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Einspritzbrennkraftmaschine.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine mit
mindestens einer Kraftstoff-Einspritzpumpe, wobei der Kraftstoff unter Gefälle aus
einem Vorratsbehälter durch eine Zulaufleitung zu der Einspritzpumpe fließt.
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Bei Brennkraftmaschinen dieser Art wird von derjenigen Kraftstoffmenge,
die durch die Einspritzpumpe bei jedem Bub aus dem Vorratsbehälter angesaugt wird,
n' ein Bruchteil zu der Einspritzdüse gefördert und der Verbrennung zugeführt. Der
größte Teil der angesaugten Kraftstoffmonge wird Jedoch vor und/oder nach dem Kolbenförderhub
zum Rückströmen in das Saugleitungssystem der Pumpe veranlaßt. Diese Anordnung hat
jedoch den Hachteil, daß der rückströmende Kraftstoff eine unerwünschte Turbulenz
und Luftblasenbildung innerhalb des Saugleitungssystems hervorruft, außerdem von
der während des Betriebes sehr stark erhitzten Einspritzpumpe erwärmt wird und diese
Warme dem frisch zufließenden Kraftstoff abgibt. Eine weitere Unzulänglichkeit besteht
darin, daß man bei Systemen mit nur Gefällezulauf des Brennstoffs vom Vorratstank
zur Pumpe, also ohne zusätzliche Kraftstofförderpumpe, im Leitungssystem
lösbare
und somit verwickelte sowie teure Anschlüsse (Ringlötstücke, Hohlschrauben odgl.)
vorsehen muß, um das ganze System vor Betriebsbeginn durch tfften einiger Anschlußstellen
entlüften und somit startbereit machen zu können.
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Es inst Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachtaue der bekannten
Bauarten zu beseitigen und ein Kraftstoff-Leitungssystem zu schaffen, daß verbesserte
Strömungseigenschaften aufweist, zur Kühlung des Kraftstoffes wirksam beiträgt,
eine automatische Entlüftungsmöglichkeit bietet und nicht zuletzt die Verwendung
von einfachen, glatten und somit billigen Kraftstoffleitungen zuläßt und dadurch
Basis für eine wirtschaftliche Massenherstellung bildet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
eine von der Zulaufleitung getrennte Rücklaufleitung fftr den nicht zur Einspritzung
gelangten, Uberschüssigen Kraftstoff vorgesehen ist, welche von der Einspritzpumpe
zum Vorratsbehälter führt und mit einem Rückschlagventil ausgerüstet ist, das in
seiner Sitzstellung noch einen geringfügigen Kraftstoffluß zwischen Rücklaufleitung
und Einspritzpumpe zuläßt.
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Bei Einspritzbrennkraftmaschinen mit einer Kolben-Einspritzpumpe,
deren Kolben in einer mit Rückströmbohrung versehenen Kolbenbüchse angeordnet ist
und der nicht
zur Einspritzung gelangende, überschüssige Kraftstoff
durch die Rückströmbohrung in einem Sammelraum der Pumpe austritt, ergibt sich eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch, daß die Rücklaufbohrung
an den Sammelraum angeschlossen und ihre Einmündung der Rückströmbohrung der Kolbenbüchse
annähernd gegenüberliegend angeordnet ist. Hierbei ist es zweckmässig, das Rückschlagventil
in unmittelbarer Nähe der Einmündung in der Rücklaufleitung anzuordnen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht des Rückschlagventil
aus einer Ventilkugel, die mit einem Ventilsitz in der Rücklaufleitung zusammenspielt
und mehrere enge Bohrungen aufweist, von denen jeweils mindestens eine auch beim
Aufsitzen der Ventilkugel im Ventilsitz eine geringfügige Leitungsverbindung zwischen
Rücklaufleitung und Sammelraum herstellt. Eine geringe Leitungsverbindung läßt sich
zum gleichen Zweck auch durch einige Rillen odgl. vom geringen Querschnitt im Ventilsitz
der Ventilkugel erreichen.
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Eine für Massenherstellung besonders gut geeignete Ausführungsform
des Rückschlagventils wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal dadurch geschaffen,
daß die Ventilkugel ohne Rückstellfeder arbeitet und mit einem Hubbegrenzungsanschlag
innerhalb der Rücklaufleitung zusammenspielt. Es Es dabei von besonderem Vorteil,
die
Ventilkugel aus Kunststoff herzustellen.
