DE517868C - Verfahren und Vorrichtung zur Foerdermengenregelung von Brennstoffpumpen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Foerdermengenregelung von BrennstoffpumpenInfo
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Description
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fördermengenregelung
von Brennstoffpumpen für Brennkraftmaschinen, insbesondere in kleinen
Grenzen. Bekanntlich hat man die Fördermengenregelung bei bekannten Brennstoffpumpenbauarten
dadurch durchgeführt, daß man eine größere Brennstoffmenge als die zur Einspritzung benötigte von einem Pumpen-
kolben ansaugen läßt und den Überschuß über die Einspritzmenge durch ein besonderes
Organ, ζ. Β. Rückströmventil oder Saugventil, in den Saugraum zurückbeförderte. Mit steigender
Umdrehungszahl und sinkendem Zylinderinhalt wird schließlich jedoch die je Arbeitshub der Brennkraftmaschine einzuspritzende
Brennstoffmenge so klein, daß trotz der üblichen Ausführung, bei der eine größere wie die benötigte
Menge angesaugt und der Überschuß wieder abgestoßen wird, die arbeitenden Teile,
wie Kolben, Ventile oder Ventilfedern, so klein ausfallen, daß ihre Herstellung und die Beherrschung
des Arbeitsvorganges, insbesondere die Fördermengenregelung, außerordentlich schwierig wird; handelt es sich doch bei rasch
laufenden Brennkraftmaschinen kleinen Zylinderinhaltes bei der je Arbeitshub einzuspritzenden
Brennstoffmenge um Größenordnungen von etwa 20 cmm und darunter. Diese kleinen Mengen müssen dazu noch bei Verringerung
der Belastung bis nahezu auf die Hälfte herunter geregelt werden können. Eine für diese geringe Menge hergestellte Pumpe
der bekannten Bauart ergibt dabei die bereits dargelegten Schwierigkeiten. Dazu kommt,
daß schon bei größeren Brennstoffpumpen die Saug- und Rückströmorgane eine Quelle steter
Unzuträglichkeiten sind, so daß sie bei Pumpen für ganz geringe Brennstoffmengen in noch
höherem Grade zu Betriebsschwierigkeiten führen müssen.
Diese Schwierigkeiten bekannter Einrichtungen soll vorliegende Erfindung beseitigen.
Gemäß der Erfindung werden zur Fördermengenregelung zwei in einem gemeinsamen Pumpenraum arbeitende Kolben von je Zeiteinheit
verschiedenem Fördervermögen in ihren Förderphasen so verschoben, daß unabhängig
von der jeweiligen Fördermenge der Pumpe einer der Kolben bei beendeter Förderung
einen Verbindungskanal zur Brennstoffzufuhrleitung ungedrosselt freigelegt hat. Es findet
also nicht mehr ein Über- oder Rückströmen der zuviel geförderten Brennstoffmenge über
gesteuerte Organe statt, sondern es vergrößert der Kolben mit geringerem Fördervermögen
den Pumpenraum in dem Maße, daß die Vergrößerung unter der Förderung des Kolbens
mit größerem Fördervermögen liegt, so daß nur der Unterschied beider Räume der wirklieh
geförderten Brennstoffmenge entspricht.
Brennstoffpumpen mit zwei in einem ge-
meinsamen Pumpenraum arbeitenden Kolben von je Zeiteinheit verschiedenem Fördervermögen
sind an sich bekannt. Die bereits vorgeschlagenen Einrichtungen haben jedoch den.
