwingt um einen festen Zapfen 190, während der Zwischenhebel
188 um das Ende eines Hebels 192 schwingt, der auf einer sich quer durch den unteren
Raum 178 erstreckenden Welle 194 sitzt. Eine Rolle 196 am unteren Ende des
Hebels 192 läuft auf einer Nockenfläche 198 des Zwischenhebels 188. Die Stellung
des Hebels 192 bestimmt somit das übersetzungsverhältnis des Gestänges
180.
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Der Raum 176 oberhalb der Membran 174 ist mit der Venturidüse
118 durch eine Impulsleitung 200
verbunden, so daß bei Durchstrom von
Luft durch das Venturirohr 116 der in der Venturidüse 118 entwickelte Saugleitungsdruck
im oberen Raum 176 herrscht. An den unteren Raum 178 ist eine Luftleitung 202 so
angeschlossen, daß in ihm im wesentlichen atmosphärischer Druck oder der Druck unmittelbar
vor dem Venturirohr 116 herrscht. Es ergibt sich somit eine Druckdifferenz zwischen
beiden Seiten der Membran 174, die eine Kraft erzeugt, welche ein Maß für die in
die Maschine einströmende Luftmenge ist.
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Wie bei der ersten Ausführungsform, unterliegt der Kolben 172
des überströmventils der Einwirkung zweier entgegenwirkender Kräfte: einer abwärts
wirkenden Kraft entsprechend der Luftmenge und einer aufwärts wirkenden Kraft entsprechend
der Brennstoffmenge. Der Kolben 172 stellt sich von selbst ein und bestimmt ein
von der Winkellage des Hebels 192 abhängiges Luft-Brennstoff-Verhältnis. Da die
Maschine vorwiegend nur mit Teilleistung und nur selten mit Vollast arbeitet, wie
der Hebel 192 zweckmäßig in einer Einstellung zur Bildung einer mageren Ladung
festgehalten,
um maximale Wirtschaftlichkeit zu erreichen.
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Beim Anlassen der Maschine ist es wünschenswert, eine wesentlich reichere
Ladung zu bilden, die leichter als eine normale Ladung entzündbar ist. Demzufolge
ist eine Anreicherungseinrichtung 204
(F i g. 2) für das Anlassen vorgesehen.
Das Luft-Brennstoff-Verhältnis einer Ladung für das Anlassen ist nicht ausgesprochen
kritisch, und solange es ausreichend reich ist, kann es in beträchtlichem Umfang
veränderlich sein. Indessen ist eine solche Ladung wesentlich reicher, als sie für
den normalen Lauf der Maschine wünschenswert ist, und sie wird daher auch nur beim
Anlassen der Maschine zugeteilt. Die Anreicherungseinrichtung 204 kann eine zusätzliche
Brennstoffzuteilung zur Verteilerkammer 166 und/ oder die Herabsetzung der von der
Verteilerkammer 166 überströmenden Brennstoffmenge bewirken.
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Die hier verwendete Einrichtung 204 veranlaßt beide Maßnahmen. Eine
Leitung 206 verbindet den Auslaß des Filters 142 mit der Verteilerkammer 166. Da
die Einspritzpumpe 148 schwer anlaufen kann und/oder auch eine geringe Fördermenge
bei niedrigen Anlaßdrehzahlen hat, ist es zweckmäßig, daß die Leitung
206 Brennstoff vom Auslaß der Brennstoff-Förderpumpe 141 erhält, so daß deren
große Fördermenge zur Verfügung steht. In der Leitung 206 liegt ein Ventil
208, das von einem Elektromagneten 210 gesteuert wird und den Durchfluß durch
die Leitung 206 regelt. Normalerweise wird dieses Ventil in der Schließlage gehalten,
um jegliche Brennstoffzufuhr in die oder aus der Verteilerkammer 166 auszuschalten.
