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Einrichtung zum Messen der dem Zylinder einer Brennkraftmaschine zugeführten
Brennstoffmenge Verbrennungskraftmaschinen, bei denen der Brennstoff mittels Preßiuft
in die Zylinder eingespritzt wird, sind gewöhnlich mit Brennstoffpumpen versehen,
deren Förderleistung dadurch geregelt wird, daß das Saugventil während des Druckhubes
der Pumpe länger oder kürzer offen gehalten wird. Solange das Saugventil während
des Druckhubes geöffnet ist, strömt der Brennstoff in die Saugleitung zurück; wird
das Saugventil geschlossen, so öffnet sich das Druckventil und strömt das Übermaß
nach dem Zylinder.
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Ebenso wird bei vielen Motoren mit unmittelbarer Einspritzung des
Brennstoffes ein Überströmventil benutzt, welches das übermaß an Brennstoff während
eines Teiles des Druckhubes in die Saugleitung zurückfließen läßt.
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Es ist bei Mehrzylindermotoren wesentlich, daß die Gesamtmenge des
vom Motor verbrauchten Brennstoffes sich gleichmäßig über die Zylinder verteilt.
Gewöhnlich wird die Gleichheit der Zylinderbelastungen nach den Oberflächen der
Indikatordiagramme oder nach der Temperatur der Auspuffgase beurteilt. Die Genauigkeit
beider Verfahren ist von derjenigen der benutzten Hilfsmittel ab.-hängig und läßt
oft zu wünschen übrig.
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Es gibt Vorrichtungen zum Messen der nach den Zylindern strömenden
Brennstoffmengen. Diese haben jedoch den Nachteil, in die Hochdruckleitungen eingebaut
werden zu müssen und Hochdruckventile sowie Abdichtungen erforderlich zu machen,
die einer dauernden Überwachung bedürfen, insbesondere mit Rücksicht darauf, daß
etwaige Undichtigkeiten die Genauigkeit der Messungen beeinträchtigen.
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Die Erfindung bezieht sich auf Brennstoffpumpen, die mit unveränderlichem
Hub arbeiten und bei denen die Regelung der Einspritzmenge durch mehr oder weniger
langes Offenhalten des Saug- oder eines besonderen Überströmventils während des
Druckhubes der Pumpe erfolgt, wobei ein Teil der von der Pumpe angesaugten Brennstoffmenge
in die Saugleitung zurückgedrückt wird. Derartige Pumpen sind bekannt.
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Gemäß der Erfindung mißt man bei diesen Pumpen zwecks Vermeidung der
Nachteile, welche die vorerwähnten bekannten Meßvorrichtungen aufweisen, nicht die
nach einem Zylinder strömende Brennstoffmenge a, sondern diejenige Menge b, welche
nach der Saugleitung der Brennstoffpumpe abgeführt wird. In der Annahme, daß sämtliche
Brenxistoffpumpen gleiche Bohrungen und gleiche Hublängen, d. h. gleiche Hubvolumen
V haben, so ist a+b=V für sämtliche Pumpen konstant. Es ist daher gleichgültig,
ob
man a oder b mißt, da man durch Abziehung der gemessenen Menge
b von der konstanten Summe V die - Menge a bestimmen kann. Im allgemeinen wünscht
man aber nur, die durch die Brennstoffpumpen i, 2, 3 usw. gelieferten Mengen a1,
a2, a3 usw. unter sich gleich zu machen, und in diesem Falle genügt @es, dafür zu
sorgen, daß b1 = b2 = b3 usw., um die Sicherheit zu gewinnen, daß
a1 = a2 = a3 usw.
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Dadurch, daß man den zurückfließenden Brennstoff mißt, erzielt man
den Vorteil, daß die Vorrichtung bei niedrigem Druck arbeitet und daher betriebssicher
ausgeführt werden kann.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung einer Brennstoffpumpe
der obenerwähnten Art, auf die sich die Erfindung bezieht, das Volumeter in die
gleichzeitig als Rückstromleitung wirkende Saugleitung der Pumpe zwischen deren
gewöhnlichen Saug- oder überströmventil und einem vor diesem angeordneten Rückschlagventil
eingeschaltet ist. Das Volumeter kann z. B. in einem federbelasteten Kolben bestehen,
der in einem Meßzylinder bewegbar und mit einer Vorrichtung zum Anzeigen des Hubvolumens
des Meßzylinders verbunden ist.
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Infolge dieser Einrichtung muß der Meßzylinder bei jedem Druckhub
während der Zeit, in welcher das Saug- oder überströmventil der Pumpe offen gehalten
wird, die aus der Pumpe zurückfließende Brennstoffmenge aufnehmen. Beim nächsten
Saughub gibt der Meßzylinder diesen Brennstoff wieder ab.