Nachteil, daß entweder bei beendeter Förderung die Verbindung zur Brennstoffzufuhrleitung
über Organe freigelegt wird, die eine Drosselung bewirken, oder daß die ungedrosselte Verbindung
erst eine gewisse Zeit nach beendeter
ίο Förderung freigelegt wird, so daß in den
Zwischenzeiten im Arbeitsraum der Pumpen ein Unterdruck erzeugt wird, der zu Verdampfungen
des zurückgebliebenen, an den Wänden haftenden Brennstoffilms und hierdurch zu
Wirkungsgraderniedrigungen und Störungen der Einspritzvorgänge Veranlassung gibt. Dieselben
Erscheinungen treten auf, wenn die Verbindung zur Brennstoffentnahmeleitung über
drosselnde Organe freigelegt wird, weil hierdurch ebenfalls zeitweise Druckverminderungen
im Arbeitsraum entstehen. Die Erfindung beseitigt- nicht nur jede Unterdrucksetzung des
Arbeitsraumes, sondern gewährt weitere Vorteile dadurch, daß für die Füllung zwischen
den Fördervorgängen außerordentlich lange Zeiten geschaffen werden, so daß sich der Wirkungsgrad
der Pumpe hinsichtlich der Fördermenge verbessert.
Bei den bekannten Einrichtungen führen die Kolben nach Eröffnung der Brennstoffzufuhrleitung
nur noch Bruchteile ihrer Gesamtbewegung aus, so daß in den hierdurch "bedingten kurzen Zeiten die gemäß der Erfindung
gewährleistete vollkommene Füllung des Arbeitsraumes mit Brennstoff erschwert
wird. Es sind auch schon Brennstoffpumpen bekannt geworden, bei denen in einem Teil
des Regelbereiches die gemäß der Erfindung erreichten günstigen Verhältnisse eintreten.
Diesen Einrichtungen gegenüber tritt der Vorteil auf, daß der Verbindungskanal zur Brennstoffzuführleitung
unabhängig von der jeweiligen Fördermenge der Pumpe ungedrosselt freigelegt wird.
Die zur Durchführung des Verfahrens dienende Vorrichtung kennzeichnet sich dabei dadurch,
daß an den Laufflächen der Brennstoffpumpenkolben Brennstoffzufuhrkanäle einmünden, die
zur Fördermengenregelung zu einstellbaren veränderlichen Zeitpunkten von den Brennstoffpumpenkolben
überschliffen werden.
Die Verschiebung in den Förderphasen der beiden Kolben kann auf die verschiedensten,
an sich bekannten Arten erreicht werden. So kann der Antrieb mindestens eines der Brennstoffpumpenkolben
über einen verschiebbaren Schrägnocken oder einen ähnlich wirkenden
Körper erfolgen. Sind die Nockenerhebungen in der Verschiebungsrichtung des Schrägnockens
gegeneinander versetzt, so kann auf diese Weise eine Förderphasenverschiebung zwischen den
beiden Kolben eintreten. Aber auch die Fördergeschwindigkeit und damit das Fördervermögen
je Zeiteinheit kann noch dadurch geändert werden, daß der Schrägnocken in seinen maßgebenden
Querschnitten verschiedene Nockenerhebungshöhe aufweist. Die erforderliche Verschiedenheit
im Fördervermögen der Kolben überhaupt kann dadurch herbeigeführt werden,
daß sie bei gleicher Fördergeschwindigkeit verschiedene wirksame Kolbenflächen oder daß
sie bei gleichen Kolbenflächen verschiedene Fördergeschwindigkeiten aufweisen; es können
aber auch sowohl die wirksamen Kolbenflächen wie auch die Fördergeschwindigkeiten verschieden
sein. Was für den Schrägnocken bei Nockenantrieb ausgeführt worden ist, gilt sinngemäß
für den Exzenter- und den Hebelantrieb. Beim Exzenter kann die Richtung und das Maß der Exzentrizität, beim Hebel der Zeitpunkt
des Angriffs am Hebel und der Hebelausschlag geändert werden. Die Förderphasenverschiebung
kann aber auch dadurch bewirkt werden, daß der Antrieb mindestens eines der Brennstoffpumpenkolben z. B. über ein keilförmiges
Antriebsglied erfolgt, dessen Lage im Verhältnis zu den anliegenden Gliedern der
kinematischen Antriebskette des Kolbens in Keilrichtung verändert werden kann. Hierdurch