Ein Kolben 216 des Elektromagneten 210 öffnet das Ventil 208, wenn der Elektromagnet,
der in einem Kreis 212, 214 für einen elektrischen Anlasser liegt, erregt wird,
wodurch der Brennstoff unmittelbar von der Brennstoff-Förderpumpe 141 in die Verteilerkammer
166 fließt. Wenn auch der Förderdruck der Brennstoff-Förderpumpe 141 sehr niedrig
ist, wird jeder Druckabfall verhindert, da der Brennstoff der Verteilerkammer 166
hinter dem Rückschlagventi1164 zugeleitet wird. Die Brennstoff-Förderpumpe 141 hat
daher einen ausreichenden Druck, um ausreichende Brennstoffmengen den Zylindern
für das Anlassen zuzuteilen. Wenn auch diese Brennstoffmenge im wesentlichen nicht
zugemessen wird, wird trotzdem ein leicht zündbares Gemisch gebildet. In abgewandelter
Form oder zusätzlich zu der beschriebenen Einrichtung kann der Elektromagnetkolben
216 am oberen Ende einen Arm 218 tragen, der bei erregtem Elektromagneten den überströmventilkolben
172 niederdrückt, um die Überströmöffnungen zur 1;lberströmleitung 152 während des
Anlassens abzusperren. Es wird somit der gesamte der Verteilerkammer 166 zugeförderte
Brennstoff den Zylindern zugeteilt. Falls die Einspritzpumpe 148 beim Anlassen
eine ausreichende Fördermenge liefert, kann die Ladungsanreicherung allein durch
Niederdrücken des überströmventilkolbens 172 erreicht werden. Wenn andererseits
die Brennstoff-Förderpumpe 141 eine ausreichende Brennstoffmenge liefert, kann der
Brennstoff unmittelbar der Verteilerkammer 166 zugefördert werden, ohne das überströmventil172
schließen zu müssen.
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Nachdem die Maschine angelassen ist und mit eigener Kraft, aber Untertemperatur,
läuft, ist es wünschenswert, eine etwas reichere Ladung zuzuteilen als bei normalen
Betriebstemperaturen. Es ist daher eine Anreicherungseinrichtung für das Warmlaufen
vorgesehen. Diese Einrichtung 220 spricht auf die Temperatur dei Maschine an und
bewirkt die gewünschte Anreicherung der Ladung, wenn die Maschine mit Untertemperatur
läuft. Diese Anreicherung wird bewerkstelligt, indem die Stärke des Signals aus
der Venturidüse, wie es in der Impulsleitung 200 erscheint, geändert wird, sobald
die Maschinentemperatur unterhalb des Normalwertes liegt. Die Anreicherungseinrichtung
220 für das Warmlaufen besteht aus einem kleinen Hilfsventurirohr 222 (F
i g. 2), das in Reihe mit dem Hauptventurirohr 118
liegt. Das Hilfsventurirohr
222 kann unmittelbar Luft aus dem Freien oder aus der Luftleitung 202 ansaugen,
so daß es nur Luft erhalten kann, die zuvor durch das Luftfilter 110 gegangen ist.
Der Luftstrom durch das Hilfsventurirohr 222 wird durch ein Steuerventil 224 geregelt,
das zwischen der Luftleitung 202 und der Venturidüse 118 liegt. Bei geschlossenem
Ventil 224 erfolgt kein Luftstrom von der Luftleitung 202 durch das Hilfsventurirohr
222. Daher wird der in der Venturidüse 118 gebildete Saugleitungsdruck über
die Impulsleitung 200 ohne jede Änderung der Membrankammer 154 zugeleitet,
und es ergibt sich das normale Luft-Brennstoff-Verhältnis. Öffnet indessen das Steuerventil
224, so strömt Luft von der Luftleitung 202 durch das Hilfsventurirohr 222
in die Venturidüse 118 des Hauptventurirohrs 116. Dieser Luftstrom erhöht die Größe
des Signals aus der Venturidüse und bewirkt damit die Herabsetzung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses.
Selbstverständlich ist die Verstärkung des Signals und damit die Herabsetzung des
Luft-Brennstoff-Verhältnisses abhängig von der Größe der Öffnung des Steuerventils
224. Die Stellung des Steuerventils 224 kann durch geeignete Einrichtungen
erfolgen, beispielsweise von Hand oder selbstätig durch eine Bimetall-Thermostateinrichtung,
die das Steuerventil 224 öffnet bzw. schließt. Die Wärme für die Betätigung des
Thermostaten kann durch heiße Luft erfolgen, die durch Wärmeaustausch mit der Maschine
oder durch eine elektrische Heizeinrichtung erhitzt wird, die mit der Zündanlage
der Maschine verbunden ist.
