DE387029C - Regelbare Brennstoffpumpe fuer kompressorlose Hochdruckrohoelmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine regelbare Brennstoffpumpe für kompressorlose Rohölmotoren, bei denen Leistung und Drehzahl durch Veränderung der Einspritzdauer beeinflußt werden.

Die Brennstoffördermenge wird bei der neuen Pumpe wie bei bekannten Ausführungen durch einen Druckregler der jeweiligen Belastung des Motors angepaßt, jedoch mit

ίο dem wesentlichen Unterschiede, daß ein in der Druckleitung der Pumpe liegender federbelasteter Kolben zwangläufig die Steuerung der Pumpe verstellt und so die Fördermenge regelt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. In Abb. 1 ist α der Motorzylinder, b der Düsenkörper, c die Spindel und d der Konus des Brennstofifventils. Dieses schließt unter dem Druck der Feder f mit seinem Konus d den unter dem Druck des Brennstoffes stehenden Düsenhohlraum e gegen den Verbrennungsraum ab. In einem Schlitz am oberen Ende der Ventilspindel c ist eine Rolle g angeordnet, welche während der Brennstoffeinspritzung durch den Schwinghebel h angehoben wird. Letzterer wird zu diesem Zweck von dem Exzenter k mittels der Zugstange i angetrieben. Mittels dieser dem Dampfmaschinenbau entnommenen Lenksteuerung kann bekanntlich veränderliche Öfifnungsdauer des Ventils erzielt werden bei etwa gleichbleibendem Anfangspunkt der Eröffnung, z. B. mittels Flachregler und Doppelexzenter.

Statt der Lenksteuerung kann auch jede andere Steuerung für veränderliche-Offnungsdauer verwendet werden.

In dem Düsenraum>e<muß bei jeder Be-

lastung des Motors annähernd gleichbleibender Brennstoffdruck vorhanden sein, dessen Höhe (etwa 250 Atm.) von dem Grade der erforderlichen Zerstäubung abhängt; die eigentliche Zerstäubung erfolgt lediglich durch die kleine Düsenbohrung /.

Der Brennstoffdruck wird durch die am Motorzylinder angebaute Brennstoffpumpe m erzeugt. Diese erhält ihren Antrieb von dem ίο auf der Nockenwelle sitzenden gestrichelt gezeichneten Nocken n, welcher mittels des Winkelhebels 0 und des Lenkers ρ den 'Pumpenstempel q nach unten drückt. Beim Saughub wird der Stempel q durch die Feder r gehoben. Die Pumpe besitzt zwecks Regelung der Fördermenge z. B. ein Rückströmsaugventil 5 bekannter Art, welches durch den Hebel t gesteuert wird und ein oder mehrere Druckventile u. Die Druckleitung ν verbindet den Druckraum der Pumpe mit dem Düsenraum e.

An dem Regulierhebel t greift einerseits der von dem Winkelhebel 0 zwangläufig· bewegte Lenker w an, anderseits der selbsttätige Druckregler x, y, z, dessen Aufgabe darin besteht, zwangläufig die Steuerung der Pumpe zu verstellen und damit die Fördermenge zu regeln.

Wird der Druck im Düsenraum c zu groß, so pflanzt er sich durch die Druckleitung ν bis unter den Kolben χ fort und hebt diesen Kolben unter Zusammendrückung der in der Führung y liegenden Feder ζ an. Dadurch wird auch der in der Federführung y gelagerte Regulierhebel t angehoben und die Fördermenge der Pumpe vermindert.

Durch geeignete Bemessung der Feder ζ kann man die Schwankungen des Brennstoffdruckes auf ein beliebig kleines Maß herab- , setzen.

Statt der Belastungsfeder des Steuerkolbens könnte auch eine Gewichtsanordnung gewählt werden.

