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Regelung für Brennstoffpumpen von Brennkraftmaschinen Die vorliegende
Erfindung soll es ermöglichen, mit Brennstoffpumpen für Brennkraftmaschinen trotz
der verschiedenartigsten Betriebsbedingungen innerhalb des ganzen Regelbereichs
eine quantitativ genaue Gemischzusammensetzung aufrechtzuerhalten. Die Änderung
der Betriebsbedingungen kann hervorgerufen sein durch die Verwendung verschiedener
Betriebsstoffe, durch verschiedene Luftdichte, durch Undichtigkeiten, die in. der
Pumpe selbst auftreten, u. dgl. Dieses- Ziel wird dadurch erreicht, daß die Brennstoffpumpe
mit zwei verschiedenen Regelungen ausgestattet wird, von denen die eine zur Änderung
der Maschinenleistung nach Tourenzahl und Kraftbedarf, die andere zur Aufrechterhaltung
des günstigsten Mischungsverhältnisses von Luft und Brennstoff benutzt wird. Die
beiden durch die Betätigung dieser Regelvorrichtungen bewirktenVorgängewollen wir
im folgenden mit Leistungs- bzw. Korrekturregelung bezeichnen. Der Erfindungsgedanke
beschränkt sich nicht auf eine bestimmte Ausführungsform, sondern umfaßt alle Ausführungsarten,
bei-- denen grundsätzlich die beiden, im übrigen beliebig ausgeführten Regelvorrichtungen,
jede für sich,- einem der genannten Ziele dienen. Es soll an zwei verschiedenen
Ausführungsformen der Pumpe das Wesen der Erfindung gezeigt werden.
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Das erste Beispiel soll eine Pumpe darstellen für einen Zweitaktmotor
mit U-förmig angeordnetem Doppelzylinder, gemeinsamem Verbrennungsraum und elektrischer
Zündung durch eine in der Mitte des Verbrennungsraumes angeordnete Zündkerze. Das
Austreiben der Gasrückstände und das Einführen der Frischladung soll durch ein Gebläse
bewirkt werden. Die Gemischbildung soll dadurch erfolgen, daß zur richtigen Zeit
der Brennstoff in die vom Gebläse zum Arbeits`-doppelzylinder führende Leitung eingespritzt
wird. Die Leistungsregelung des Motors soll dadurch geschehen, daß für die Maximalleistung
der Maschine der ganze über den Kolben befindliche Raum mit brennbarem Gemisch gefüllt
wird, daß für den Leerlauf nur in der Mitte des Verbrennungsraumes an der Zündkerze-
eine geringe Menge brennbaren Gemisches gelagert wird, während der übrige Verbrennungsraum
zu beiden Seiten der brennbaren Ladung mit Luft gefüllt wird, und daß die verschiedenen
Leistungen --des Motors durch das Mengenverhältnis des an der Zündkerze gelagerten
Gemisches und der zu beiden Seiten der brennbaren Ladung befindlichen überschüssigen
Luftmenge bestimmt.werden. Voraussetzung für das Gelingen dieses Lade- und Regelverfahrens
ist natürlich, daß es bei allen Belastungsstufen gelingt, an der Zündkerze ein gut
zündfähiges Gemisch zu lagern. Dieser Forderung kann durch eine Pumpe entsprochen
werden, hei der durch eine verstellbare Steuereinrichtung die Zeitdauer der Einspritzperiode
beiderseits verkürzt wird, durch die Veränderung
des Hubes des
Förderkolbens aber unabhängig" vori"eler` Regelung der Maschenleistung das jeweils
günstigste Mischungsverhältnis entsprechend den verschiedenen Betriebsbedingungen
eingestellt werden kann; auch läßt sich durch die zweite Art der Regelung der mit
der Zeit durch Abnutzung sich vergrößernde Schlupf ausgleichen.
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Eine Pumpe dieser Art ist auf der Zeichnung in Abb. i dargestellt;
Die Abb. 2 bis 4. zeigen die Änderung des Förderdiagramms durch Verstellen - der
Steuereinrichtung für drei verschiedene Belastungsverhältnisse; Die Abb. 5 bis 7
zeigen die Wirkung der Veränderung des Hubes des Förderkolbens auf das Förderdiagramm.