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In der nachstehenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen : Fig.1 das Zulauf-System
einer Einspritzpumpe in schematischer Darstellung, Fig.2 und 3 die nur teilweise
gezeigte Einspritzpumpe im Längsschnitt und in Draufsicht mit teilweisem Schnitt,
und Fig.4 und 5 das Rückschlagventil in vergrößertem Maßstab und in zwei verschiedenen
Ausführungsformen.
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Das Leitungssystem der Einspritzpumpe ist in Fig.1 schematisch dargestellt.
Aus einem höher gelegenen Kraftstoff-Tank 10 fließt der Kraftstoff durch eine Zuleitung
12 zu der Einspritzpumpe 14 über ein Kraftstoff-Filter 16 bekannter Art. Aus der
Pumpe wird der nicht verbraucht@, überströmende Kraftstoff durch eine Rücklaufleitung
18 in später noch näher erläuterter Weise zum Tank 10 wieder zurückgeführt. Die
Einspritzpumpe 14 fördert über eine Druckleitung 20 die Einspritzmenge des Kraftstoffes
zu der nicht näher dargestellten Einspritzdüse der Brennkraftmaschine.
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Die Einspritzpumpe 14 ist eine an sich bekannte sogenannte Einsteckpumpe,
in deren nach unten sich erstr@kkendem Körper 14a eine Kolbenbüchse 22 mit einem
darin längs beweglichen Pumpenkolben 24 angeordnet ist. Ein
Flansch
14f mit zwei Durchgangslöchern 14@ für nicht dargestellte Befestigungsschrauben
dient zum Befestigen der Pumpe, sobald dieselbe mit ihrer unteren Partie 14a in
das Gehäuse der Brennkraftmaschine eingesteckt wurde, per Kolben 24 wird von unten
durch eine Nocke gemäß Fig.2 nach oben angetrieben, wogegen eine nicht dargestellte
Rückholfeder ihn wieder in umgekehrter Richtung, also nach unten zurückbewegt. Oberhalb
der Kolbenbüchse 22 ist eine Verschraubung 26 mit einem darin untergebrachten, federbelasteten
Druckventil 28, Uber welches der Kraftstoff in die bereits erwähnte Druckleitung
20 befördert wird, Die Zulaufleitung 12 ist in einem Gewindeloch 14b der Pumpe 14
eingeschraubt und steht mit dem ringförmigen Saugraum 14s der Pumpe 14 in Leitungsverbindung.
Vom Saugraum 14s gelangt der Kraftstoff durch eine Saugbohrung 22s der Kolbenbüchse
22 in den Arbeitsraum 22a innerhalb derselben. Bei nach unten gerichteter Bewegung
des Kolbens 24 wird der Kraftstoff aus dem Saugraum 14s angesaugt, während der Aufwärtsbewegung
wird dann ein Teil der angesaugten Menge aus dem Arbeitsraum 22a in den Saugraum
14s solange zurückströmen, bis die obere Kante des Kolbens 24 die Saugbohrung 22s
gans überdeckt. Nun beginnt der wirksame Förderhub des Kolbons, der solange andauert,
bis eine am Umfang des Kolbens 24 angebrachte Steuerrille 24s die Verbindung des
Arbeitsraumes 22a mit der Rückströmbohrung 2as wieder herstellt
und
ein erneutes Rückströmen des Kraftstoffes bis zum Ende des Kolbenhubes ermöglicht.
Von der gesamten durch den Kolben angesaugten Kraftstoffmenge gelangt auf diese
Weise nur ein geringer Teil (etwa 1/16 bis 1/4 Je nach Mengeneinstellung bzw. Drehzahl)
zu der Einspritzdüse, während der überaus größte Teil des Kraftstoffes zum Rückströmen
gezwungen wird.
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Um aus den einleitend erwähnten Gründen die Rückstrommenge nicht
in die Zulaufleitung 12 fluten su lassen, ist erfindungsgemäß die Rücklaufleitung
18 an den Saugraum 14a angeschlossen, wobei ihre Einmündung der Saug- und Rückströmbohrung
22s direkt gegenüber liegt. In der EinmUndung der Rücklaufleitung 18 liegt ein Rückschlagventil
in Form einer Ventilkugel 30, die ihren Ventilsitz bei 18s am Ende der Leitung 18
hat (Fig.4). Die Kugel 30 ist aus Kunststoff hergestellt und innen hohl sowie durch
mehrere Bohrungen 30a durch.
