DE2045556A1

DE2045556A1 - Kraftstoffeinspntzvornchtung fur Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2045556A1
Application number: DE19702045556
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1969-11-20
Filing date: 1970-09-15
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR2067883A5; AT314906B; JPS4826090B1; US3677256A; DE2045556B2; GB1326074A; DE2045556C3

Description

Patentanwälte DIpl.-Ing. R. B E E T Z sen. Dipl-Ιηπ. K. LAMPRECHT

Dr.-Ing. R. B E E T Z Jr.

8 München 22, Steinsdorfstr. 10

62-16.092P 15.9.1970

AUTOMOBILES PEUGEOT, Paris (Prankreich)

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritzvorrichtungen für Brennkraftmaschinen mit Kompressionszündung.

Es ist bekannt, daß heute zwei Ausführungsformen

von Einspritzpumpen für derartige Motoren verwendet wer- ™

- Verteilerpumpen, aus deren üruckraum nacheinander die einzelnen Zylinder des Motors gespeist werden; in diesem Fall ist nur eine einzige Zylinder-Pumpenanordnung vorhanden, um mehrere Mo torzylirider mit Kraftstoff zu versorgen;

- die Iioihenpumpen , deren Kolben-Zy LindereinhoJ. ten

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in einer Reihe in einem gleichen Gehäuse angeordnet sind; bei diesen Pumpen hat jeder Motorzylinder seine eigene Einspritzpumpe.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei Brennkraftmotoren, mit Kompressionszündung die Einspritzgesetze derart sind, daß notwendigerweise zwischen dem Beginn des Einspritzvorganges des Kraftstoffes und dem Zünden dieses Kraftstoffes eine gewisse Zeitspanne liegt, der "Zündverzug"„ ^ Anders gesagt: Es befindet sich bereits ein erheblicher Anteil des Kraftstoffes in dem Motorzylinder, wenn die Zündung eintritt; daraus folgt eine ungenügend gesteuerte und reichlich "harte" Verbrennung. Eine der Folgen dieses Vorganges besteht darin, daß der Betrieb dieser Motoren besonders geräuschvoll ist.

Das Problem der Verbesserung der Verbrennung und damit die Verminderung des Betriebsgeräusches durch besseres Anpassen des Einspritzgesetzes wurde bei einigen Bauarten von Verteilerpumpen dadurch gelöst, daß man eine zusätzliche Vorrichtung vorsah, mittels der beim Beginn des fe Pumpendruckhubes ein Teil des sich im Pumpenzylinder befindenden Brennstoffs entnommen wird; dieser Brennstoff wird dann dem Druckraum der Pumpe später wieder zugeführt₀ Eine derartige Vorrichtung gestattet es tatsächlich, das Einspritzgesetz im Sinne einer Verringerung der während der Anfangseinspritzphase in den Motorzylinder eingespritzten Kraftstoffmenge zu ändern und so in einem hohen Maße die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen. Diese Vorrichtung kann durch zusätzliche Neutralisierungseinrichtungen vervollständigt werden, die es gestatten, die Wirkung der Entnahmevorrichtung unter bestimmten Be-

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triebsbedingungen des Motors auszuschalten, bei denen die oben geschilderten unerwünschten Eigenheiten weniger bemerkbar sind und keine Störung darstellen., Eine derartige Auslegung und Verbesserung einer Entnahmevorrichtung sowie Neutralisierungseinrichtungen sind in der deutschen Patentanmeldung P 1 576 617/3.und in der Zusatzanmeldung P 1 807 55h/2 beschrieben.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin,

eine Vorrichtung bzw. Einrichtung anzugeben, die es ge- a

stattet, ein entsprechendes günstiges Ergebnis auch bei Reihenkraftstoffpumpen zu erzielen. Eine Reihenpumpe enthält, jeweils mehrere Zylinder mit je einem Kolben, dessen Hin- und Herbewegung im allgemeinen von einer Nooke gesteuert wird; der von dem Zylinder begrenzte Hubraum der Pumpe steht einerseits über zumindest eine ZuflußÖffnung mit einer Kraftstoffquelle in Verbindung, die eine Speisepumpe sein kaim_r und andererseits mit einer Einspritzoder Druckleitung, an die eine Einspritzdüse in einem Motorzylinder angeschlossen ist. Da der Kolbenhub konstant ist, muß man Maßnahmen ergreifen, um die Menge des bei jedem Druckhub' in die Druckleitung geförderten Kraftstoffes zu steuern, und zwar in Abhängigkeit von der Be- Λ lastung und der Drehzahl des Motors; die dabei benutzten Mittel können einen Regler umfassen, der über einen einfachen Mechanismus eine Winkeldrehung des Pumpenkolbens um seine Achse bewirkt«, Dieser Kolben hat an seinem Umfang eine schraubenlinienförmig verlaufende Nut oder Steuerkante, die das Ende der Einspritzung bestimmt, wenn sie sich der Zuflußöffnung im Zylinder gegenüber befindet, und es dürfdte klar sein, daß durch die Winkeleinstellung des Kolbens die gesamte eingespritzte Kraftstoffmenge gesteuert wird.

