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Vorrichtung zur Dämpfung des Rückströmstoßes für Hochdruckbrennstoffpumpen
mit Rückströmregelung Die F_rfindung betrifft eine Vorrichtung an Rückströmleitungen
für Brennstoffpumpen, die mit hohem Druck arbeiten, insbesondere Brennstoffpumpen
für bei denen der Brennstoff ohne Anwendung von Druckluft mittels des Pumpendrucks
selbst eingespritzt wird. Bei . Brennstoffpuiiipen dieser Art geschieht vielfach
die Abmessung der für jede Einspritzung notwendigen Brennstoffmenge dadurch, daß
ein Rückströmventil in der Brennstoffpumpe geöffnet wird, so daß der letzte Teil
des Druckhubs dei- Brennstoffpumpe unwirksam wird, inden der Brennstoff beim Öffnen
des Rückströmventils, statt durch die Druckleitung und das Brennstoffventil zur
Verbrennungskammer des Motorzylinders gedrückt zu werden, durch eine mit dem Rückströmventil
verbundene Rückströmleitung zum Brennstoffbehälter wird.
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Bei der Brennstoffeinspritzung nach dem erwähnten Prinzip werden recht
hohe Pumpendrücke verwendet, um eine gute Zer stätibung des Brennstoffs zu erreichen,
und da das Rückströmventil zu dem Zeitpunkt, an dem die Einspritzung aufhören soll,
sehr schnell geöffnet wird, so wirkt das Austreten des Brennstoffs in die Rückströmleitung
wie ein Stoß. Dieser Stoß bedeutet einen wesentlichen Nachteil, indem er zu Undichtheiten
oder Brüchen in der Rückströmleitung führen kann.
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Es ist vorgeschlagen worden, Windkessel zuin Dämpfen des Stoßes zu
benutzen, allein es ist nicht möglich, den genannten Nachteil in befriedigender
Weise durch Windkessel 2.u beseitigen. Der Brennstoff schäumt nämlich stark, wenn
er mit großer Gewalt in den Windkessel gedrückt wird, und indem nun die Gischtblasen
den Windkessel zusammen mit dem Brennstoff verlassen, wenn der Brennstoff durch
die Rückströmleitung weiter nach dein Brennstoffbehälter strömt, wird die im Windkessel
befindliche Luftmenge im Laufe kurzer Zeit so gut wie vollständig entfernt, so daß
die angestrebte Wirkung schnell aufhört.
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Es ist weiter vorgeschlagen worden. in Verbindung mit der Rückströmleitung
Hohlräume oder Kammern von großem Voltunen vorzusehen, um auf diese Weise einen
Druckausgleich beim Öffnen des Rückströmventils zu erreichen. Gegebenenfalls kann
ferner ein federbelastetes Ventil beim Ablauf des betreffenden Hohlraums angebracht
sein, zu dem Zwecke, einen bestimmten Druck im Railine aufrechtzuerhalten.
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Solche Hohlräume müssen jedoch ein
großes Volumen
haben, falls die Anordnung wirksam sein soll, so daß der Raumbedarf groß wird.
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Erfindungsgemäß wird dem genannten Nachteil dadurch abgeholfen, daß
in Verbindung mit der Rückströmleitung Räume angeordnet sind, die eine oder mehrere
für Druck nachgiebige Wände besitzen. Diese Räume nehmen nur geringen Platz ein
und können in einfacher Weise in Verbindung mit der Rückströmleitung angebracht
werden. Die Räume können als Druckspeicher oder Ausdehnungskammern bezeichnet werden,
indem ihr Rauminhalt zur Aufnahme eines Teils der beim Öffnen des Rückströmventils
in die Rückströmleitung plötzlich ausströmenden Brennstoffmenge vergrößert werden
kann. Der diese plötzliche Ausströmung begleitende Stoß wird hierbei von den elastischen
Wänden der Ausdehnungskammer aufgenommen.
