DE348022C - Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff fuer innere Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Einrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in "Verbrennungsmaschinen, bei welchen eine Pumpe zum unmittelbaren Einspritzen des Brennstoffes in den Zylinder verwendet wird. Wenn eine solche Maschine in beiden Richtungen laufen soll, dann können zwei Nockenscheiben vorgesehen werden, eine für jede Umlaufsrichtung, und die Nocken sind im Winkel so zueinander versetzt, daß die Einspritzung genau entsprechend der Umdrehungsrichtung gesteuert wird, und zwar selbständig durch jeden Nocken.

Die Umsteuerung einer Maschine dieser Gattung während des Ganges wird dadurch bewirkt, daß eine Brennstoffladung vorzeitig während des \^rerdichtungshubes eingespritzt wird, so daß die Zündung und Verbrennung sich während dieses Hubes vollzieht. Eine

v> oder mehrere dieser Ladungen bewirkt schließlich die Umsteuerung der Maschine. Außerdem ist es bei diesen Maschinen üblich, die Kraft und Geschwindigkeit zu ändern, indem der Auswärts- oder Saughub der Pumpe oder Pumpen begrenzt wird, so daß der Einwärts- oder Druckhub entsprechend vermindert wird.

Gewöhnlich ist die Steuerung der Pumpe federbelastet, so daß der Nocken dem KoI-ben den Druckhub erteilt, während die Feder den Umkehrhub bewirkt, wenn der andere Teil des Nockens dementsprechend gestaltet ist. Der Einfachheit wegen soll der Teil des Nockens der den Pumpenhub bewirkt, mit A^orderfläche« bezeichnet werden und der andere Teil des Nockens für den Saughub soll »Hinterfläche« heißen. Es ist selbstverständlich, daß in einigen Fällen die Hinterfläche des Nockens auch unmittelbar steuern kann und den Pumpenkolben nicht bloß durch die Feder arbeiten läßt.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung zur Einspritzung von Brennstoff in Verbrennungsmaschinen der genannten Gattung dadurch gekennzeichnet, daß beide Nocken für den Vorwärts- und Rückwärtsgang gegen Drehung auf ihrer Welle gesichert sind, und daß die Hinter fläche eines jeden Nockens so eingestellt ist, daß wenn die Maschine in der einen Richtung läuft und der Nocken für die Umkehrung einsetzt,, die Hinterfläche auf die Pumpe wirkt, um eine Umkehrladung einzuspritzen, und die Maschine umsteuert.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mit der Steuerung der Einspritzung des Brennstoffes von Hand und vom Regler aius verbunden eine Pumpe, ihre Nocken und ein zwischen ihnen eingeschalteter Hebel, konachsiale, drehbare Nocken der eine von Hand, der andere durch den Regler gesteuert, beide aber imstande, den Hebel außer Eingriff mit den Pumpennocken schwingen zu lassen, ferner eine Steuerung die gleichzeitig mit dem von Hand gesteuerten Nocken einen Pumpennocken wahlweise für den einen oder anderen Drehungssinn einrückt.

Zur Erläuterung der Erfindung dient die Zeichnung, in welcher zeigen:

Abb. ι einen Längsschnitt nach der Linie 1-1 der Abb. 2 durch die Vorrichtung zaun Einspritzen des Brennstoffes und ihre Steuerung für eine Vierzylindermaschine,

Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Abb. i,

Abb. 3 und 4 Einzelansichten.

Die Maschine ist mit einem Gehäuse 10 ausgestattet, das mit der Grundplatte aus einem Stück besteht oder mit ihr sonstwie

(j

verbunden ist. Auf den Seiten des Gehäuses sind mehrere Brennstoffpumpen H₅ 12 (Abb. 2) angeordnet. Zweckmäßig ist jedem Zj'linder eine Brennstoffpumpe zugeordnet, bei dem vorliegenden Beispiel sind also vier Pumpen für eine Vierzylindermaschine vorhanden.