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Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmascliine mit Ilompre s si ons zündung mit einer Reihenpumpe ; die Einspritzvorrichtung oder Einspritzpumpe ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kolben-Zylinder-Baugruppe der Pumpe zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sind, die in zumindest einer bestimmten Winkelstellung des Kolbens -and während der Dauer zumindest eines Teils des Druckhubes des Kolbens einen Anteil des verdrängten Kraftstoffes während des Förderhubes aufnehmen.

Bei einer besonderen Ausführung umfassen die zusätzlichen Einrichtungen einerseits eine Ausnehmung in der Mantelfläche des Kolbens, die mit dem Pumpendruckraum in Verbindung steht, andererseits eine Drosselöffnung in der Wand des Pumpendruckraumes r

Die zusätzliche Anwendimg dieser Verbesserung gestattet es, das Kraftstoff-Einspritzgesetz für bestimmte Betriebsbedingungen des Motors ganz wesentlich zu ändern; wenn nämlich der Kolben sich in einer Winkelstellung befindet, bei der die in seiner Mantelfläche vorgesehene Ausnehmung und die Kalibrierte Drosselöffnung einander gegenüber stehen, ergibt sich ein Abfluß bzw₀ eine Entnahme eines Anteils des von der Pumpe verdrängten Kraftstoffes aus dem Pumpendruckraum; um jedoch nicht die Gesamtmenge des dem Motor je Hub'zugeführten Kraftstoffes zu verringern, die ja in Abhängigkeit von der Last und der Drehzahl durch normale Regelvorrichtungen zugemessen wird, soll die zunächst vorgenommene Kraftstoffentnahme dadurch ausgeglichen oder kompensiert werden, daß man die Dauer des Einspritzvorganges verlängert. Der Motor erhält

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also die erforderliche Kraftstoffmenge, das Einspritzen dieser Kraftstoffmenge je Motor- oder Pumpenhub erfolgt jedoch nach einem geänderten Einspritzgesetz, damit die Verbrennung besser überwacht werden kann, weniger hart abläuft und der Betrieb des Motors weicher und weniger geräuschvoll ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich im Laufe der Beschreibung von Ausführungsbeispielen ergeben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilschnit^darstellung

durch einen Teil einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß der Erfindungj

Fig. 2 einen Schnitt durch die Einspritzpumpe der Vorrichtung längs der Linie 2-2 der Fig, 1;

Fig. 3 eine perspektivisch dargestellte Ansicht des Kolbens der Pumpe nach den Figo 1 und 2;

Figo h a, Hh, h c drei Diagramme, von denen das. erste das übliche Einspritzgesetz und die beiden anderen zwei durch Anwendung der Erfindung erzielte geänderte Einspritzgesetze darstellen;

"Figo 5, 6s 7 Ansichten einer Variante der erfindunf;.sgeniäßen Vorrichtung, wobei die Dar Stellungen den Darstellungen nach den Fig, 1, 2 und 3 entsprechen;

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Fig. 8 eine Einzeldarstellung in axialem Schnitt einer Variante der Einspritzpumpe;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Kolbens der Pumpe nach Figo 8;

Fig, 10 ein Diagramm des Einsprxtzgesetzes, das bei Verwendung der Vorrichtung nach den Fig₀ 8 und 9 erhalten wird;

Fig. 11 und 12 zwei Darstellungen einer Variante, die jeweils den Darstellungen der Fig. 8 und 9 entsprechen;

Fig. 13 eine schematische, zum Teil geschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 14 und 15 zwei Schnitt-Teildarstellungen von zwei weiteren Varianten.

Der in Fig. 1 dargestellte Teil der Einspritzvorrichtung umfaßt eine Einspritzpumpe P und eine Kraftstoff, düse I, die an diese Pumpe über eine Druck- oder Einspritzleitung c angeschlossen ist₀ Die anderen Bauteile einer solchen Vorrichtung, die nicht zum Verständnis der Erfindung notwendig sind, wurden nicht dargestellt.

