DE1751675A1 - Druckspeicher fuer eine Vorrichtung zum Foerdern und Feindosieren von Kraftstoff - Google Patents
Druckspeicher fuer eine Vorrichtung zum Foerdern und Feindosieren von KraftstoffInfo
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Description
DipL-Jng. P..J, KUPFt)RMANN
*■■*■« Philips Patentvarwalfung GmbH.
Philips Patentverwaltung GmbH., Hamburg 1, Mönckebergstr. 7
"Druckspeicher für eine Vorrichtung zum Fördern und Feindosieren von Kraftstoff"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckspeicher für eine Torrichtung zum Fördern und Feindosieren von Kraftstoff in
Brennkraftmaschinen mit einer Membran, die einen Brennstoff enthaltenden Raum von einem gasgefüllten Raum trennt und die
sich an dem puffernden Gasmedium im gasgefüllten Raum abstützt.
Es sind Einspritzvorrichtungen für Verbrennungsmotoren bekannt, bei denen mittels einer Kolben-Förderpumpe ein vorgegebenes
Kraftstoffvolumen zu einer Einspritzdüse gefördert wird, wobei
der Kolben die Öffnungszeiten der Einspritzdüse steuert. Die Dosierung des Kraftstoffes erfolgt dabei durch die Einstellung
des Förderhubes der intermittierend arbeitenden Pumpe. Durch eine Verwendung kurzer Leitungen zwischen der Pumpe und der
Einspritzdüse sowie durch geeignete Ausbildung der Einspritzdüse und geeignete Auswahl der Einspritzstelle in den Verbrennungsraum
lassen sich dabei in gewissen Grenzen Feindosierungen bei der Kraftstoffzufuhr vornehmen. Es zeigt sich
jedoch, daß die Bemessung des Hubvolumens auf Schwierigkelten stößt, da die Fördermenge bei einer steigenden Zahl von Einspritzungen
pro Zeiteinheit nicht mehr dem eingestellten Hubvolumen proportional ist; sie achwankt vielmehr nach einer schwer
zu ermittelnuen Funktion unter anderem von der Jlinspritiiliioifi^-
keit und von den von der Einspritzdüse zur Pumpe reflektierten Flüssigkeitadruekwellen. Die Einspritzvorrichtungen haben 3ich
außerdem mit der Tatsach· auseinanderzusetzen, daß die FlielJ-
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Du/b
geschwindigkeitsänderungen im hydraulischen System Druckschwankungen
zur Folge haben, deren Amplituden den Geschwindigkeitsänderungen proportional sind. Da nun bei hohen Drehzahlen
die unvermeidlichen, schnell aufeinanderfolgenden Fließgeschwindigkeitsänderungen
wiederum der Drehzahl proportional sind, so folgt, daß beachtliche Druckschwankungen auftreten,
die die tatsächlich geförderten Mengen bis zur Unkenntlichkeit gegenüber der gewünschten Menge verzerren. Eine Feindoaierung
ist mithin mittels dieser Einspritzvorrichtungen nur angenähert möglich.
Die Druckschwankungen könnten durch eine größere Elastizität im
System abgebaut werden, wobei Verzerrungen der Spritzzeiten in Kauf genommen werden müssen* Bei vollkommener Elastizität wären
die Druckschwankungen dann zwar verschwunden. Die Steuerzeiten wurden durch die größere Elastizität aber völlig verzerrt, wenn
nicht sogar gelöscht werden. Die Fördermengen pro Takt werden damit willkürlich werden. Derartige Einspritzverrichtungen
können deshalb nicht in das Gebiet höherer Drehzahlen eindringen.
Es ist bereits bekannt, einen Druckspeicher oder Druckausgleichsbehälter
in die Kraftstoffzuleitung des Magnetventils oder im Zuflußkanal des Magnetventils selbst eine Gasblase
vorzusehen, um damit Druckschwankungen im System, vor allen . aber am Ventilsitz entgegenzuwirken. Die Tatsache, daß bei
diesen bekannten Konstruktionen die Druckspeicher oder Druckausgleichsbehälter aber nicht an einer definierten Stelle der
Leitung bzw. die Gasblase nicht in unmittelbarer llähe der
Störungsquelle vorgesehen sind, zeigt, daß man die Notwendigkeit des Druckausgleichs wohl erkannt, die wirklichen Ursachen
der Druokschwankungen aber nicht vollends erkannt hat.