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Der Ausdehnungskammer können in der praktischen Ausführung viele verschiedene
Formen gegeben werden. Sie kann z. B. aus einem am Ende offenen Zylinder bestehen,
der durch einen von einer-Feder oder ähnlichen Vorrichtung belasteten Kolben geschlossen
wird oder von einem entsprechenden, mit Boden versehenen Zylinder umschlossen ist,
der auf ähnliche Weise, z. B. mit einer Feder, belastet ist. Man kann auch eine
Ausdehnungskammer anwenden, die eine oder mehrere an sich nachgiebige und federnde
Wände besitzt, indem die Kammer z. B. aus einer zylindrischen Dose bestehen kann,
deren eines oder beide Endböden federnd sind. Um die federnden Wände oder Endböden
zu verstärken, kann man sie unter die Belastung einer etwa einstellbaren Feder oder
ähnlichen Vorrichtung stellen. Einer besonderen Ausführungsform gemäß kann die Ausdehnungskammer
aus einer gewöhnlich zylindrischen Dose bestehen, deren federnde Endböden durch
eine Federvorrichtung miteinander verbunden sind, welche Vorrichtung gespannt wird,
wenn die Endböden zufolge des beim Öffnen des Rückströmventils auftretenden Stoßes
auseinandergepreßt werden, und nach Aufhören des Stoßes dazu mitwirkt, die Endböden
in ihre ursprüngliche Lage zurückzuführen. Ausdehnungsräume in der Gestalt von federnden
Metallbälgen können ebenfalls verwendet werden, und übrigens kann die Erfindung
in vielen anderen Weisen ausgeführt werden.
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Erfindungsgemäß kann ferner, zweckmäßig in der Rückströmleitung vor
dem Ausdehnungsraum, ein federbelastetes Gegenventil angebracht sein, das nur die
Strömung des Brennstoffs in der Richtung nach dem Ausdehnungsraum zu erlaubt. Die
Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i schein _tisch
und in teilweisem Schnitt eine Pumpe mit einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
und Abb. 2 bis q. Querschnitte durch drei andere Ausführungsformen von Ausdehnungskammern
gemäß der Erfindung.
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In Abb. i bezeichnet i das Pumpengehäuse der Brennstoffpumpe, 2 den
Pumpenkolben, 3 die Pumpendaumenscheibe, von der die Bewegung durch einen Hebel
.4 auf den Pumpenkolben übertragen wird. 5 ist ein federbelastetes Saugventil uncl
6 ein federbelastetes Rückströmventil, das für gewöhnlich gegen seinen Sitz von
einer Feder gehalten wird, deren Spannung genügt, um dem Pumpendruck zu widerstehen.
7 ist eine Stoßstange, die von einer Feder 8 gegen einen auf dein Pumpenhebel q.
ruhenden Keil 34. gedrückt wird,- der durch einen gegabelten Hebel 35 auf der Regelwelle
36 vom Regler des Motors in dem Sinne verstellt wird, daß das Rückströmventil6 zu
einem früheren oder späteren, von der Belastung abhängigen Zeitpunkt während des
letzten Teils des Druckhubs von der Stoßstange 7 geöffnet wird. Der Raum über dem
Rückströmventil6 steht durch eine Rückströmleitung 9 mit dein Brennstoffbehälter
in Verbindung, mit dein auch die Saugleitung i i verbunden ist. Die Rückströmleitung
9 ist durch ein T-Stück iiiit einem Zylinder 12 verbunden, in dem ein Kolb--n IS
gleiten kann, der z. B. in den Zylinder eingeschliffen sein kann und mit einer Feder
14 belastet ist.
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Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Während des Druckhubs der Brennstoffpumpe
wird der Brennstoff durch die zuin Brennstoffventil führende Druckleitung io ausgepreßt,
bis die Stoßstange 7 zu einem 1-cwissen Zeitpunkte das Rückströmventil 6 öffnet,
wodurch der Brennstoff in die Rückströmleitung 9 strömt. Der hierdurch entstehende
Stoß preßt den Kolben 13 nach außen in den Zylinder 12, d. h. nach oben in Abb.
i, wodurch die Feder 1,4 gespannt wird und gleichzeitig damit der Zylinder 12 einen
gewissenTeil der in dieRückströmleitung ausgepumpten Brennstoffmenge aufnimmt. Sobald
der Stoß in der Rückströmleitung nachläßt, führt die Feder 14 den Kolben 13 in seine
-2uhestellung zurück und auch die im Zylinder 12 aufgenommene Brennstoffmenge wird
zum Brennstoffbehälter zurückgedrückt.