Die Pumpen liegen in derselben wagerechten Ebene und ihre Kolben 13, 14 sind einander zugekehrt. Die Hauptnockenwelle 15 liegt auch in derselben wagerechten Ebene und trägt die Nocken zum Antrieb der Pumpen. Vier Nocken 16, 17, 18, 19 (Abb. 1) sitzen auf einer Hülse 20, die mit der Nockenwelle 15 drehbar und auf ihr längsverschiebbar ist. Die Welle wird von einem Zahnrad 21 von der Kurbelwelle der Maschine angetrieben, und zwar mit einem Übersetzungsverhältnis von r: i, wenn es sich um eine Zweitakt-

ao maschine handelt, mit einem Übersetzungsverhältnis von 2: i, wenn es sich um eine Viertaktmaschine handelt. Die Nocken sind paarweise angeordnet, und zwar als Paare τ 6, 17 und 18, 19, der eine Nocken dient zum Vorwärtsgang, der andere zum Rückwärtsgang. Es sind also nur vier Nocken für vier-Pumpen vorhanden, weil die Pumpen in Paaren 13, 14 in derselben Querebene liegen, so daß ein Nocken erst eine Pumpe antreibt und dann, i8o° später, die andere Pumpe, da diese beiden Pumpen Zylindern zugeordnet sind, deren Kurbeln um i8o° versetzt liegen. Wenn die Pumpen nicht um i8o° zu der Nockenwelle versetzt, oder, wenn die Maschinerikurbeln nicht ähnlich angeordnet Avären, dann würden für jede Pumpe zwei Nocken erforderlich sein.

Die Pumpennocken berühren den Pumpenkolben nicht unmittelbar, sondern es sind Wälzhebel zwischengeschaltet, und zwar ein Hebel für jede Pumpe. Gemäß Abb. 2 erhalten diese Hebel die Form von Winkelhebeln 22, 23, die bei 24, 25 drehbar gelagert sind. Die unteren Enden dieser' Hebel tragen ReibungsroHen 26, auf welche die Nocken einwirken. Die Hinterfläche jedes Hebels berührt das Ende des Pumpenkolibens unmittelbar.

Die oberen Enden der Winkelhebel 22, 23 übergreifen einander, und um der ganzen Einrichtung eine gedrungene Form zu geben, sind die übergreifenden Enden abgesetzt, wie aus Abb. 1 bei 27 und 28 ersichtlich, wobei der Teil 27 eine Verlängerung des Hebels 22 u-ic der Teil 28 eine Verlängerung" des Hebels 23 bildet.

Eine Steuerwelle 30 ist in derselben senkrechten Ebene wie die Nockenwelle 15, und zwar über ihr angeordnet. Die Welle 3α trägt eine Hülse 31, die durch Zahnräder 32 mittels eines Steuerhebels gedreht werden kann.

Auf der Hülse ist ein Handsteuernocken 34 befestigt. Ebenso ist auf der Welle ein durch den Regler steuerbarer Nocken 35 frei drehbar (Abb. 3). Dieser Nocken ist mit einem Zahnrad 36 verbunden, mit dem ein auf der Welle 38 festes Zahnradsegment 37 in Eingriff steht. Die Welle 38 wird durch einen Hebel 39, Lenker 40 und Hebel 41 von einem Fliehkraftregler 42 beeinflußt (Abb. 1 und 2).

Auf der Welle 38 sitzt eine lose Hülse 43 mit Arm 44, auf dem ein Stößel^[4S sitzt. Dieser Stößel erstreckt sich über alle übergreifenden Enden der Winkelhebel 22, 23 und ist so eingestellt, daß er auf seiner oberen Seite durch den Handsteuernocken 34 oder den vom Regler gesteuerten Nocken 35 beeinflußt werden kann.

Auf der Steuerwelle 30 ist eine Nutenscheibe 46 angeordnet, die mit der WeIJe und dem Handsteuernocken 34 drehbar ist. Die Scheibe 46 wirkt auf das kugelförmige Ende 47 des Schwinghebels 48, der bei 49 am Gehäuse 10 drehbar gelagert ist. Das untere Ende dieses Hebels greift an der Hülse 20 der Hauptnocken an, so daß sie längsweise verschoben wird, wenn die Nutenscheibe sich dreht.