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Erreicht die Maschine ihre normale Betriebstemperatur, so schließt
der Thermostat 226 das Steuerventil 224, das den Durchstrom durch das Hilfsventurirohr
verhindert. Läuft die Maschine indessen mit Untertemperatur, so zieht der Thermostat
226 das Steuerventil 224 in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur zurück, so
daß dann Luft von der Luftleitung 202 durch das Hilfsventurirohr
222 in die Venturidüse 118 fließt. Der Saugleitungsdruck in der Venturidüse
wird also in einem von dem durch das Hilfsventurirohr 222 strömenden Luftvolumen
abhängigen Ausmaß beeinflußt. Das sich ergebende abgewandelte Signal wird über die
Impulsleitung 200
der Membrankammer 154 zugeleitet. Das Luft-Brennstoff-Verhältnis
wird im Sinne einer Anreicherung in Abhängigkeit von dem abgewandelten Signal geändert.
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Bei Leerlauf der Maschine ist der Luftstrom durch das Venturirohr
116 so klein, daß das sich ergebende Signal nicht kräftig genug ist, um eine
genaue Zumeßwirkung zu sichern. Außerdem ist es auch bei diesem Betriebszustand
wünschenswert, eine etwas reichere Ladung als bei normalen Betriebsbedingungen zu
haben. Es ist deshalb eine Anreicherungseinrichtung 228 für den Leerlauf
vorgesehen, um das
Venturidüsensignal beim Leerlauf zu verstärken.
Diese Einrichtung 228 enthält eine kleine Öffnung 230, die dicht stromabwärts
der Drosselklappe 124 liegt und den Saugleitungsdruck abfühlt. Eine Leitung 232,
die ein einstellbares Nadelventil 234 und ein Steuerventil 236 enthält, verbindet
diese Öffnung 230 mit der Impulsleitung 200. Das Steuerventil 236 ist in seine Schließlage
durch eine Feder gedrückt, jedoch mit dem Drosselgestänge so verbunden, daß es in
die Offenlage lediglich dann bewegt wird, wenn die Drosselklappe 124 in der Leerlaufstellung
oder dicht bei dieser Stellung ist. Mit anderen Worten, die Anreicherungseinrichtung
228 für den Leerlauf ist von der Impulsleitung 200 abgesperrt und lediglich
wirksam, wenn die Maschine im Leerlauf ist. Das Nadelventil 234 ist einstellbar,
um die Größe des Einflusses auf das Venturidüsensignal zu bestimmen.
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Während des Leerlaufs ist die Drosselklappe 124
geschlossen
und das Steuerventil 236 geöffnet. Es wird somit der Saugleitungsdruck entsprechend
der Stellung des Nadelventils 234 abgewandelt, der Impulsleitung
200 zugeführt und das Venturidüsensignal verstärkt, wodurch das Gemisch für
den Leerlauf angereichert wird. Eine Stellschraube 238 in einer Umgehungsleitung
240 zur Drosselklappe 124
steuert das Leerlaufvolumen und damit die
Leerlaufdrehzahl der Maschine.
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Um eine plötzliche Änderung des Druckes im Raum 176 der Membrankammer
zu verhindern, wenn die Drosselklappe 124 von der Leerlaufstellung aus geöffnet
wird, kann eine nicht dargestellte kalibrierte Drosselstelle in der Impulsleitung
200 vorgesehen sein, so daß die Übertragung einer solchen Änderung des Saugkanaldruckes
zur Membrankammer genügend verzögert wird, um einen Leistungsabfall der Maschine
zu verhindern, bevor das Venturirohr 116
wirder wirksam wird, um die Brennstoffzufuhr
zu den Zylindern zu regeln.