Die Pumpe P hat ein Gehäuse 1, in dem eine Ringkammer 2 an eine KraftstoffSpeisepumpe angeschlossen ist, die selbst nicht dargestellt wurde. Das Gehäuse 1 nimmt einen Zylinder 3 auf, der eine erste Radialbohrung h veη

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verhältnismäßig großem Querschnitt aufweist und eine zweite Radialbohrung 5 enthält, die einen Abschnitt 5a mit verringertem Querschnitt hat, der eine Droseel-Düse bildet, sowie einen mit größerem Durchmesser ausgeführten Bohrungsabschnitt 5b. Die Radialbohrung 4 ist die Einlaßbohrung und die Radialbohrung- 5 ist eine Entnahmebohrung₀ In dem in Fig. 1 oben liegenden Teil enthält das Gehäuse 1 eine Einsatzbuchse 6, die einen Sitz 6a für ein Ventilglied 7 aufweist; im G-ehäuse sitzt ferner ein Gewinde stopfen 8,
der den Zylinder und die Einsatzbuchse festhält und gleich- Λ zeitig eine Abstützfläche für eine Ventilfeder 9 ergibt, die das Ventilglied 7 auf seinen Sitz drückt« Der Gewindestopfen 8 enthält einen Anschluß für die Einspritzleitung c.

In dem Zylinder 3 bewegt sich mit sehr kleinem Spiel ein Pumpenkolben 10, der schaubildlich in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Kolben hat ein Oberteil 10a_t in dem
eine Ausnehmung 10b vorgesehen ist, die von einer im wesentlichen Schraubenlinienform aufweisenden Steuerkante
10c begrenzt istc Diese Ausnehmung mündet auf der Stirnfläche des Kolbens in einer Längsnut .1 1 , die die Nut für Nullförderung oder' Stillstand ist. In der Umfangsflache
des Kolbenoberteils 10a ist eine zusätzliche Ausnehmung ||

eingearbeitet, die in dem Beispiel nach den Figo 1 b±s 3 eine Längsnut 12 mit einer zximindest angenähert konstanten Tiefe und einer Höhe h ist; diese Nut ist - wie noch später ausführlich erläutert wird - dazu bestimmt, mit
der Drossel-Düse 5a zusammenzuarbeiten. Der Zylinder 3
und der KoIb en 10 begrenzen den Druclcraum 13.

Im übrigen wird - wie an sich bekannt - der Kolben 1# von einer Nockenwelle über einen Stößel bewegt; diese Or-?, gane sind in der Zeichnung nicht dargestellte ¥eiterhin

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kann dieser Kolben eine Winkeldrehung über eine Zahnstange 14 erfahren, deren Längsverschiebung von einem Regler gesteuert wird. Dieser Regler spricht auf Belastung und Drehzahl des Motors an und die durch ihn ausgelöste Win« keldrehung des Kolbens bestimmt aufgrund des Profils der Steuerkante 10c denjenigen Abschnitt des Kolbenhubes, während dessen der Kraftstoff in Richtung auf die Einspritzdüse verdrängt wird.

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung arbeitet wie folgt %

Es sei zunächst angenommen, daß der Motor unter solchen Drehzahl- und Belastungsbedingungen arbeitet, daß der Kolben 10 eine in der Zeichnung dargestellte Winkelstellung einnimmt, bei der die Nut 12 sich gegenüber der Drosseldüse 5a· befindeto Diese Betriebsbedingungen können beispielsweise dem Leerlaufbetrieb entsprechen In diesem Fall wird bei Beginn jedes Einspritzvorganges der in dem Druckraum 13 der Pumpe unter Druck gesetzte Kraftstoff aus dem Druckraum verdrängt, sobald der Oberteil 10a des Kolbens die Zuflußöffnung k abdeckt· Der Kraftstoff fließt einerseits oder teilweise zur Einspritzdüse I über das Ventilglied 7 und die Einspritzleitung c und andererseits durch die Drosseldüse 5a und die Bohrung 5b Kur Ringkammer 2₀ Während eines Teils des Druckhubes des Kolbens ist infolgedessen der tatsächlich in den Motorzylinder oder dessen Brennraum eingespritzte Kraftstoffanteil -bzw_o die Kraftstoffmenge je Zeiteinheit jeweils gleich der Differenz zwischen dem durch den Kolben verdrängten Kraftstoffvolumen und dem Abfluß durch die Drosseldüse 5cο Die in der Zeiteinheit dem Motor zugeführte Kraftstoffmenge ist infolgedessen geringer als