Abb. 2 zeigt eine besondere Ausführungsform des die Pumpe steuernden Kolbens. Er ist hier mehrteilig, z. B. dreiteilig ausgeführt. Man erreicht dadurch erleichterte Herstellung j und bei gleicher Gesamtlänge wesentlich bessere Abdichtung ohne die Gefahr des Verziehens und Festklemmens bei Temperatur- ; Schwankungen. Bei A ist die Brennstoffdruckleitung an den Steuerkolben ange- schlossen; die einzelnen Kolbenelemente d_lt e_lt f_t liegen in den Führungsbüchsen g_v A₁, I₁ ' und sind an ihren Enden konisch abgeschrägt, ] um ein Klemmen in der benachbarten Büchse , beim Arbeiten zu verhindern. Die Führungsbüchsen sind in dem Gehäuse k_x durch eine Schraube I₁ zwecks Abdichtung fest gegeneinandergedrückt. Ebenso wie in Abb. 1 ist die Belastungsfeder des unterteilten Kolbens mit z, deren Führung mit y und der auf die Steuerung der Pumpe wirkende Hebel mit t bezeichnet.

Mittels eines derartigen unterteilten KoI-bens können die Undichtigkeiten selbst bei Drücken von 300 Atm. und mehr auf ein ganz geringes Maß gebracht werden.

.Statt der in Abb. 1 dargestellten Pumpe mit Rückströmsaügventilsteuerung kann jede beliebige Pumpenart mit regelbarer Fördermenge verwendet werden, z. B. eine Pumpe mit veränderlichem Kolbenhub.

Abb. 3, 3 a und 3b zeigen eine derartige Pumpe, deren Hub zwangläufig von einem in der Druckleitung liegenden federbelasteten Kolben verstellt wird.

Im Steuerschema (Abb. 3 b) erteilt die hin und her gehende Antriebsstange 1 dem in Punkt 2 drehbar gelagerten Hebel 3 eine schwingende Bewegung. Der Drehpunkt 2 besteht aus einem in der Geradführung 4 drehbaren Bolzen, in welchem der Hebel 3 bei seiner Drehung eine kleine Gleitbewegung ausführt. Von dem Hebel 3 wird mittels der Lenkstange 5 der 'Pumpenhub auf den Pumpenstempel 6 übertragen.

Die für die beiden Totlagen gezeichneten ausgezogenen Stellungen des Antriebshebels 3 entsprechen dem größten, bei Vollast wirksamen Pumpenhub s_v. Zwecks Verkleinerung des Pumpenhubes wird nun die Geradführung 4 und damit der Drehpunkt 2 nach rechts verschoben, wobei der Hebel 3 in dem Drehbolzen 2 gleitet.

Die äußerste Rechtslage des Drehpunktes 2, welche mit 2' bezeichnet ist, entspricht dem kleinsten Pumpenhub; der Hebel 3 erhält in dieser Stellung die beiden gestrichelt gezeichneten Totlagen. Der Pumpenhub hat dabei den kleinsten, dem Leerlauf entsprechenden Betrag s_L. Bei geeigneter Konstruktion ist es möglich, den Hub bis auf Null abnehmen zu lassen.

In der Schnittzeichnung (Abb. 3 und 3 a) ist mit ι wiederum die Antriebsstange bezeichnet, mit 2 der Schwinghebeldrehpunkt, mit 3 der Schwinghebel, mit 4 die zur Verschiebung des Drehpunktes 2 dienende Geradführung, mit 5 die den Hub auf den Stempel 6 übertragene Lenkstange. In dem 'Pumpengehäuse 7 ist die Geradführung 4 verschiebbar gelagert. Die Verschiebung erfolgt durch den im Drehbolzen 8 gelagerten Regulierhebel 9. Auf letzteren wirkt im Sinne der Hubvergrößerung die Feder 10, im Sinne der Hubverkleinerung der Kolben 11.

Die Wirkungsweise ist folgende: Die Pumpe saugt den Brennstoff durch das Saugventil 12 an und drückt denselben durch das iao Druckventil 13 zur Verbrauchsstelle. Die gezeichnete Stellung des Regulierhebels ent-

887029

spricht der größten Fördermenge. Sobald nun die Belastung des Motors abnimmt; entsteht in der Druckleitung eine Drucksteigerung. Der erhöhte Brennstoffdruck kommt sofort auf den Steuerkolben ii zur Wirkung, und dieser stellt entgegen der Feder io durch Drehung des Hebels 9 und die damit verbundene Verschiebung des Drehbolzens 2 einen entsprechend kleineren Pumpenhub ein. Umgekehrt erfolgt eine entgegengesetzte Bewegung der Regulierteile unter dem Druck der Feder 10, sobald wieder eine höhere Belastung, verbunden mit einem Druckabfall in der Brennstoffdruckleitung, eintritt.