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Sobald die Drosselklappe 124 zu öffnen beginnt, erhöht sich die Drehzahl
der Maschine etwas über die Leerlaufdrehzahl. Bei diesem Betriebszustand ist es
zur Sicherung eines weichen Laufs der Maschine und einer ausreichenden Leistungsentwicklung
wünschenswert, eine etwas reichere Ladung zu haben, als sie für normalen Betrieb
vorgesehen ist. Da bereits eine geringe Öffnung der Drosselklappe eine beträchtliche
Änderung des Saugleitungsdruckes zur Folge hat, ist das an der Öffnung 230 während
dieser Betriebsbedingungen gewonnene Signal wenig geignet. Daher ist unmittelbar
stromaufwärts der Drosselklappe 124 eine zweite Öffnung 242 vorgesehen, die mit
der Leitung 232 zwischen dem Steuerventil 236 und dem Nadelventil 234 verbunden
ist. Diese zweite Öffnung 242 ist so angeordnet, daß sie unmittelbar neben dem Rand
der Drosselklappe 124 liegt. Die Luft fließt somit durch den engen Spalt zwischen
der Kante der Drosselklappe 124 und der Wand des Venturirohrs 116 zur Öffnung 242.
Der Luftstrom durch diese Drosselstelle bedingt einen örtlichen Druckabfall, der
an der Öffnung 242 abgefühlt wird. Dieser örtliche Druckabfall wird an die Impulsleitung
200 durch die Leitung 232 übertragen und verstärkt das Venturidüsensignal,
wodurch bei diesem Betriebszustand eine reichere Ladung verursacht wird. Wird die
Drosselklappe 124 über die Öffnung 242 hinweg weiter geöffnet, so
tritt der örtliche Druckabfall nicht mehr ein, und es wird die normale Regelung
durch das Venturisignal wieder hergestellt. Man hat indessen als zweckmäßig festgestellt,
das Steuerventil 236 zu schließen, sobald die Drosselklappe 124 die letztgenannte
Stellung überschreitet, um damit das Drosseldüsensignal einwandfrei von jeglichem
Einfluß seitens der Öffnungen 230 und 242
während des normalen Betriebsbereiches
frei zu halten.
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Wie bereits erwähnt, arbeitet die Maschine normalerweise nur selten
mit Vollast. Es ist daher zweckmäßig, wenn die normale zugeführte Leitung ein Luft-Brennstoff-Verhältnis
hat, das für maximale Wirtschaftlichkeit geeignet ist. Da eine solche Ladung zu
mager ist, um die Vollast der Maschine zu erzielen, sind Einrichtungen vorgesehen,
die die Ladung anreichern, wenn Vollast gefordert wird. Es ist daher eine Anreicherungseinrichtung
244 für Vollast vorgesehen (F i g. 4). Diese Einrichtung 244 wird durch geeignete
Einrichtungen betätigt, die von der Leistungsabgabe der Maschine abhängen, beispielsweise
von der Stellung der Drosselklappe 124, dem Saugleistungsdruck u. dgl. Im
vorliegenden Fall ist eine eine Membran 246 enthaltende Kammer mit der Saugleitung
durch eine Leitung 247 verbunden (F i g. 4). Die Membran 246 ihrerseits ist mit
einem auf einer Welle 194 sitzenden Hebel 248 verbunden. Die Bewegung
der Welle 194 verstellt den Hebel 192,
wodurch das übersetzungsverhältnis
des Gestänges 180 zwecks Änderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses verändert wird.
Der Saugleitungsdruck versucht, den Hebel 248 gegen einen Anschlag
250 für mageres Gemisch zu verstellen, während eine Feder 252 auf
die Membran 246 in entgegengesetzter Richtung drückt, um den Hebel 248 gegen
einen Anschlag 254 für reiches Gemisch zu drücken. Die Anschläge 254 und
250 werden für Vollast bzw. größte Wirtschaftlichkeit eingestellt.
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Bei normalen Betriebsbedingungen bewegt der Saugleitungsdruck die
Membran 246 nach innen (links). Hierdurch wird der Hebel 248 gegen den Anschlag
250 für mageres Gemisch bewegt, und der Hebel 192 gelangt in eine Stellung zur Bildung
einer Ladung größter Wirtschaftlichkeit. Wird indessen die Drosselklappe 124 für
Vollast geöffnet, so verstellt die Feder 252 die Membran 246, und der Hebel 248
kommt gegen den Anschlag 254 für reiches Gemisch zur Anlage, so daß der Hebel
192 das Obersetzungsverhältnis des Gestänges 180 zwecks Einstellung
einer Ladung für Vollast einnimmt.