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In der Ausführungsform nach Abb.2 ist die Rückströmleitung 9 in ein
Gehäuse 15 eingeführt, das mit einem federbelasteten Rückschlagventil versehen ist
und in welchem ein Zylinder 17 eingeschraubt.ist, der auf seiner äußeren Zylinderfläche
abgeschliffen ist. Mit
dieser äußeren Zylinderfläche ist eine innere
Zylinderfläche einer zylindrischen Haube 18 zusammengeschliffen, die den übrigens
offeilen Zylinder 17 schließt. Die Haube 18 hat am offenen Ende einen Kragen i9,
der die Führung einer Feder 2o bildet, die die Haube i 8 gegen den Zylinder 17 drückt.
Die Feder 2o wird von einem auf dem Gehäuse 15 festgeschraubten Federgehäuse 21
festgehalten. 22 ist eine vom Gehäuse 15 ausgehende Leitung, die die Rückströmleitung
9 fortsetzt.
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Diese Vorrichtung wirkt wie folgt: Durch den die Öffnung des Rückströmveiltils
begleitenden plötzlichen Flüssigkeitsstoß in der Rückströmleitung 9 wird das Ventil
16 geöffnet und die Haube 18 des Zylinders 17 von diesem fortgeführt, d. h. nach
oben in Abb. 2 bewegt, so daß der Rauminhalt des Zylinders 17 eine augenblickliche
Vergrößerung erhält, nämlich um einen Teil des Rauminhalts der Haube 18. Gleichzeitig
wird die Feder 2o gespannt. Wenn die den Stoß bewirkende Druckwelle aufgehört hat,
schließt das Rückschlagventil 16 sich wieder zufolge seiner Federbelastung und auch
die im erweiterten Zylinder 17 enthaltene überschüssige Brennstoffmenge wird, indem
die Feder 20 sich wieder entspannt, durch die Leitung 22 zum Brennstoffbehälter
zurückgedrückt.
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Die Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nach Abb. 3 besteht
aus einer zylindrischen Dose 23 mit an sich federnden EndüödCn 24, die zweckmäßig
in ihrer Ruhelage schwach nach innen gekrümmt sein können, wie es auf der Zeichnung
angedeutet ist. 25 ist ein Stutzen, durch den die Dose 23 in die Rückströmleitung,
mit der sie verbunden werden soll, eingeschraubt werden kann. Die Endböden 24 wirken
als Biegehäute, die bei der den Flüssigkeitsstoß begleitenden Druckerhöhung nach
außen nachgeben, so daß der Hohlraum der Dose vergrößert wird, und eine gewisse
Menge des Brennstoffs aufgenommen wird. Nach dein Aufhören der Druckwelle kehren
die Endböden 24. in ihre Ruhelage zurück und die aufgenommene Brennstoffmenge wird
hierdurch in die Rückströmleitung zurückgepreßt.
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Die Ausführungsform nach Abb. 4 ist ähnlicher Art wie die in Abb.
3 dargestellte, insofern als sie aus einer zylindrischen Dose 26 mit elastischen
Endböden 27, 28 besteht. Im Endboden 27 ist aber ein Stutzen 29 befestigt, in den
eine steilbare Federführung 30 einer Feder 31 mit einer gewissen Vorspailiiung
eingeschraubt ist. Das von der Federführung 30 abgekehrte Ende der Feder
31 ist in einer am Endboden 28 befestigten Federführung 32 festgehalten. 33 ist
ein Stutzen zur Verbindung der Dose 26 mit der Rückströmleitung. Die die Öffnung
des Rückströmventils begleitende Drucksteigerung entfernt die Endböden
27, 28 voneinander, und hierdurch wird die Feder 31 gespannt, so daß nach
dem Aufhören der Druckwelle ein höherer Druck zur Verfügung steht, um die vorläufig
aufgenommene Brennstoffmenge in die Rückströntleitung zurückzuführen.
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Die dargestellten und beschriebenen Vorrichtungen dienen nur als Beispiele,
da die Erfindung, wie gesagt, in vielen verschiedenen Weisen ausgeführt werden kann.