Der durch die Feder 10 belastete Kolben 11 steuert also den Pumpenhub selbsttätig so, daß sich trotz wechselnder Belastung annähernd gleichbleibender Brennstoffdruck bzw.

ao beliebig kleine, von der Wahl der Feder 10 abhängige Schwankungen des Brennstoffdruckes ergeben.

In Abb. 3 ist noch eine Steuerung des Saugventils 12 mittels des Lenkers 14 und des Hebels 15 gestrichelt eingezeichnet. Diese Steuerung wird im Betrieb nicht verstellt und soll lediglich bezwecken, daß nach Abschluß des als Rückströmventil wirkenden Saugventils mit einer sicheren Anfüllung der Pumpe mit Brennstoff auch bei hoher Drehzahl gerechnet werden kann. Die gestrichelte Steuerung dient also nicht zur Regulierung der Pumpe; wohl aber kann mittels der Einstellschraube 16 des Hebels 15 der wirksame Pumpenhubteil erstmalig eingestellt werden. Zur Änderung des Brennstoffpumpenhubes stehen noch eine große Anzahl anderer bekannter Hubverstellungen zur Verfügung; wesentlich ist nur, daß die Hubverstellung durch einen federbelasteten, im Druckraum oder in der Druckleitung liegenden Kolben zwangläufig erfolgt.

Die neue Pumpe bietet besondere Vorteile für Fahrzeugmotoren. Zur Veränderung der Drehzahl ist irgendeine Verstellung an der Pumpe von Seiten des Führers nicht erforderlich; der Führer hat lediglich die Öffnungsdauer des Brennstoffventils einzustellen. Beim Stillsetzen des Motors wird lediglich die Einspritzdauer des Brennstoffventils auf Null vermindert, an der Pumpe dagegen wird wiederum keine Verstellung erforderlich. Die Konstanterhaltung des Brennstoffdruckes sowie die richtige Steuerung der Fördermenge erfolgen also selbsttätig und zwangläufig.

Um während der Brennstoffeinspritzung ein stärkeres Abfallen des Brennstoffdruckes zu verhindern, ist auf den Düsenkörper in Abb. ι ein mit dem Hohlraum e in Verbindung stehender Windkessel Oi₁ aufgesetzt, weleher ein Manometer h_± zum Ablesen des Brennstoffdruckes trägt. Der Windkessel unterstützt den Steuerkolben in seiner Wir- ; kung, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, wenn eine verhältnismäßig nachgiebige Druckleitung vorhanden ist.

Vor dem Anlassen des Motors nach längerer Betriebspause ist zunächst durch Pumpen von Hand, bei großen Maschinen unter Umständen mittels Hilfsmotors, in dem Windkessel genügend hoher Einspritzdruck zu erzeugen.

Zu diesem Zweck ist in Abb. 1 auf dem Winkelhebel 0 ein Vierkant zum Aufstecken eines Handhebels C₁ vorgesehen.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Regelbare Brennstoffpumpe für kompressorlose Hochdruckronölmotoren mit nahezu gleichbleibendem hohen Einspritzdruck, bei welchen Leistung und Drehzahl durch Veränderung der Einspritzdauer geregelt werden und bei welchen eine Brennstoffpumpe mit · veränderlicher, der jeweiligen Motorleistung durch einen Druckregler angepaßter Fördermenge in Anwendung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der _ Druckleitung liegender federbelasteter Kolben zwangläufig die Steuerung der Brennstoffpumpe verstellt und so die Fördermenge regelt.

2. Brennstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (%) einerseits an dem Saugventilsteuerhebel (t) angreift, welcher anderseits in bekannter Weise vom Pumpenstempel im Takt mit der Maschine bewegt wird (Abb. 1).

3.' Brennstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (11) den Hub des Brennstoffpumpenkolbens (6) verstellt (Abb. 3).

4. Ausführungsform des Druckreglers nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und seine Führungsbüchse mehrfach unterteilt sind, wobei die einzelnen Führungsbüchsen (Si> hi> %) untereinander abgedichtet sind (Abb. 2).

5. Ausführungsform des Druckreglers nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der einzelnen Kolben ((I₁, e_lt Z₁) verjüngt sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.