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Einspritzvorrichtung für Dieselmotoren mit Zündölvorlagerung Die vorliegende
Erfindung gibt eine Lösung der Aufgabe, bei Dieselmaschinen mit luftloser Einspritzung
und Selbststeuerdüse Zündöl vorzulagern. Es ist zwar bekannt, das Zündöl bei Verbrennungskraftmaschinen,
welche mit schwerzündlichen Treibstoffen und einem leicht zündlichen Zündöl betrieben
werden, in einem Selbststeuerventil dicht bei dem Sitz der Ventilnadel einzuführen.
Hierbei ist aber die Schwierigkeit zu überwinden, daß die Ölsäule zwischen Brennstoffpumpe
und Selbststeuerventil unter dem hohen Druck der Feder der Düsennadel steht und
ohne Änderung der Druckverhältnisse eine Vorlagerung überhaupt nicht möglich ist,
da sofort bei zusätzlicher Einführung von Zündöl die Nadeldüse geöffnet und der
Einspritzvorgang eingeleitet würde. Man kann also nur Zündöl unter dem hohen Druck
der Selbststeuerdüse zu Beginn der Einspritzzeit einpressen und unmittelbar darauf,
noch ehe die Nadel abgeschlossen hat, durch einen Druckhub der Treibölpumpe Treiböl
nachfolgen lassen. Ein solches Verfahren hat aber den Nachteil, daß wegen Abhängigkeit
der Einspritzzeiten der Zündölpumpe und Treibölpumpe der Einspritzpunkt einer Pumpe
ohne den der anderen nicht verstellt werden kann. Ein weiterer Übelstand ist der,
daß die Zündölpumpe gegen den gleichen hohen Druck fördern muß wie die Brennstoffpumpe;
sie muß deshalb sehr stark und somit teuer gebaut sein. Um die Zündölpumpe billiger
zu bauen, ist nun schon vorgeschlagen worden, die Zündölpumpe mit der Treibölpumpe
baulich derart zu vereinigen, daß der Plunger der Zündölpumpe hydraulisch von dem
Treibölpumpenplunger vorgetrieben wird, man hierbei also nur einen äußeren Antrieb
der Brennstoffpumpe benötigt, welcher gegen einen hohen Druck arbeiten muß. Man
hat zwar bei dieser Bauart Vorsorge getroffen, daß das Zündöl zeitlich vor dem Treiböl
in die Selbststeuerdüse eingeführt wird, aber diese zeitliche Abhängigkeit beruht
darauf, daß die Summe der Widerstände, welche die Rückholfeder des Zündölplungers
und die Druckventilfeder der Zündölpumpe dem Ausfluß des Zündöls zur Selbststeuerdüse
entgegensetzen, geringer ist als der 'Widerstand, welchen die Druckventilfeder der
Treibölpumpe dem Ausfluß des Treiböls zur Selbststeuerdüse entgegensetzt. Da es
natürlich schwierig ist, diese Feder entsprechend einzustellen, bekanntlich auch
alle Federn mit der Zeit ihre Spannkraft verändern, so ist es zweifelhaft, ob dieser
zeitliche Abstand zwischen Einführung des Zündöls und Einführung des Treiböls in
die Selbststeuerdüse im Dauerbetrieb der Maschine beibehalten wird. Weiterhin bleibt
auch hier der Übelstand bestehen, daß die inneren Teile der Zündölpumpe äußerst
kräftig gehalten und sehr sorgfältig eingeschliffen werden müssen, um dem Druck
des Zündöls, der ja wie oben
geschildert, noch höher als der des
Treiböls ist, zu widerstehen.
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Die Nachteile dieser bekannten Vorrichtungen werden nun bei der vorliegenden
Erfindung dadurch vermieden, daß man nach Abschluß der Selbststeuerdüse durch die
Bewegung eines Hilfskolbens folgende Teile erit= lastet: Die Druckleitung zwischen
Selbststeuerdüse und Druckventil der Treibölpumpe, den Düsenvorraum und die Druckleitung
der Zündölpu-mpe zwischen Selbststeuerdüse und Druckventil der Zündölpumpe, und
daß man gleichzeitig mit der oder nach dieser Entlastung Zündbrennstoff mittels
der Zündbrennstoffpumpe in den unteren Teil des Düsenvorraumes unmittelbar vor dem
Nadelsitz einlagert. Die Entlastung muß hierbei mindestens so weit getrieben werden,
daß der Öffnungsdruck der Nadel beim Druckhub der Zündpumpe nicht überschritten
wird; vorteilhaft wird die Entlastung weitergetrieben, so daß die Zündölpumpe mit
wesentlich geringerem Druck als die Treibölpumpe fördern kann. Die Entlastung von
Druckölleitungen mittels eines Hilfskolbens ist zwar bekannt, jedoch bezieht sich
diese bekannte Bauart im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung auf die Entlastung
der Druckölleitung einer Brennkraftmaschine, die mit nur einem einheitlichen Brennstoff
betrieben wird.
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Abb. r zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Entlastung der
Druckleitung der Treibölpumpe gleichzeitig mit der Förderung der Zündölpumpe geschieht.