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löchert, sodass auch bei Sitzstellung der Kugel 30 durch mindestens
eine der Bohrungen 30a eine geringfU-gige Verbindung zwischen Saugraum 14s und Rücklaufleitung
18 aufrechterhalten bleibt. Ein Querstift 32 in der Rücklaufleitung 18 dient als
Bubbegrensung fUr die Ventilkugel 30.
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Wenn vor Inbetriebnahme der Brennkraftmaschine zunächst der Kraftstoff
in den Tank 10 eingefüllt wird, so nießt er unter Verdrungen der dort vorhandenen
Luftmenge Uber das Filter 16 zur Pumpe 14 und nach dem Anheben
der
leichten Ventilkugel 30 in die Rücklaufleitung 18 und zum Tank 10 so lange zurück,
bis das gesamte Syatem restlos entlüftet und der Tank mit Kraftstoff vollgefüllt
ist.
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Während des Betriebes wird die in den Saugraum 14s überströmende
Kraftstoffmonge nicht in die Zulaufleitung 12 gelangen können, weil dort der vom
Filter 16 herrührende Leitungswiderstand hoch ist. Der rückströwende Kraftstoff
wird vielmehr den Weg des geringeren Widerstandes gehen, die Ventilkugel 90 heben
und durch die Rücklaufleitung 18 in den Tank 10 zurückfließen.
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Beim Saughub des Kolbens 24 wird die Ventilkugel 30 gegen den Ventilsitz
18s gezogen, wobei dann der Leitungswiderstand zwischen Rücklaufleitung 18 und Saugraum
14B derart ansteigt, daß kaum aus der Rücklaufleitung 18 angesaugt wird. Es wird
vielmehr praktisch die gesamte Saugmenge des Kraftstoffes allein aus dem Saugsystem
12,16 geholt. Dadurch tritt im gesamten System kaum eine Turbulens und Luftblasenbildung
auf und dor Kraftstoff nimmt stets den in Fig.1 mit Pfeilen angedeuteten Weg. Auf
diese Weise legt der rückströmende, in der Pumpe erwärmte Kraftstoff einen verhältnismäßig
langen Weg innerhalb der Leitung 18 zum Tank 10 mit kühlem Kraftstoff zurück, wird
auf diesem Wege auch relativ gut abgekühlt und schließlich mit der kühlen Menge
im Tank vermengt, sodaß die gesamte Kraftstoffmenge des Systems
einer
stetigen Kühlwir@ung ausgesetzt ist.
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Durch praktisch vollkommene Gl@ichströmigkeit bzw.
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Ein-Weg-Strömung beseitigt man unerwünschte Turbulenzen und auf Grund
der stetigen Kraftstoffkühlung verhindert man auch die aus Überhitzung hauptsächlich
herrührende Luftblasenbildung im System. Die Förderung und Mengenregelung erfolgt
somit weitgehendst frei von diesen unerwünschten Faktoren und deshalb mit größerer
Genauigkeit. DarUberhinaus kann man bei der erfindungsgemäßen Anordnung glatte und
billige Leitungen (ohne Ringlötstücke oder Hohlschrauben) verwenden, weil zum Entlüften
keine Leitungsverbindung geöffnet werden muß, da die Entlüftung des Gesamtsystems
im Zuge des Einfüllens des Kraftstoffes in den Tank automatisch erfolgt.
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Das stets geringfügig durchlässige Ventil 30 bzw. 30' brinnt auch
den weiteren Vorteil mit sich, daß in der Rücklaufleitung 18 keine den automatischen
Entlüftungsvorgang behindernde Kraftstoffsäule entstehen kann, wie es beispielsweise
bei einem völlig schließenden Ventil beim versehentlichen Leerfahren des Kraftstoffvorrats
aus dem Tank 10 und der Saugleitung 12 möglich ist.
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Anstelle der hohlen durchlöch@rten Ventilkugel kann man nach Fig.5
auch eine am Umfang glatte Ventilkugel 30' verwenden und dieaer in Ventilsitz 188
einige lien 18r zuordnen, welche in gleicher Weise wie bei dem ersten Ventil
-Ausführungsbeispiel
stets eine geringe Leitungsverbindung zwischen Rücklaufleitung 18 und Saugraum 14s
herstellen.
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@s sei schließlich erwähnt, daß die gezeigten und beschriebenen Bauarten
nur einige der möglichen Ausführungsformen darstellen. Die Erfindung läßt sich auch
noch anderweitig realisieren. Man könnte beispielsweise anstelle des federlosen
Ventils auch ein leicht federbelastetes Ventil unter bestimmten Betriebsbedingungen
in der Rücklaufleitung anwenden.