Der Stößel 45 ist an dem einen Ende mit einem Zahn 50 (Abb. r und 4) versehen, der mit einem Ansatz 51 einer Hülse 52 zusammenwirkt, die sich auf der Steuerwelle 30 oder der Hülse 31 frei drehen kann. An der Hülse 52 greift eine Feder 53 an, die die Hülse entgegen dem Uhrzeiger zu drehen strebt. Die Hülse 52 trägt einen zweiten Arm 54 mit Anschlagschraube 55 für einen festen Arm 56 derWelle38,die durch den Fliehkraftregler 42 schwingend bewegt wird. Die Anordnung ist eine solche, daß, wenn die Maschinengeschwindigkeit sinkt, die Bewegung des Fliehkraftreglers die Welle 38 (Abb. 4) entgegen dem Uhrzeiger dreht, so daß der Arm 56 die Hülse 52 entgegen der Wirkung der Feder 53 in der Uhr zeiger riehtung dreht.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende.

In der dargestellten' Lage der Teile hat der Handsteuernocken 34 den Stößel 45 (Abb. 2) no vollständig heruntergedrückt, und die Winkelhebel 22, 23 haben hierdurch eine Schwingung um ihre Drehpunkte ausgeführt, so daß die Rollen 26 außer Berührung mit den Haiuptnodcen der Welle 15 stehen. Angenommen, die Maschine laufe jetzt vorwärts, der Nocken 34 sei durch den Handsteuerhebel so gedreht worden, daß die Winkelhebel 22, 23 einwärts schwingen und die Steuernocken berühren können. Angenommen, däe Nockenwelle 15 drehe sich in der Richtung- des Pfeiles (Abb.-2), dann steht die Vorderfläche/

des Nockens 19 im Begriff, die Rolle 26 auf dem Hebel 22 zu berühren, die Brennstoffpumpe 11 in Tätigkeit zu setzen und eine Ladung in den Zylinder einzuspritzen. Es ipt hierbei zu berücksichtigen, daß die Versetzung· des Nockens 19 auf der Welle 15 in solcher Beziehung zu dem Kurbelwinkel für den zugehörigen Zylinder steht, daß die Einspritzung in dem gewünschten Zeitpunkt des Hubes stattfindet. In ähnlicher Weise steht die Hinterfläche r des Nockens 19 im Begriff den Kolben 14 der Einspritzpumpe 12 den Saughub ausführen zu lassen.

Wenn während des AVeiterlaufes der Maschine die Geschwindigkeit das zulässige Maß überschreitet, dreht der Regler vermittels des Zahnsegments 37 den Nocken 35 (Abb. 3), so daß der Stößel 45 berührt wird und die übergreifenden Enden der. Winkelhebel nieder-

ao drückt. Die Länge ihres Saug- und Druckhubes wird hierdurch vermindert, und kleinere Ladungen werden den Zylindern zugeführt, so daß weniger Kraft entwickelt wird und die Geschwindigkeit der Maschine sinkt.

Die Geschwindigkeit der Maschine kann in ähnlicher Weise auch durch den Handsteuernocken 34 gesteuert werden, der mehr oder weniger gedreht wird, um den Stößel 45 niederzudrücken und hierdurch die Schwingung der Hebel 22, 23 in dem gewünschten Maße zr. begrenzen.

Wenn die Drehrichtung der Maschine umgekehrt werden soll, wird der Handsteuerhebel aus der Vorwärtsstellung über die neutrale Stellung in die Umkehrstellung bewegt. Hierbei nimmt die Drehung der Welle 30 die Nutenscheibe 46 mit, deren Nut so angeordnet ist, daß sie in der neutralen Stellung des Steuerhebels über die Kugel 47 vorbeigeführt wird, jedoch, wenn der Steuerhebel in die L'nikehrstelkmg übergeht, die Nockenhülse 20 längsweise verschoben und der Umkehrnocken

18 in die Stellung gebracht wird, die vorher von dem Nocken 19 eingenommen worden ist, j

d. h. in eine Linie mit den Rollen 26 auf den ; Hebeln 22, 23. Die Vorderfläche F des | Nockens 18 ist zu der" Nockenscheibe 19 so versetzt, daß die Einspritzung des Brennstof-

fes zu dem gewünschten Zeitpunkt erfolgt, ) wenn die Maschine in entgegengesetzter j Richtung· läuft. Aber die Maschine ist noch nicht umgesteuert, obgleich der Nocken 18 in Tätigkeit gesetzt ist. Die hintere Fache R \

dieses Nockens, die zunächst in gleicher ] Weise wie die Vorderfläche f des Nockens