Die an sich bekannten Druckausgleichsbehiilter, mit denen Drucicschwankungen
ausgleichbar sind, bestehen aun einen Behälter, in dem eine Membran eine Förderflüssigkeit von einem puffernden
0RIGJNAL
Gasvolumen trennt. Bei Kraftstofförderpumpen sind derartige
lehälter als windkessel bezeichnet. Da bei der bekannten
Kraftsto'ff-Pumpenkonstruktion aber nicht beabsichtigt wird,
mit Hilfe des Windkessels den geförderten Kraftstoffluß zu glätten, sondern angestrebt wird, die Lebensdauer der Pumpe
und deren Förderleistung zu verbessern, ist die Membran aus den anderen Erwägungen heraus relativ dick ausgebildet. Die
bekannten .windkessel können deshalb nur niederfrequente Störungen
beeinflussen und eignen sich nicht zum Glätten eines Kraftstoffstromes, in dem hochfrequente Störungen auftreten.
Es ist auch bekannt, einen Druclcausgleiohsbehü.lter der bekannten
Art im Leitungszug zwischen Pumpe und iiagnetventilsitz in einem nennenswerten Abstand von Pumpe und Hagnetventilsita
anzuordnen. Driickschwankungen, die sich durch öffnen
und Schließen eines Magnetventils ergeben, lassen sich damit nicht vollends glätten, und zwar umso weniger je schneller die
lektfolge ist und je hochfrequenter die Schwingungen in der
Kraftstoffsäule sind.
Us ist Aufgabe derΛErfindung, einen Druckspeicher für eine
Vorrichtung zum Fördern und Feindosieren von Kraftstoff in 33rennkraftmaschinen zu schaffen, die auch in der Lage ist,
hochfrequente Schwingungen in dem Kraftstoffördersystem zu
glätten.
Die gestellte Aufgabe ist bei einem Druckspeicher mit einer Membran, die einen Brennstoff enthaltenden Raum von einem
gasgefüllten Raum trennt und die sich an dem puffernden Gasmedium im gasgefüllten Raum abstützt, dadurch gelöst, daß
gemäß der Erfindung die Membran schlapp und praktisch widerstandslos pulsierfähig ist.
Der Druckspeicher nach der Erfindung wirkt wie ein fast unendlich großer beruhigter Raum, der jedoch endliche, und zv/ar sehr
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^r..;, - 8AD ORIGINAL
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kleine Abmessungen aufweisen kann. In dem Druckspeicher werden alle sowohl durch die intermittierende Entnahme als auch durch
die intermittierende Nachlieferung verursachten Drückschwankungen nahezu vollständig ausgeglichen, waB besonders gut dadurch
erreicht wird, daß der Druckspeicher nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mittels einer hauchdünnen,
praktisch massefreien elastischen Haut gegenüber dem"puffernden
Gasmedium abgegrenzt ist. Dajlurch ist es möglich, den Kraftstoff, wenn er unter dem Nenndruck am Ventilsitz bereitgehalten
v/ird, ohne störende Mengenschwankungen geglättet und beruhigt an die Einspritzdüse weiterzugeben.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die als Rohrabschnitt ausgebildete Haut beiderseits eingespannt
und in einem geschlossenen, unelastischen, hohlzylinderförmigen und gasgefüllten Gefäß angeordnet. Der Kraftstoff befindet
sich dann entweder innerhalb oder außerhalb der Membran. Auf diese !/eise wird der simulierte, unendlich große Raum auf
einen Raum geringer Abmessungen zurückgeführt, dessen Anordnung innerhalb eines für einen Verbrennungsmotor zur Verfügung
stehenden Raumes nicht mehr ins Gewicht fällt, der aber dennoch die ausreichende Druckkonstanz gewährleistet.
Der Druckspeicher icann jedoch auch anders ausgebildet sein. So
kann das Gefäß hohlkugelförmig sein und der Innenraum mittels der Membran in zwei Hälften geteilt werden. Ebenso kann sich
frei im Innenraum des Gefäßes ein Gaskissen befinden, dessen Membran von der schlappen Membran gebildet ist. Weiterhin ist
es möglich, das Gefäß als abgeflachte Hohlkugel oder Paraboloid zu formen. Die Gasblase kann auch beuteiförmig an einer Gefäßwand
befestigt sein.