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Da die Meßvorrichtung nicht ununterbrochen zu wirken braucht, kann
man sie mit einer Umlaufleitung verbinden, -welche das zweite Rückschlägventil enthälf
öder es umgeht. Das Saugleitungssystem wird dann mit einem Absperrventil versehen,
das in der geöffneten Lage -die Meßvorrichtungausschaltet.
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Die schematische Zeichnung beispielsweise veranschaulicht zwei Ausführungsformen
der Erfindung. ' In Fig. i ist i die- Brennstoffpumpe mit dem gesteuerten Saugventil
io, 2 die Saugleitung mit Absperrventil 3, q. eine Umlaufleitung mit einem
gewöhnlichen Rückschlagventil 5: - Über dem Rückschlagventil befindet sich ein mittels
Hahnes 6 abschließbarer Anschluß für die Meßvorrichtüng. Letztere besteht im wesentlichen
aus einem federbelasteten Kolben 7 in einem Zylinder 8, dessen Hubvolumen wenigstens
demjenigen der Brennstoffpumpe i gleich ist. Der Zylinder 8 hat ein Ventil g, mittels
dessen -die Einrichtung entlüftet werden kann, bevor die Mes= sung vorgenommen wird.
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Wird nun während des Betriebes des Mo= tors das Ventil 6 geöffnet
und darauf das Ventil 3 geschlossen, so verhindert das Rückschlagventil 5 das Zurückströmen
von Brennstoff nach dem nicht gezeichneten Brennstoffbehälter und müßte daher die
ganze Brennstoffmenge nach dem Verbrennungszylinder gedrückt werden, sofern nicht
der Kolben im. Zylinder 8 aufwärts gedrückt und letzterer die durch das offen gehaltene
Ventil i o zurückfließende Brennstoffmenge aufnehmen würde. Sobald sich das Ventil
i o schließt, wird dem Motorzylinder Brennstoff durch das Druckventil i i zugeführt.
Bei dem nächsten Saughub der Pumpe kehrt zunächst der Kolben 7 unter dem Einfuß
der darauf lastenden Feder in seine Anfangslage zurück, worauf die noch fehlende
Brennstoffmenge aus der Saugleitung z durch. das Rückschlagventil 5 und die Leitung
q. angesaugt wird.
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Die Hubhöhe des Kolbens 7 ist daher ein Maß für die ritekfließende
Brennstoffmenge b. Dieser -Hub kann in einfacher Weise im vergrößerten Maße durch
einen Zeiger mit Skala 12 angezeigt werden. Diese Skala kann so eingerichtet sein,
daß nicht die Menge b, sondern .unmittelbar die Differenz V - b = a
abgelesen
werden kann. Der Zeiger soll dann auf Null stehen, wenn das ganze Hubvolumen der
Pumpe i vom Zylinder 8 aufgenommen wird. Die Übertragung der Kolbenbewegung auf
den Zeiger kann auch so sein, daß letzterer bei der Höchstlage des Kolbens stehentleibt,
-'was .die Ablesung erleichtert.
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Lassen sich die- rückfließenden Brennstoffmengen einiger gleichzeitig
arbeitender Brennstoffpurnpen nicht -. durch besondere Ventile trennen, so . kann
man die Vorrichtung so treffen, daß die - Gesamtmenge c des rückfließenden -Brennstoffes
gemessen wird. Dadurch, daß man eine dieser Pumpen durch Offenhalten ihres Saugventils
zeitweise abstellt, wird die ganze' Brennstoffmenge aus dieser Pumpe in die Saugleitung
zurückgedrückt und wird die Vorrichtung eine größere Gesamtmenged der rückfließenden
Flüssigkeit anzeigen. Die während des Betriebes von der betreffenden Pumpe nach
dem Zylinder gedrückte Menge a war daher d-c. Stellt man der Reihe nach sämtliche
Brennstoffpumpen ab, so kann man daher die von jeder Pumpe gelieferte Brennstoffmenge
bestimmen.
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Nach Fig. i ist nahe dem Druckventil i i ein überströmventil
13 angeordnet, das während eines Teiles des Druckhubes offen gehalten wird.
Die übrigen in dieser Figur veranschaulichten Teile haben dieselbe Wirkung wie die
mit entsprechenden- Bezugszeichen belegten Teile- in Fig. i. Das außerdem noch gezeichnete'
Ventil "i4 ist ein gewöhnliches Saugventil, welches verhindert, daß Brennstoff die
auf den Meßzylinder angeschlossene
Leitung erreicht, wenn das Überströmventil
13 während eines Teiles des Druckhubes geschlossen wird. Die Wirkungsweise dieser
Vorrichtung bedarf nach der Beschreibung von Fig. i keiner näheren Erklärung.