19 wirkt, ist so eingestellt, daß sie auf die Pumpen einwirkt, um die erforderliche La- | dung sehr zeitig bei dem Verdichtungshube j

einzuspritzen und hierdurch schließlich die j Maschine in bekannter Weise durch Gegen- 1 explosion umzusteuern. Sobald der Drehsinn umgekehrt ist, wirkt die hintere Fläche R tatsächlich als solche und die Einspritzung wird durch die Vorderfläche F bewirkt, die eine solche Lage einnimmt, daß der richtige Zeitpunkt in dem Weiterlauf der Maschine eingehalten wird.· Die Hand- und Reglersteuerweise für die Geschwindigkeit der Ma-' schine ist bei dem Gang in umgekehrter Rieh-. rung genau so wie vorher beschrieben. Damit unzulässige Beanspruchungen durch ! die Einspritzung von Umkehrladungen, während die Maschine mit hoher Geschwindigkeit umläuft, vermieden werden, wird die in Abb. 4 dargestellte Einrichtung benutzt. Wenn die Maschine stillsteht, hat sich der : Arm 56 entgegen dem Uhrzeiger so weit gedreht, daß die Hülse 52 sich in der Uhrzeigerriclitung dreht und ihren Vorsprung 51 von dem Zahn 50 auf dem Stößel 45 fortführt, so daß der Zahn 50 rechts des Vorsprunges 51 liegt und die Hülse 52 verhindert, sich unter dem Einfluß der Feder 53 zu drehen. Dieser Zustand bleibt während des normalen Laufes der Maschine bes'tehen, obgleich der Arm 56 in der Richtung des Uhr- _; zeigers durch den Regler von dem Anschlag '■ 55 fortbewegt sein wird.

Wenn jedoch die Umsteuerung herbeigeführt werden soll, drückt der Handsteuerj nocken 34 den Stößel 45 vollständig nieder j und dieses genügt, um den Vorsprung 51 (Abb. 4) von dem Zahn 50 zu entfernen und in die in Abb. 4 gezeigte Stellung zu führen. Hierbei wird der Stößel vollständig herabgedrückt gehalten, obgleich der Steuerhebel und der Nocken 34 noch weiter in die Umkehrstellung bewegt werden. Wenn der Stößel 45 niedergehalten wird, wird die Zuführung von Brennstoff vollständig abgeschnitten und die Geschwindigkeit der Maschine sinkt. Wenn sie einen vorher bestimmten niedrigen Wert erreicht hat, schwingt der Hebel 56 unter dem Einfluß des Reglers die Hülse 52 in der Richtung des Uhrzeigers (Abb. 4) und bringt den Vorsprung S ι außer Eingriff mit dem Zahn 50, löst hierdurch den Stößel: 45 aus, der sich hebt, so daß die Winkelhebel frei werden und von ihren Nocken beeinflußt werden können. Die Umkehreinspritzung beginnt dann und der Lauf der Maschine ist dann normal. Die beschriebene Einrichtung gewährt ein sehr einfaches und sicheres Mittel für die Einspritzung und die Steuerung einer Verbrennungsmaschine.

Verschiedene Änderungen können in der baulichen Ausführung vorgenommen werden. So könnten z. B. anstatt einer Pumpe für jeden Zylinder und zweier Nodken für jede Pumpe zwei getrennte Pumpen für jeden

Zylinder verwendet werden, und zwar eine für jeden Drehungssinn. Bei dieser Anordnung würde es nicht nötig· sein,- die Nocken zu verschieben, um den einen oder andern in Tätigkeit zu setzen, da die Pumpe, die nicht arbeiten soll, durch Niederdrücken ihres Winkelhebels ausgeschaltet" werden kann. Anstatt eines einzigen Handsteuernockens 34 würden dann also mehrere Nocken verwendet werden, die so zueinander versetzt sein würden, daß sie einen oder beide Winkelhebel für die beiden Pumpen für jeden Zylinder niederdrücken könnten und hierdurch eine oder beide Pumpen ausgeschaltet würden.