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Es wurde festgestellt, daß bei einer Brennstoffeinspritzanlage dieser
Art, wenn die Einspritzdüsen 170 in der Nähe der Einlaßventile 136 angeordnet sind,
nur eine sehr kleine benetzte Oberfläche im Luftverteiler der Maschine vorhanden
ist. Dies bedingt ein sehr schnelles Ansprechen. Tatsächlich laufen übliche Maschinen
ohne Beschleunigerpumpe weich. Unter gewissen Umständen kann es jedoch wünschenswert
sein, eine Beschleunigerpumpe 260 (F i g. 2) vorzusehen, die kurzzeitig das Luft-Brennstoff-Verhältnis
erhöht, wenn die Drosselklappe 124 zur Beschleunigung plötzlich geöffnet wird. Die
Beschleunigerpumpe 260 besteht aus einem Kolben 262, der in einem Zylinder 264 in
der einen Wandung des Steuergehäuses angeordnet ist. Der Kolben 262 ist arbeitsmäßig
mit der Drosselklappe 124 durch eine federbelastete Verbindung 266 mit totem Gang
verbunden. Der Boden des Zylinders 264 ist über ein Einwegventil 268 unmittelbar
mit der Verteilerkammer 166 verbunden. Dieses Ventil 268 hat einen sehr
niedrigen
Öffnungsdruck, um dem Brennstoff den freien Abfluß von dem Zylinder 264 in die Verteilerkammer
166 zu gestatten. Das Einwegventil 268 wird indessen jegliches Entweichen
von Brennstoff aus der Verteilerkammer 166 verhindern.
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Schließt sich die Drosselklappe 124, so bewegt sich der Kolben 262
in dem Zylinder 264 nach oben und saugt hierbei Brennstoff aus der überströmkammer
an. Wird die Drosselklappe 124 geöffnet, so drückt das Gestänge 266 den Kolben 262
nach unten. Durch diese Abwärtsbewegung wird eine zusätzliche Brennstoffmenge durch
das Einwegventil 268 in die Verteilerkammer 166 gefördert. Bei gewissen Betriebsbedingungen
ist der Brennstoffdruck in der Verteilerkammer sehr hoch und überwiegt den von der
Beschleunigerpumpe 260 ausgeübten Druck. Die Beschleunigerpumpe 260 kann dann keinen
Brennstoff in die Verteilerkammer 166 drücken. Das Gestänge 266 gestattet durch
den toten Gang trotzdem das Öffnen der Drosselklappe 124. Bleibt die Drosselklappe
124 in der Offenstellung, so sichert der Brennstoff allmählich ab und gestattet
einer Feder 270, den Kolben 262 gegen den Boden des Zylinders 264 zu drücken.
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Bei Schubbetrieb der Maschine verrichtet der der Maschine zugeführte
Brennstoff keine Nutzarbeit und wird vergeudet. Die Wirtschaftlichkeit des Betriebes
kann daher dadurch verbessert werden, daß bei Schubbetrieb die Brennstoffzufuhr
abgesperrt wird. Es ist daher ein Brennstoffabsperrventi1272 vorgesehen, das in
einer Umgehungsleitung 274 vom Einlaß 158 zur überströmleitung
152 liegt und eine federbelastete Membran 276 enthält, die mit dem Ventil
272 verbunden ist. Die Membran 276 wird vom Saugleitungsdruck über eine Leitung
280 beaufschlagt. Bei normalen Betriebsbedingungen hält die Feder 282 das Ventil
272 geschlossen, so daß die normale Brennstoffzumessung und -verteilung erhalten
bleibt. Bei Schubbetrieb drückt der Saugleitungsdruck über die Membran 276 die Feder
282 zusammen, so daß das Ventil 272 öffnet. Dadurch kann der Brennstoff von der
Brennstoffeinspritzleitung zur Überströmleitung 154 unter Umgehung der Verteilerkammer
166 abströmen. Da das Ventil 272 stromaufwärts des Rückschlagventils 164 liegt,
ist der Druck am Ventil 272 verhältnismäßig niedrig, so daß das Rückschlagventi1164
geschlossen bleibt. Damit wird jegliche Brennstoffzufuhr zur Verteilerkammer 166
unterbunden, bis ein normaler Saugleitungsdruck wieder erreicht wird. Dann schließt
das Ventil 272
wieder, und es wird den Zylindern erneut Brennstoff zugeteilt.