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Es ist d die selbststeuernde Düse, b die Treibölpumpe mit Saugventil
c und Druckventil d. Das Treiböl wird durch die Druckleitung e und den Kanal h in
den oberen Teil des Düsenvorraumes f gedrückt. Ferner stellt k die Zündölpumpe dar,
die mit Saugventil in und Druckventil ia ausgerüstet ist und durch Leitung l die
Zündölmenge in den unteren Teil des Düsenvorraumes f vorlagern soll. Der Pumpenkolben
der Zündölpumpe ist als Stufenkolben ausgebildet, dessen obere Stufe o im Zündölpumpenraum,
dessen untere Stufe in einem Entlastungsraum arbeitet, derart, daß im Entlastungsraum
der gleiche oder ein größerer Raum freigelegt oder verlängert wird, wie gleichzeitig
im Pumpenraum verdrängt oder freigelegt wird. Der Entlastungsraum ist mit einem
Saugventil p und einem Druckventil q ausgerüstet, von denen das erstere aus dem
Druckraum der Treibölpumpe saugt, das zweite in den Saugraum der Treibölpumpe mündet.
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Die Wirkung ist folgende: Es sei angenommen, daß alle Leitungen mit
01 gefüllt und die Einspritzung soeben vollendet ist. Die Düsennadel und das Druckventil
d der Treibölpumpe haben soeben geschlossen. Der Düsenvorräum ist ganz mit Treiböl
gefüllt. In den Druckleitungen e und l und dem Düsenvorraum f ist der der Nadelfeder
entsprechende Druck nahezu erhalten geblieben. Während des nächsten Saughubes der
Treibölpumpe wird nun ein Druckhub der Zündölpumpe ausgeführt. Es wird also durch
das Druckventil n und die Leitung l eine gewisse Zündölmenge in den unteren Teil
des Düsenvorraumes gedrückt. Gleichzeitig wird in den Entlastungsraum aus der Treiböldruckleitung
e und durch das Ventil p eine gleiche oder größere Menge Treiböl abgesaugt und dadurch
während des Eintreibens des Zündöles in die Düse der bisherige Druck in den Druckleitungen
c und l sowie in dem Düsenvorraum f aufrechterhalten oder vermindert. Während des
nun folgenden Saughubes der Zündölpumpe schließt sich wieder Ventil p, und es wird
durch Ventil q das angesaugte Treiböl in den Saugraum der Treibölpumpe mittels der
Leitung y zurückgedrängt. Bei dem folgenden Druckhub der Treibölpumpe gelangt zuerst
die vorgelagerte Zündölmenge und dann die Treibölladung in den Zylinder, und es
wiederholt sich das Spiel von neuem.
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Abb. z gibt eine andere Ausführungsart, bei welcher die Entlastung
vor der Einführung der Zündölladung vorgenommen wird. Die Nadeldüse ist in gleicher
Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt und mit der Treibölleitung und
Zündölleitung verbunden. Die Zündölpumpe k ist in diesem Fall mit einem einfachen
Kolben ohne Stufen ausgeführt und fördert durch das Saugventil m und Druckventil
n eine Ladung von Zündöl zu einer beliebigen Zeit vor dem Druckhub der Treibölpumpe
b. Die Treibölpumpe ist mit einem besonders gestalteten Druckventil ausgerüstet,
da:s mit einem in einen Zylinder gleitenden Kolben versehen ist. Die Abmessungen
dieser Teile sind so gewählt, daß der vom Kolben während seiner Bewegung im Zylinder
verdrängte Raum gleich oder größer als der Raum der Zündölladung ist.
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Die Wirkung ist folgende: Bei Ausführung des Druckhubes der Treibölpumpe
wird das Druckventil mit seinem Kolben zunächst so hoch getrieben, daß der Kolben
ganz aus diesem Zylinderraum herausgetreten ist; erst dann kann ein Überströmen
aus dem Pumpenraum durch die Druckleitung e in die Selbststeuerdüse vor sich gehen
und der Einspritzvorgang ausgeführt werden. Nach Unterbrechung der Pumpenförderung
durch Entlastung des Pumpenraumes der Treibölpumpe schließt sich Ventil d; jedoch
wird von dem Zeitpunkt des Eintretens des Kolbens i in seine zylindrische Bohrung
durch das weitere
Niedergehen des Kolbens eine Raumvergrößerung
in der Druckleitung vorgenommen, die ein Fallen des Druckes in dieser Leitung e,
dem Düsenvorraum f und der Leitung Z unter den sonst in der Treibölleitung verbleibenden
Druck bewirkt. Die Höhe dieser Drucksenkung bestimmt sich aus der Größe des freigelegten
Raumes, dem Rauminhalt der Leitungen e und L und des Düsenvorraumes
f, der Verdichtungsziffer des Öles und der Nachgiebigkeit der Wandungen. Die Verhältnisse
sind so gewählt, daB die Druckverminderung durch das Niedergehen des mit dem Druckventil
verbundenen Kolbens nicht unter die Atmosphäre geht, im Gegenteil noch ein erheblicher
Druck in der Leitung verbleibt, daß jedoch beim Eindrücken der Zündölladung der
Druck nicht auf den vollen Höchstdruck der Treibölleitung zurückkehrt, sondern wesentlich
darunter bleibt, um auf diese Weise mit einer gegen geringen Druck fördernden und
daher billigeren Zündölpumpe auszukommen.
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Die Ausführungsformen decken nicht alle Möglichkeiten der Ausführung,
z. B. kann der in Abb. i mit dem Zündölpumpenkolben verbundene Entlastungskolben
auch von diesem getrennt und durch irgendeinen äußeren Maschinenteil bewegt werden.
Ebenso ist es auch erforderlich, daß der mechanisch gemäß Abb. i bewegte Entlastungskolben
das während seines Entlastungshubes abgesaugte Öl während des Rückkehrhubes in die
Saugleitung der Treibölpumpe zurückdrückt; er kann es auch gemäß Abb.2 während des
Druckhubes der Treibölpumpe in die Treibölleitung selbst wieder zurückdrücken.