¹S Diese und andere Abänderungen liegen alle innerhalb des Bereichs der Erfindung, obgleich die beschriebene Bauart die bevorzugte ist.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff für innere Verbrennungsm aschinen, bei welcher eine oder mehrere Brennstoffpumpen durch zwei Nocken, einen für ■ Vorwärtsgang, den andern für Rückwärtsgang, angetrieben werden, die entsprechend dem von der gewünschten Gangrichtung abhängigen Zeitpunkt der Einspritzung im Winkel zueinander versetzt sind und durch Steuerhebel eingerückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe, welche die zur Umkehr erforderliche Ladung einspritzt, von der Hinterfläche (R) desjenigen Nockens angetrieben wird, dessen Vorderfläche (F) nach erfolgter Umkehr der Maschine auf die Pumpe einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch ϊ mit von Hand und vom Fliehkraftregler gesteuerten Hebeln zur Änderung der gegenseitigen Stellung der Puanpennocken, gekennzeichnet durch konachsial drehbare Nocken, von denen der eine (34) von Hand, der andere. (35) vom Regler gesteuert wird, und jeder die Winkelhebel (22, 23) außer Eingriff mit den die Pumpe steuernden Nocken bringt und ferner gekennzeichnet durch eine gleichzeitig mit dem von Hand gesteuerten Nocken arbeitende Einrichtung (z. B. mehrere zusätzliche, von Hand gesteuerte Nocken oder einen Stufennocken 46 und Hebel 48 zur längsweisen Bewegung der Nockenhülse 20), die einen die Pumpe beeinflussenden Nocken für die eine oder andere Drehrichtung wahlweise einrückt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, ge

kennzeichnet durch einen federbelasteten Abzug (5°, 51, 5²> 53), der den die Pumpe beeinflussenden Hebel (22) berührt und festhält, wenn dieser Hebel ganz ausgerückt ist und ferner gekennzeichnet dtirch ein selbsttätig gesteuertes Glied, das den Abzug zurückzieht, wenn die Maschinengeschwindigkeit bis auf einen vorher bestimmten Wert gesunken ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine mehrzylindrische innere Verbrennungsmaschine mit mehreren Brennstoffpumpen, einer für jeden Zylinder, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nockenhülse (20) mit einem Paar Nocken (18, 19) für jede Pumpe auf der Nockenwelle (15)', zu deren beiden Seiten die Pumpen angeordnet sind, drehbar mit der Nockenwelle und gleichzeitig auf ihr längsverschiebbar angeordnet ist, um jeden Nocken eines Paares gegenüber seiner Pumpe einzustellen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 für eine mehrzylindrische innere Verbrennungsmaschine mit mehreren Brennstoffpumpen, einer für jeden Zylinder und mit von Hand sowie vom Fliehkraftregler gesteuerten Hebeln zur Änderung der gegenseitigen Stellung der Pumpennocken, dadurch gekennzeichnet, daß Winkelhebel (22) auf entgegengesetzten Seiten der Nockenwelle drehbar aufgehängt sind, von denen das eine Ende (26) einen Pumpenkolben beeinflußt, das andere Ende (27) das entsprechende Ende (28) des gegenüberliegenden Hebels (23) übergreift, daß ein Stößel (45)· parallel mit der Nockenwelle angeordnet ist und auf den übergreifenden Enden (27, 28) der Hebel aufliegt, daß eine Steuerwelle (30), parallel mit der Nockenwelle, einen handgesteuerten Nocken (34) und einen vom Regler gesteuerten Nocken (35) trägt, von denen jeder den Stößel¹ beeinflußt und die Winkelhebel (22, 23) von ihren Steuernocken fortschwingt, daß ein federbelasteter Abzug (52) auch auf der — Steuerwelle gelagert ist und den Stößel beeinflußt (ζ. B. durch die Nase 51 in Berührung mit der Nase 50 auf dem Stößel), wenn er bis zu seinem vollen Betrage durch den handgesteuerten Nocken bewegt worden ist, und ein vom Regler gesteuerter Hebel den Abzug zum Ausschwingen bringt und den Stößel auslöst, wenn die Geschwindigkeit bis auf einen vorher bestimmten Weil gesunken ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.