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Im folgenden sei diese Pumpe und ihre Wirkungsweise beschrieben. In
dem Pumpengehäuse i sind zwei Kolben angeordnet, von denen der untere Kolben 2 als
Förderkolben und der obere Kolben 3 als Steuerschieber dient. Der Antrieb dieser
beiden Kolben erfolgt durch die Taumelscheiben .@ und 5, die während des Betriebes
vermittels der axial verschiebbaren Regelstifte 6 und 7 in ihrer Schräge verstellt
werden können. Die Taumelscheiben 4 und 5 sind durch ein Zahnräderpaar 14 und 15
im Verhältnis i : i miteinander gekuppelt.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Die Pumpe ist gerade im Maximum des
Druckhubes dargestellt. Der in dem Druckraum 8 befindliche Brennstoff wird durch
den Kanal 9 und die im Steuerschieber 3 befindliche Steueröffnung i o in dieAuslaßöffnung
r i und damit in die Druckleitung 12, gedrückt. Wenn die Pumpe in ihre Saugstellung
gelangt ist, stellt die Steueröffnung io die Verbindung des Pumpenraumes 8 und des
sich daran anschließenden Kanals 9 reit der Einlaßleitung 13 her. Dann nimmt der
Steuerkolben seine äußerste Stellung links ein und der Förderkolben 2 ist im Maximum
der Saugtätigkeit.
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Durch die Veränderung der Schräge der den Steuerschieber betätigenden
Taumel-Scheibe 5 kann -die Bewegung des Steuerschiebers von dem soebenbeschriebenenMaximum
bis zu Nullreduziert werden. Im letzteren Falle bleibt die Öffnung io dauernd unter
der Saugöffnung 13 stehen. In den Abb.2 bis 4 sind drei Förderdiagramme gezeigt,
von denen Abb. 2 die maximale Fördermenge zeigt; es wird die ganze Druckperiode
zur Förderung des Brennstoffes ausgenutzt. Abb. 3 und 4 zeigen zwei Regeldiagramme,
wie sie durch die Verminderung des Steuerschieberhubes entstehen. Aus den beiden
Diagrammen ist zu ersehen, wie nur während eines größeren oder kleineren Teiles
der Druckperiode der Brennstoff in die Druckleitung gefördert wird; die dem nicht
schraffierten Teil dieser beiden Diagramme entsprechenden Brennstoffmengen werden
in die Saugleitung zurückgedrückt. Da die Menge der vom Gebläse in den Arbeitsdoppelzylinder
geförderten Spül- und Ladeluft bei den verschiedenen Regelstellungen stets die gleiche
bleibt, kommt das Zentrum des eingespritzten Brennstoffquantums stets an dieselbe
Stelle im Verbrennungsraum zu liegen; es ist durch richtige Einstellung des Pumpenantriebes
nur dafür Sorge zu tragen, daß diese Stelle die Mitte des Verbrennungsraumes mit
der dort angebrachten Zündkerze ist.
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Während die im vorstehenden beschriebene Regelvorrichtung die Leistungsregelung
des Motors ermöglicht, d. h.- seine Einstellung nach Tourenzahl und Drehmoment im
groben, bewirkt die Hubverstellung des Förderkolbens 2 die Korrekturregelung, das
ist bei fest eingestelltem Leistungsregler die Erzeugung des günstigsten Mischungsverhältnisses
entsprechend dem jeweils benutzten Brennstoff, der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgrad
der Luft, dem durch den Abnutzungsfaktor bedingten Flüssigkeitsschlupf in den Pumpenorganen
u. dgl. mehr. Aus Gien Abb. 5 bis 7 ist die Wirkung der Hubverstellung des Förderkolbens
auf die Liefermenge an Brennstoff ersichtlich.
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Abb. 5 zeigt wie Abb. 2 das maximale Förderdiagramm. Durch -die Verringerung
der Schrägstellung der Taumelscheibe 4 werden flachere Diagramme entsprechend den
Abb. 6 und 7 erzielt. Wenn die Taumelscheibe 4 senkrecht zu der Antriebsachse eingestellt
wird, macht der Förderkolben 2 überhaupt keine Bewegung mehr - es wird kein Brennstoff
mehr gefördert.