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bei üblicher Einspritzung, und diese Verringerung bleibt solange wirksam, wie der Pumpendruckraum 13 mit der Drosseldüse 5 in Verbindung steht, das heißt, solange wie die Nut 12 dieser Drosseldüse gegnüber liegt. Es dürfte klar sein, daß man das Einspritzgesetz genau -vorherbestimmen kann, indem man das Verhältnis zwischen der Höhe h der Nut 12 und dem Druckhub des Kolbens 10 entsprechend wählt«

Dies soll noch ausführlicher unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4c erläutert werden, die in Abhängigkeit von der Zeit die jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge unter gleichen Belastungs- und Drehzahlbedingungen des Motors darstelenp Im Fall der Verwendung einer üblichen Einspritzpumpe gilt die Fig. 4a, während die beiden anderen Figuren 4b und 4c für erfindungsgemäß verbesserte Pumpen gelten.

In dem Diagramm der Fig. 4a entspricht der Abschnitt ab dem Anheben der Einspritzdüsennadel, der Abschnitt bc dem normalen Einspritzen des Kraftstoffes und der Abschnitt cd dem Schließvorgang der Nadel, die sich wieder auf ihren Sitz auflegt· Die gesamte Dauer des Einspritzvorganges entspricht der Länge ab, und die gesamte eingespritzte Kraftstoffmenge entspricht der gestrichelten Fläche des Trapezes a, b, c, d.

Das Diagramm der Fig. 4b zeigt das Einspritzgesetz für iden Fall, daß die Höhe h der Nut 12 kleiner als der Druckhub oder Förderhub des Kolbens c ist; der Abschnitt ITTbT cT entspricht der Verringerung der Einspritzmenge mit überwachtem Abfluß eines Anteils des Kraftstoffes durch die Drosseldüse 5a. Der Abschnitt C₁ ^₁ entspricht

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dem Abschließen der Drosseldüse und der Abschnitt d.. e.. einer normalen Einspritzung mit einer Fördermenge je Zeiteinheit, die der Verdrängung der Pumpe entspricht. Diese Verdrängungsleistung der Pumpe ist mit gestrichelten Linien in der Darstellung 4b eingetragen und ist durch den Linienzug a.. , b.. , e , f gegeben. Man erkennt, daß die gesamte Dauer des Einspritzvorganges der durch die Länge a f₁ gegeben ist, größer wird, als die Einspritzlänge bei Verwendung der üblichen Pumpe (Fig, 4a), während die gesamte Menge des eingespritzten Kraftstoffes, die durch die gestrichelte Fläche dargestellt wird, in beiden Fällen die gleiche ist₀ Es wurde also tatsächlich das Einspritzgesetz derart geändert, daß bei praktisch gleichgebliebener gesamter Kraftstoffeinspritzmenge je Einspritzvorgang im Augenblick der Zündung der Kraftstoff-Luft-Mischung die sich bereits im Zylinder des Motors befindende Kraftstoffmenge viel kleiner ist als im Normalfall; die Verbrennung ist infolgedessen weniger hart und besser geregelt, und der Betrieb des Motors ist ganz wesentlich ruhiger und geräuschärmer.

Das Diagramm der Fig. 4c entspricht demjenigen Fall, in dem die Höhe h der Nut 12 zumindest gleich dem wirksamen Druckhub des Kolbens ist, wie er sich aus der eingestellten Winkelstellung des Kolbens ergibt; der überwachte Kraftstoffabfluß durch die Drosseldüse 5a speilt sich also während der gesamten Dauer ^a ₂^p des Einspritzvorganges ab, und die in der Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge ist jeden Augenblick gleich der Differenz zwischen der Verdrängungsleistung der Pumpe, die in gestrichelten Linien durch den Linienzug a„, b₂, ο _t d^ gegeben ist, und dem Abfluß. Die gesamte Einspritzdauer a_?d„ ist dann größer als die entsprechende Einspritzdauar

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a f. im vorhergehenden Fall, so daß auch hier die gesamte, in einem Einspritzvorgang eingespritzte Kraftstoffmenge ungeändert bleibt.