Unter bestimmten Bedingungen kann es vorteilhaft sein, den Druckspeicher in mehrere nacheinander durchströmte, gegebenenfalls
auch kleinere Druckspeicher aufzuteilen, die mittels in den Verbindungskantilen angeordneter Drosselstellen, beiepiils-
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weise Querschnittsverminderungen oder Blenden, voneinander getrennt
sind. Die Verbraucher werden jedoch in jedem Pail ohne Zwischenschaltung einer Drosselstelle an den letzten vor ihnen
liegenden Druckspeicher angeschlossen.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen sioh an die Förderpumpe anschließenden
Druckspeicher nach der Erfindung.
Figuren 2 und 3 zeigen weitere Druokspeioherausbildungen.
Der Druckspeicher 7 besteht beispielsweise aus einem unelastischen
zylindrischen und geschlossenen Gefäß 53. In diesem Gefäß 53 ist eine mit Kraftstoff 54 gefüllte Membran 55 angeordnet,
die vorzugsweise aus einem Rohrabschnitt besteht, der an beiden Enden im Behälter 53 eingespannt ist. Die Membran 55
kann jedoch auoh beuteiförmig ausgebildet sein und mithin nur einen Befestigungsring an der Gefäßwand 57 des Druokspeiohers
aufweisen.
Der Raum zwischen der Gefäßwand 53, 57 und der Membran 55 ist mit einem Gas 58 gefüllt. Es ist allerdings auch ohne weiteres die
Umkehrung möglich, wonach der von der Membran eingeschlossene Raum 5? mit Gas und der diesen Raum umgebende Raum des Gefäßea
53 mit dem Kraftstoff 54 gefüllt ist.
Der Druckspeicher kann auch gänzlich anders geformt sein. Nach der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform 1st er etwa hohlkugelförmig ausgebildet. Die Membran 55 trennt dabei zwei
Kugelinnenräume 60 voneinander ab. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 beoteht das Gefäß 53 des Druckspeichers aus
•iner zur Raumersparnis abgeflachten Hohlkugel, in der sich
ein mit Druckgas, beispielsweise Luft, gefülltes Gaskissen 61 befindet, das von der sohlappen Membran 55 eingeschlossen lot.
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— ο —
Die Druckspeichermembran 55 ist so dünn ausgebildet, daß sie alle Druckstöße, die auf den Kraftstoff 54 ausgeübt werden,
ausgleicht. Während des Betriebes wird sie deshalb ständig ganz; leicht pulsieren. Dieses Pulsieren wird umso ausgleichender
sein, je dünner und mithin weniger mit Kasse behaftet die
Membran 55 ist, so daß von ihr keine Maseenkräfte aufgenommen
werden. Bine sogar hauchdünne Ausbildung der Membran 55 ist möglich, da sie -z.B. als Luftbeutel ausgeführt - an sich
weder einer Druck- noch einer Zugbelastung ausgesetzt ist, sondern
lediglich der räumliohen Trennung von nahezu unter gleichem Druck stehenden sie beiderseits stützenden Medien Gas und Kraftstoff
dient. Von außen stützt bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 im Gefäß 53 eingeschlossenes Gas 58 die Haut ab, während
die Abstützung von innen heraus der Kraftstoff 54 vornimmt.
Die Größe des Druokspeioherraumes wird nur so bemessen,
daß die gesetzte erlaubte Fehlergrenze von etwa + 1?b
Druoksohwankungen in keinem fall überschritten wird.
Zweokmäßig wird die Membran 55 aber so elastlsah sein, daß sie den
ganzen Kraftstoffraum ausfüllen kann, wenn der Kraftstoffdruck,
beispielsweise bei fehlendem Kraftstoff nachläßt und der Kraftstoffrest vom Gas aus dem Druckspeicher herausgedrückt wird.
Weiterhin ist es zweckmäßig, die Membran doppelwandig auszubilden,
um mit Sicherheit eine absolut gasdichte und kraftstoffeste Trennung der Medien voneinander zu erhalten. Werkstoffe,
die beiden Forderungen, die noch mit der Forderung nach Elastizität verbunden sind, dauerhaft gerecht werden,
sind nämlich nicht leicht herstellbar. Bei der doppelwandigen Membran besteht die dem puffernden Gas zugewandte Seite dann
aus einem elastischen, gasdichten Werkstoff, während die dem gepufferten
Kraftstoff zugewandte Schicht aus einem kraftstofffesten elastischen Werkstoff hergestellt ist. In den Zeichnungen
ist die Doppelwandigkeit der Übersichtlichkeit wegen
nicht dargeotellt.