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Das zweite Ausführungsbeispiel soll eine Pumpe für den normalen Viertaktmotor
zeigen, die es ermöglicht, bei den stark wechselnden Betriebsverhältnissen das günstigste
Mischungsverhältnis besser aufrechtzuerhalten, als dies durch den bis heute allgemein
gebräuchlichen Vergäser möglich ist. Bei dieser Pumpe, die in Abb. 8 dargestellt
ist, erfolgt sowohl die Leistungs- als auch die Korrekturregelung lediglich durch
die Hubveränderung des Förderkolbens, also durch Änderung des Förderdiagramms nach
Abb. 5 bis 7. Im übrigen ist die Ausführung und Wirkungsweise der Pumpe nach Abb.
8 ähnlich der Pumpe nach Abb. i; es sind auch für dieselben Teile dieselben Bezugszeichen
benutzt. Die den Steuerkolben 3 betätigende Taumelscheibe 5 ist hier nicht verstellbar,
so daß der Steuerkolben stets seinen ganzen Hub ausführt. Die Pumpe ist in dieser
einfachsten
Form geeignet für den Bei rieb eines zweizylindrigen
Motors, bei dem beidePleuelstangen auf derselben Kurbel angreifen. Die Pumpe wird
mit der Tourenzahl des Motors angetrieben und spritzt in die Ansaugleitung. Die
von der Pumpe während der über iSo° sich erstreckenden Druckperiode geförderte Brennstoffmenge
wird abwechselnd von den beiden Zylindern während der sich ebenfalls über i8o° erstreckenden
Ansaugperioden angesaugt. Die Leistungsregelung erfolgt durch den Seilzug 16, der
über den Hebel 17, den Nocken 18, den Regelstift 6 und den Zwischenstift ig die
Schrägstellung der Taumeischeibe q. und damit den Hub des Förderkolbens 2 bestimmt.
Gleichzeitig mit der Betätigung des Seilzuges 16 wird die Luftzufuhr zum Motor gedrosselt.
Durch geeignete Formgebung des Nockens 18 kann für jede Regelstellung das Gemischverhältnis
richtig gewählt werden.
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Die Korrekturregelung zur Erzielung des jeweils günstigstenGemischverhältnisseswird
durch Verdrehen der Regulierschraube 2o bewirkt, wodurch ohne gegenseitige Lagenveränderung
der Teile 16, 17, 18 und 6 zueinander der Stift ig verschoben, die Schräge der Taumelscheibe
4. und damit der Hub des Förderkolbens 2 verändert wird.
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Der wesentliche Unterschied zwischen der Leistungsregelung und der
Korrekturregelung besteht bei diesem Ausführungsbeispiel darin, daß bei der Leistungsregelung
gleichzeitig mit der Hubverstellung des Brennstoff-Förderkolbens die Luftdrossel
betätigt wird, während bei der Korrekturregelung letztere in ihrer Stellung verbleibt.
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In Abb. g und io ist eine Regelvorrichtung für eine nach dem Prinzip
der Abb.8 arbeitenden Pumpe gezeigt, die es ermöglicht, die Korrekturmengen des
Brennstoffes prozentual der dem jeweiligen Belastungszustand der Maschine entsprechenden
Brennstoffmenge zu bemessen. Das Einregeln auf Leistung erfolgt vermittels des Seilzuges
16 und des Winkelhebels 17 durch Verschieben einer auf den zwei Bolzen 21 und 22
gleitenden Schiene 23, die das um den Zapfen 24. schwingend angeordnete Kurvenstück
25 trägt. Letzteres wirkt auf den Regulierstift 6 und so fort, wie es in Abb. 8
gezeigt ist. Während nun bei der Konstruktion Mach Abb. 8 eine Verstellung der Korrekturschraube
2o für jede Stellung des Nockens 18 eine konstante Zu- oder Abnahme der geförderten
Brennstoffmenge bewirkt, werden bei der Konstruktion nach Abb. g und io die Korrekturmengen
des Brennstoffes um so größer, je weiter der Zapfen 24 vorn Regulierstift 6 entfernt
ist, und um so kleiner, je geringer die Entfernung dieser beiden Organe voneinander
ist. Die große Entfernung entspricht aber einer Einregulierung der Maschine auf
große, die geringe .Entfernung auf kleine Leistung, d. h. die Korrekturmengen können
durch Verstellen der Schraube @;6 prozentual richtig dendurchdenLeistungsgrad der
Maschine bedingten Brennstoffmengen zugemessen werden.