Es wurde bereits angegeben, daß die oben beschriebene Änderung des Einspritzgesetzes nur bei einer Winkelstellung des Kolbens eintritt, bei der die Nut 12 und die. Drosseldüse 5a in übereinstimmender Lage sind₀ Bei den anderen Winkelstellungen des Kolbens, das heißt für andere Bedingungen der Drehzahl und der Belastung, liegen ^ sich die Nut 12 und die Drosseldüse 5 a nicht mehr gegenüber _s und die Einspritzung erfolgt in üblicher Weise₀ Mit anderen Worten gesagt: Bei dieser ersten Ausführung der Erfindung bewirkt die Neutralisation der Entnahme-Elemente automatisch das Übergehen auf den Normalbetriebs dieses Übergehen ergibt sich aus der Art und Anordnung der für die Kraftstoffentnahme verwendeten Elemente. Dies ist ein wichtiger Punkt, denn man kann auf diese Weise sehr wirtschaftlich und zweckmäßig die gewünschte Änderung des Einspritzgesetzes bei genau zu bestimmenden Motorbetriebsbedingungen erhalten.

Es ist noch darauf aufmerksam zu machen, daß man ™

die Wirkung, die sich durch die Nullförderungsnut 11 und die Zuflußöffnung k ergibt, nicht mit der Wirkung der Nut 12 und der Drosseldüse 5a vergleichen kann. Wenn nämlich die Nut 11 der Zuflußöffnung k gegenüberliegt, sobald der Motor abgestellt wird, ist der Druck in dem Druckraum 13 der Pumpe viel zu schwach, um das Ventilglied 7 zu öffnen, und der verdränge Kraftstoff wird in Richtung auf die Ringkammer 2 verdrängt_β Wenn im Gegensatz dazu die Nut 12 und die Drosseldüse 5a einander gegenüberliegen, reicht der Druck, der sich in dem Pumpen-

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druckraum 13 einstellt, aus, um das Ventilglied 7 zu öffnen und das Einspritzen von Kraftstoff durch die Einspritzdüse I zu bewirkeno

Die in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Variante weicht von der soeben beschriebenen Ausführungsform nur durch die Gestalt der Ausnehmung am Umfang des oberen Kolbenteils abo Dieser neue Kolben trägt das Bezugszeichen 15, und die Ausnehmung besteht aus einer Nut 15a, die sich in Umfangsrichtung über eine wesentlich größere Länge erstreckt, als die vorher erwähnte Nut 12, und deren Tiefe nicht überall konstant ist; die Tiefe der Nut 15a gegenüber der Drosseldüse hat einen Höchstwert in derjenigen Stellung des Kolbens, die dem Leerlauf oder kleiner Belastung entspricht; die Tiefe nimmt stetig ab, wenn der Kolben aufgrund einer Zunahme der Motorbelastung oder der Drehzahl winkelmäßig verdreht wird; die Tiefe wird schließlich nach einer bestimmten Winkeldrehung des Kolbens gleich Null»

Das mit dieser zweiten Ausführungsform zu erhaltende Einspritzgesetz kommt dem Einspritzgesetz nach den Fig. 4b und 4c sehr nahe, mit dem einzigen Unterschied, daß das Aufheben der Kraftstoffentnahme oder das Neutralisieren der hierzu dienenden Elemente stetig erfolgt, wenn der Kolben in der Richtung des Pfeiles F in Fig, 6 gedreht wirdo

Die Fig₀ 8 und 9 sind zwei Einzeldarstellungen einer anderen Variante, die ebenfalls die Ausbildung des Kolbens der Einspritzpumpe betrifft» In diesem Fall mündet die am Umfang des Kolbens 16 angeordnete Ausnehmung nicht unmittelbar in den Pumpendruckraum 13<» Diese Ausnehmung besteht

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vielmehr aus einer in Axialrichtung länglichen Nut i6a, die von dem Pumpendruckraum durch eine dichtende Umfangsfläche 16b des Kolbens getrennt ist; andererseits ist der Grund dieser Nut i6a mit dem Pumpendruckraum durch Kanäle i6c und i6d verbunden, von denen der eine ein Radial- und der andere ein Axialkanal im Kolben ist.