wird im Verhältnis zur Mündungskante der Brennstoffentnahmeleitung im Arbeitsraum
die Lage der steuernden Kante des Kolbens verändert. Es kann schließlich auch hier die
kinematische Umkehrung bewirkt werden, indem die Mündungskante der Brennstoffentnahmeleitung
im Arbeitsraum, beispielsweise durch einen Drehschieber mit schräg zur Bewegungsachse
des Kolbens verlaufender Steuerkante, veränderlich ist. Schließlich kann auch
mindestens einer der Brennstoffpumpenkolben, in dessen Hubraum die Brennstoffentnahmeleitung einmündet, am Kolbenkopf, d. h. an
seiner wirksamen Kolbenfläche, eine Abschrägung aufweisen, die durch Verdrehung des Kolbens
um seine Achse hinsichtlich ihrer steuernden Kante im Verhältnis zur Mündungskante der
Brennstoffentnahmeleitung verändert werden
kann. Es liegt im Wesen der Erfindung, daß außer den beispielsweise genannten Mitteln
zur Förderphasenveränderung jedes Mittel im Rahmen der Erfindung bleibt, das ebenfalls
eine Veränderung der Förderphasen der Kolben bewirkt.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens, und zwar
gibt Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Brennstoffpumpenkörper
mit den beiden Kolben und mit in die Hubräume mündenden Brennstoffentnahmeleitungen
wieder; der Antrieb ist als unwesentlich weggelassen worden. Abb. 2a
zeigt den seitlichen Ablauf der beiden Kolben-
bewegungen, Abb. 2b die wirksamen Förderhübe. Abb. 3 gibt den Ablauf eines Regelungsvorganges im Diagramm der Kolbenbewegungen
wieder, während Abb. 4 und 5 beispielsweise Ausführungen der Vorrichtungen zur Verschiebung
der Förderphasen darstellen.
In Abb. ι bewegen sich in dem gemeinsamen Pumpenkörper α zwei Kolben δ und c, die auf
einen gemeinsamen Druckraum d wirken und die geförderte Brennstoffmenge über Druckventil
e in die Brennstoffdruckleitung f fördern. Das Druckventil e arbeitet nicht im Sinne des
Druckventils bei den üblichen Brennstoffpumpen, sondern sperrt nur den Arbeitsraum d von der
Druckleitung f ab, um Schwingungen in der Druckleitung f zu vermeiden. Kolben δ bewegt
sich nach der Kurve δ', Kolben c nach der Kurve c'; Kolben c hat also geringere
Fördergeschwindigkeit und somit ein geringeres Fördervermögen wie Kolben b. Demgemäß
wird bei den Druckhüben des Kolbens b eine Förderung von Brennstoff eintreten. Abb. 2b
zeigt, daß die wirksamen Förderhübe in der Zeit if vor sich gehen, während in der Zeit ts
angesaugt wird. Dabei ist angenommen, daß die Brennstoffentnahmeleitung in den Arbeitsraum
d unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils einmündet. In weiterer Durchführung
der Erfindung münden nun in die Arbeitsräume bei A1 und A2 Brennstoffen tnahmeleitungen.
Es zeigt sich, daß nunmehr trotz gleichbleibender Verschiebung der Förderphasen weit geringere Brennstoffmengen eingespritzt
werden, weil in der Zeit t2 und ta eine der
Öffnungen A1 und A2 vom Kolben b oder c freigelegt
ist, in der Zeit ts sogar beide Öffnungen A1
und A2 offengelegt sind. Eine Förderung tritt also nur in den Zeiten I1 — t/ ein, während
in der Zeit t/ eine Auffüllung der Hubräume mit Brennstoff vor sich gehen kann. Abb. 3
zeigt im vergrößerten Maßstabe, wie sich eine Verschiebung der Förderphasen auswirkt. Der
Kolben b befindet sich gerade in der Abwärtsbewegung, der Kolben c in der Aufwärtsbewegung;
Kolben δ bewegt sich nach der Kurve δ', Kolben c nach der Kurve c'. In dem Zeitpunkt,
in dem der Kolben δ den unteren Rand der öffnung A1 überschleift, beginnt die Förderung.
Der von dem Kolben δ in der Zeit I1 = t/
zurückgelegte Hub hb' ist größer wie der Hub hc'',
um den der nach oben gehende Kolben c den Arbeitsraum vergrößert, d. h. es findet eine
wirksame Förderung auf dem Hub hb' - c' statt.