- 7 109832/0504
Sowohl der Einlaß in den von der Membran 55 umschlossenen Druckspeiclierraum 59 als auch sein üuslaß sind mittels
Hagnetventilen 65 verschließbar, die vorzugsweise mit dem nicht dargestellten Sündschloß des Motors ein- und ausschaltbar
sind. Bei eingestellter Zündung und erregten Spulen sind die Ventile 65 geöffnet. Bei ausgeschaltetem Motor und
mithin entregten Spulen 67 sind sie geschlossen. Zum Verschließen dienen dabei in den Magnetventilen befindliche
Verschlußstücke 69, die sich bei entregten Magneten 67 auf elastische Ventilsitze 71 aufpressen. Der Anpreßdruck der Verschlußstücke
69 wird dabei mittels Federn 73 und insbesondere durch den Kraftstoff selbst bewirkt, die sich an den Gehäusen
75 der Magnetventile 65 abstützen und auf die Stößel 77 für die Abschlußstücke 69 einwirken. Der Verschluß des Druckspeicherraumes
59 während ausgeschalteter Zündung dient dem Zweck, in der Gesamtvorrichtung den während des Betriebes vorhandenen
überdruck von 15 Atmosphären wenigstens annähernd aufrechtzuerhalten, damit die Pumpe nicht genötigt ist, beim
Einschalten der Zündung erst den erforderlichen Überdruck von Grund auf herzustellen. Beim Zusammenlegen von Druckspeicher-Ein-
und -Auslaß kann gegebenenfalls auch ein einziges Hagnetventil größeren Öffnungsquerschnittes verwendet
werden. Auch können unter Umständen die Magnetventile auch ganz entfallen, wenn auf einen Vorratsdruck beim
Starten verzichtet wird.
Patentansprüche
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. BAD ORIGINAL
Claims (1)
- RA.397 079*-9.7.6i-otentansprüche:1. Druckspeicher für eine Vorrichtung sum Fördern und JFeindosieren ύοώ. Kraftstoff in Brennkraftmaschinen mit einer—Membran-,- die--einen Brennstoff "enthaltenden Kaum" von "einem gasgefüllten Raum trennt und die sich an dem puffernden Gasmedium im gasgefüllten Raum abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran schlapp und praktisch widerstandslos pulsierfähig ist.2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran aus einer hauchdünnen, praktisch raassefreien elastischen Haut besteht.5. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rohrabschnitt ausgebildete Haut (55) beiderseits eingespannt und in einem geschlossenen, unelastischen, hohlzylinderfürmigen und gasgefüllten Gefäß (53) angeordnet ist.4. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckspeichermembran (55) beuteiförmig ausgebildet und an einer Wand (57) des Gefäßes (53) eingespannt ist.5. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (53) hohlkugelförmig ausgebildet ist und der Innenraum mittels der Membran (55) in zwei Hälften (60) geteilir ist.6. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich frei im Innenraum des Gefäßes (53) ein Gaskissen (61) befindet, dessen Wandung von der schlappen · Membran (55) gebildet ist.7. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (53) als abgeflachte Hohlkugel oder Paraboloid ausgebildet ist.109832/0504 _ g _COPY8. Druckspeicher ns,ch den Ansprüchen 1 "bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Strömungsrichtung nacheinander geschaltete Druckspeicher (7) vorgesehen sind, die voneinander mittels Drosselsteilen getrennt sind.cj. Druckspeicher nach den Ansprüchen 1 "bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Auslaßöffnungen des Druckspeichers mittels Hagnetventilen (65) im entregten Zustand verschließbar sind.109832/0504
Priority Applications (3)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19641751675 DE1751675A1 (de) | 1964-05-29 | 1964-05-29 | Druckspeicher fuer eine Vorrichtung zum Foerdern und Feindosieren von Kraftstoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1751675A1 true DE1751675A1 (de) | 1971-08-05 |
Family
ID=5692411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19641751675 Pending DE1751675A1 (de) | 1964-05-29 | 1964-05-29 | Druckspeicher fuer eine Vorrichtung zum Foerdern und Feindosieren von Kraftstoff |
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GB (1) | GB1107083A (de) |
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CN118030901B (zh) * | 2024-04-12 | 2024-06-18 | 新乡市振航机电有限公司 | 一种乳化液泵的电磁卸载阀及使用方法 |
-
1964
- 1964-05-29 DE DE19641751675 patent/DE1751675A1/de active Pending
-
1965
- 1965-05-26 GB GB22361/65A patent/GB1107083A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1107083A (en) | 1968-03-20 |
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