Eine derartige Ausbildung des Kolbens macht es möglich, ein Einspritzgesetz zu erzielen, das von den vorher beschriebenen Einspritzgesetzen abweicht, und das in der Fig. 10 veranschaulicht ist. Zu Beginn jedes Einspritzvorganges unter Bedingungen, bei denen die Winkelstellung des Kolbens der Stellung in Figo 8 entspricht, d. h. wenn die Drosseldüse 5a durch die Kolbenumfangsfläche i6b abgeschlossen ist, beginnt der Kolben, Kraftstoff der Einspritzdüse zuzuführen, und der dabei erzeugte Druck reicht aus, um die Einspritzung auszulösen. Dies entspricht dem Abschnitt a~b„ des Diagramms der Fig. 10. In demjenigen Augenblick, in dem die Nut i6a sich zur Drosseldüse 5a hin öffnet, wird ein Anteil des Kraftstoffes in die Ringkammer 2 durch die Drosseldüse übergeschoben, und es tritt in der Einspritzverbindung ein Druckabfall auf, der ausreicht, um die Einspritzung zu unterbrechen,, Dieser Betriebsphase entspricht der Linienzug b_c_d des Diagramms. Dann steigt der Druck wiedfer von dem Augenblick an, in dem die Drosseldüse 5a erneut von der Kolben-Umfangsfläche abgedeckt wird, und die Haupteinspritzung erfolgt entsprechend dem Abschnitt d„e„f_g„ des Diagramms„

Man erkennt, daß es diese abweichende Kolbenausbildung möglich macht, eine "doppelte· Einspritzung zu erhalten! die Einrichtung ist nun so ausgelegt, daß die über die Entnahmedrosseldüse 5a entnommene Kraftstoff-.-

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menge genügend groß ist, um den erwähnten Druckabfall in der Einspritzleitung zu erzielen, der genügend groß ist, um das augenblickliche Schließen des Einspritzdüsennadelventils zu bewirken»

Die Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 weicht von der soeben beschriebenen nur insoweit ab, als die Nut 17a, die in der Mantelfläche des Kolbens 17 vorgesehen ist, in Umfangsrichtung eine größere Breite hat als die Nut i6a im vorhergehenden Beispiele Man kann mit dieser Kolbenausführung ebenfalls eine "doppelte" Einspritzung erzielen, wie sie in der Fig. 10 veranschaulicht ist.

Die Fig. 13 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, die etwas komplexer ist; der Kolben der Einspritzpumpe, mit 18 bezeichnet, kann jedoch gleich einem der Kolben 10, 15, 16 und 17 sein, wie sie vorher beschrieben wurden. In der Darstellung wurde dieser Kolben als identisch mit dem Kolben 10 dargestellt, er weist infolgedessen eine Nut 18a auf, die in den.Druckraum 13 der Pumpe mündet. Die Zuflußöffnung 4 und die Entnahmeöffnung 5 sind ebenfalls nahezu unverändert, An jede Pumpengruppe oder Reihenpumpenelement ist eine Entnahmevorrichtung D angeschlossen, die ein in das Gehäuse der Pumpe eingeschraubtes Gehäuse 19 hat und einen zylindrischen Teil 20 aufweist, der sich unter Abdichtung in einen Ausschnitt 21 im Zylinder 3 einfügt. Eine Ringdichtung 22 gewährleistet die Abdichtung zwischen dem zylindrischen Teil 20 und der Wand des Ausschnitts 21. Das Gehäuse 19 ist hohl und begrenzt einen Sitz 23a sowie einen Raum 23b für ein Abschlußglied_p das aus einem Kolben 24 besteht, der durch eine Feder 25 belastet wird. Ein Überwurf mutteranschluß 26 gestattet das Verbinden der Vor-

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richtung D₁ jeder Pumpeneinheit mit einer Leitung 27, die an eine gemeinsame Vorrichtung D^ angeschlossen isto Es wurde vorausgesetzt, daß der Motor, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist, vier Zylinder hat. Die demnach vier Anschlüsse aufweisende Leitung 27 ist über ein Kugelventil 28 mit der Kraftstoff-Einlaßkammer der Pumpe derart verbunden, daß zwischen jedem der Einspritzvorgänge ein Druckausgleich zwischen der Einlaßkammer 2 der Leitung 27 und den zylindrischen Ausnehmungen 23b erfolgen kann, so daß gegebenenfalls vorhandene Undichtigkeiten und Leckflüsse kompensiert werden.

Die Vorrichtung D„ ist in dem dargestellten Beispiel mit einer der Hilfseinrichtungen für Kraftstoffentnahme vergleichbar, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 15 76 617.3 beschrieben sind, ergänzt durch ein Abschlußorgan 29, das einen AbSchlußSchlussel oder einen Abschlußhahn enthält, der beispielsweise von dem Beschleunigungs-oder Gashebel des Motors aus gesteuert wird« Dieses Abschlußorgan kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebspara-

meter des Motors gesteuert werden. Die Vorrichtung D„ soll hier nicht im einzelnen beschrieben werden, es sei lediglich gesagt, daß sie einen Kolben 30 enthält, der sich gegen die ¥irkung einer Feder 31 in der Vorrichtung verschieben kann.