Wird durch eine der später beschriebenen Maßnahmen die Bewegungskurve c' des Kolbens c
im Verhältnis zu der des Kolbens b nach c2" geändert, so ergibt sich, daß in der Förderzeit
ty" vom Kolben δ ein Förderhub A^" zurückgelegt
wird, während gleichzeitig der sich nach der Bewegungskurve C2' verhaltende Kolben
c den Arbeitsraum um den Hubraum A,." vergrößert; es entsteht also ein wirksamer
Förderhub von der Größe hb"-c".
Die Mittel zur Verschiebung der Förderphasen können die verschiedensten sein. So kann beispielsweise
nach Abb. 4 zwischen den Nocken g und dem Kolben e, der sich gegen Wirkung einer Feder / bewegt, ein keilförmiges Übertragungsglied
i mehr oder weniger eingezogen werden, wobei das Maß der Einschiebung über
Stoßstange ϊ und über den um 0 drehbaren Kurbelarm k vom Regler oder von Hand aus
eingestellt wird; in der gestrichelten Lage i', i", k' der Teile arbeitet Kolben c nicht mehr nach
der Kurve c", sondern nach der Kurve c'.
In Abb. 5 schließlich weist der Kolben c eine Abschrägung C1 an seiner wirksamen Förderfläche
auf. Er wird wieder über Nocken g bewegt, kann aber außerdem noch über sein
Ritzel c2 und über das in das Ritzel C2 eingreifende,
um den Bolzen p mittels des Lenkers u verstellbare
Stirnzahnrad m um seine Achse verdreht werden. Dadurch ändert sich die Lage
seiner schrägen, steuernden Kante C1 im Verhältnis zur Mündungskante der Brennstoffentnahmeleitung
A2, so daß durch die vom Regler oder von Hand oder von einem sonstigen Einflußorgan
aus eingeleitete Verdrehung des Kolbens bewirkt, daß dieser sich hinsichtlich seiner
maßgebenden, steuernden Kurve nicht mehr nach der Kurve c", sondern nach einer Kurve c'
bewegt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Fördermengenregelung an Brennstoffpumpen mit zwei in einem ·
gemeinsamen Pumpenraum arbeitenden Kolben von je Zeiteinheit verschiedenem Fördervermögen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben in ihren Förderphasen so verschoben sind, daß unabhängig von der jeweiligen
Fördermenge der Pumpe einer der Kolben bei beendeter Förderung einen Verbindungskanal zur Brennstoffzufuhrleitung unge-
drosselt freigelegt hat.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Laufflächen der Brennstoffpumpenkolben Brennstoffzufuhrkanäle
(A1, A2) einmünden, die zur Fördermengenregelung
zu einstellbaren veränderlichen Zeitpunkten von den Brennstoffpumpenkolben überschliffen werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eines oder
beider Brennstoffpumpenkolben durch einen verschiebbaren Schrägnocken oder einen
ähnlich wirkenden Körper erfolgt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb eines oder
beider Brennstoffpumpenkolben über ein
einstellbares keilförmiges Zwischenglied erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Brennstoff
pumpenkolben an der Stirnfläche eine Abschrägung aufweisen, die durch Verdrehung
des Kolbens um seine Achse den Zeitpunkt des Überschleif ens der steuernden Mündungskante des Brennstoffzufuhrkanals
veränderlich einzustellen gestattet.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES87034D DE517868C (de) | 1928-08-14 | 1928-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Foerdermengenregelung von Brennstoffpumpen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES87034D DE517868C (de) | 1928-08-14 | 1928-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Foerdermengenregelung von Brennstoffpumpen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE517868C true DE517868C (de) | 1931-02-12 |
Family
ID=7513466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES87034D Expired DE517868C (de) | 1928-08-14 | 1928-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Foerdermengenregelung von Brennstoffpumpen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE517868C (de) |
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1928
- 1928-08-14 DE DES87034D patent/DE517868C/de not_active Expired
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