Die Wirkung dieser Zusatzvorrichtung beruht darin, daß bei kleinen Lasten und kleinen Drehzahlen die Nut I8a des Kolbens 18 der Drosselöffnung 5 gegenüberliegt, das Abschlußorgan 29 der Vorrichtung D„ offen ist und die Vorrichtung dann die modifizierende Wirkung auf das Einspritzgesetz der Pumpe in der folgenden Weise auslösen kann j

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Zu Beginn jedes Einspritzvorganges - wie im Fall der Vorrichtungen nach den Fig. 1 bis 5 - wird das von dem Kolben 18 aus der Pumpendruckkammer 13 verdrängte Kraftstoffvolumen einerseits in die Einspritzdüse I und andererseits durch die Drosselöffnung 5 in die Kammer 21 verdrängt, wobei gleichzeitig ein Öffnen der Einspritzdüse und ein Vorschieben des Kolbens 24 eintritt. Das durch die Bewegung des Kolbens 2k verschobene Volumen wird durch ein Eindrücken oder Zurückschieben des Kolbens 30 in der Vorrichtung D aufgenommen, was es gestattet, die modifizierende Wirkung auf das Einspritzgesetz ' der Kraftstoffpumpe auszunutzen.

Der Einspritzvorgang wird beendet, sobald die schraubenlinienförmige Stemerkante des Kolbens 18 die Zuflußöffnung k freilegt; dies bewirkt einen plötzlichen Druckabfall in dem Druckraum 13i und unter der Wirkung dieses Druckabfalls schließen sich das Nadelventil der Einspritzdüse und das Ventilglied, das dem Ventilglied 7 in Fig. 1 entspricht, Der Kolben 2k, der nun nicht mehr einem größeren Druck ausgesetzt ist, geht unter der Wirkung der

eder 25 in seine Ausgangsstellung auf seinen konischen Sitz zurück. Das gleiche gilt für den Kolben ßO der Vorrichtung D₀ Der in der Kammer 21 gespeicherte Kraftstoff wird wieder in den Pumpendruckraum 13 zurückgedrückt.

Bei hohen Belastungen und hohen Motordrehzahlen erfolgt die Einspritzung im allgemeinen, ohne die Wirkung der die Kraftstofförderung modifizierenden Vorrichtung in Anspruch zn nehmen. Das Abschalten dieser Wirkung wird in Abhängigkeit von der Belastung durch eine Verdrehung der Nut I8a gegenüber der Drosselöffnung 5 erreicht und in Abhängigkeit von der Drehzahl durch das Schließen des Afoschlußgliedes 29«

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Selbstverständlich kann die Wirkung, die bei der Beschreibung der Fig. 1 und 5 geschildert wurde, auch bei Vorrichtungen nach den Fig. 8 und 11 erhalten werden, um beispielsweise ein Einspritzgesetz zu erzielen, wie es sich aus dem Diagramm der Fig, 10 ergibt. Die gesamte Einspritzvorrichtung, wie sie in Fig. 13 veranschaulicht ist, kann andererseits mit Varianten benutzt werden, wie sie in den Fig. 14 und 15 dargestellt sind. In der Fig. 14 ist die Vorrichtung Dp durch eine Vorrichtung D_ ersetzt, in der die Entnahmekammer eine Druckkammer 32 ist, die von einer elastisch nachgiebigen Hülle 33 begrenzt wird. Die Menge des bei jedem Einspritzvorgang zu entnehmenden Kraftstoffes wird durch elastische Deformation der Hülle in dieser Kammer unter der Wirkung des Einspritzdruckes aufgenommen.

In der Fig. 15 ist eine Vorrichtung Dj. dargestellt, in der die Entnahmekammer eine Kammer· Jk ist, die eine bewegliche durch eine Membrane 35 gebildete Wand aufweist, die an ihrer der Kammer 3^ gegenüberliegenden Seite dem Druck eines zusammendrückbaren Mediums ausgesetzt ist. Dieses zusammendrückbare Medium befindet sich in einer Kammer 36-, die über ein Kugelventil 37 mit der Atmosphäre in Verbindung kommen kann.

Wie im vorhergehenden Fall wird die bei jedem Einspritzvorgang entnommene Kraftstoffmenge durch Vergrößerung des Volumens der Kammer 3^ aufgenommen unter Verformung der Membrane 35 bei gleichzeitiger Kompression des zusammendrückbaren Mediums in der Kammer ^S3^.

Die Ausbildung der Vorrichtung nach den Fig.-13 15 gestattet es, neben anderen Vorteilen eine Neutrali-

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sierung der modifizierenden Wirkung durch zwei unterschiedliche Mittel zu erzielen? einerseits wie in dem Fall der anderen Aus führungs formen bei der. Drehung des Kolbens der Einspritzpumpe unter der Wirkung des Motorreglers 5 andererseits durch die Betätigung des Abschlußorgans 29» beispielsweise von dem Beschleunigung- oder Gashebel des Motors.

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Claims

Patentansprüche

1. ./Krafts toff einspri tzvorrichtung für Brennkraf tmaschinen mit Kompressionszündung mit einer Einspritz-Reihenpumpe, bei der jede Pumpeneinheit einen Zylinder des Motors speist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zylinder-Kolbengruppe (3, 10 bzw. 15; 16 j 17; 18;) der Einspritzpumpe zusätzliche Elemente oder Organe (5» 12» 5» 15a; 5, 17a; 5, 18a) vorgesehen sind, die es gestatten, in zumindest einer bestimmten Winkelstellung sowie auf zumindest einem Teil des Druckförderhubes des Kolbens (ΙΟ; 15; 16; 17; 18) einen Anteil des beim Druckförderhub verdrängten Kraftstoffs zu entnehmen»

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Elemente oder Organe einerseits aus einer seitlichen Ausnehmung (12; 15'a; 16a; 17a; 18a) in der Umfangsfläche des Kolbens (1O; 15; I65 17 j 18) bestehen, die mit dem Druckraum (13) der Pumpeneinheit in Verbindung steht, und andererseits aus einer Drosselöffnung (5) in der den Druckraum begrenzenden Wand des Zylinders (3) c

3o Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Ausnehmung eine Nut (12; 15a; 18a) ist» die unmittelbar in den Druckraum (.13) der Pumpeneinheit mündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeiohne t_t daß die seitliche Ausnehmung eine von dem Druckraum (13) der Pumpeneinheit durch einen Teil der Umfangsfläche

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des Kolbens (i6; 17) getrennte Nut (i6a; 17a) ist und eine Verbindung (i6c_p iod) zwischen Nut und Druckraum innerhalb des Kolbens vorgesehen ist,

50 Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (i2j i6a; 17a; 18a) eine ungefähr konstante Tiefe hat_o

6, Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch

™ gekennzeichnet, daß die Nut (i5a) längs ihrer in Umfangsrichtung des Kolbens sich erstreckenden Lärg e eine veränderliche Tiefe ha to

7ο Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung oder Nut (12; 15a; 16aj 17a» 18a) in Achsenrichtung des Kolbens eine Höhe (h) hat, die kleiner oder gleich dem Druckförderhub des Kolbens in der eine Kraftstoffentnahme über die Nut gestattenden Winkelstellung des Kolbens (1O; 15? 1 <5; 17$ 18) ist.

8. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7$ dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnung (5) eine Drosseldüse (5a) enthält und in eine Kraftstoff-Zuführkammer (Ringkammer 2) mündet.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 7g dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Kraftstoff-Entnahmevorrichtung (D₁) mit einer durch einen Kolben (24) begrenzten Entnahmekammer (21) von variablem Volumen enthält.

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IQ. Vorrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch zwei hintereinandergeschaltete Kraftstoff-Entnahmevorrichtungen (d ; D bzw. D bzw<> D. ) und ein in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter, beispielsweise direkt oder indirekt vom Beschleunigungs- oder Pahrsteuerhebel des Brennkraftmotors steuerbares Abschlußorgan (29)» das die Verbindung zwischen den beiden Entnahmevorrichtungen freigibt oder unterbrichto

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- · ^ net, daß die zweite Kraftstoff-Entnahmevorrichtung eine Kammer mit variablem Volumen enthält, die entweder durch einen elastisch vorbelasteten Kolben (30, 31)* durch eine elastisch verformbare Hülle (33) oder durch eine nachgiebige Membran (35) ,begrenzt ist, deren äußere, der Kammer abgewandte Fläche unter dem Druck eines zusammendrückbaren Strömungsmediums stehtο

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 für Mehrzylindermotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraftstoff entnahmevorrichtung (D ; D_j Dr) und das AbSchlußor-

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gan (29) in Reihe zu den parallel an sie angeschlossenen _fc

EntnahmeVorrichtungen (D₁) der Einspritzorgane der einzel- ™ nen Zylinder liegen«,

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