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Durch Drucköl gesteuerte Brennstoffpumpe für Brennkraftmaschinen Es
ist bekannt, die Ventile von Brennkraftmaschinen anstatt durch Nocken und Gestänge
durch einen mittels Drucköls angetriebenen Kolben bewegen zu lassen, wobei die Steuerung
des von einer besonderen Pumpe gelieferten Drucköls durch eine Ventilsteuerung oder
durch einen Drehschieber erfolgen kann. Auch für den Antrieb der Brennstoffpumpen
wurde bereits Drucköl vorgeschlagen. Die Antriebsverhältnisse liegen bei Brennstoffpumpen
jedoch insofern etwas verschieden gegenüber denjenigen bei Ventilen, als bei den
Pumpen verhältnismäßig große Kräfte in sehr kurzer Zeit aufgebracht werden müssen,
um sofort hohe, aber nur kurz andauernde Einspritzdrücke zu erhalten. Handelt es
sich gar um Verpuffungsgasturbinen oder um Dampferzeuger, die nach einem Verpuffungsverfahren
arbeiten, so sind nicht nur hohe Einspritzdrücke, sondern auch verhältnismäßig große
Einspritzmengen erforderlich. Die kurzzeitig aufzubringende Arbeitsleistung wird
also bedeutend, so daß das die Arbeit übertragende Mittel, nämlich das gesteuerte
Drucköl, entweder sehr hohe Drücke oder sehr große Mengen oder beides haben muß.
Beide Forderungen sind aber baulich wie betrieblich von einer Ölsteuerung nur schwer
zu erfüllen, da die zu verlangende Empfindlichkeit (rasches Ansprechen und Genauigkeit)
nicht von Einrichtungen erhalten werden kann, die große Massen bewältigen und hohen
Drücken widerstehen müssen. Um die Vorteile des Ölantriebs und der Ölsteuerung beibehalten
zu können, die Nachteile für die besonderen Betriebsbedingungen bei Brennstoffpumpen
aber zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Bewegung des Einspritzpumpenkolbens
durch besonderes Kraftöl erfolgen zu lassen, das durch einen von Steueröl bewegten
Steuerschieber geregelt wird. Das Kraftöl kann nun jeden beliebigen Druck erhalten
und in beliebigen Mengen verwendet werden, während das Steueröl, das nur noch der
Regelung dient, in Menge und Druck den Erfordernissen einer guten Regelfähigkeit
angepaßt wird.
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In der Abbildung ist der Antrieb und die Regelung einer Brennstoffpumpe
gemäß der Erfindung dargestellt. Es ist i die Brennstoffpumpe, 2 die Steuerung der
Pumpe, 3 die Ölpumpe für das Steueröl, die sich beispielsweise auf gleicher Welle
wie der Regler q. befindet. 5 ist die Ölpumpe für das Kraftöl. Diese Pumpe wird
von einem besonderen Motor 6 angetrieben, der Tiber das Kegelgetriebe; mit dem Steuerschieber
2 gekuppelt ist. Der Antrieb der Brennstoffpumpe i erfolgt nun in der Weise, daß
durch die Bohrung 8 des Steuerschiebers :z Steueröl der Pumpe 3 in den durch die
beiden Steine 9 begrenzten Raum übertritt und durch die Leitung 1o auf die Oberseite
des Steuerkolbens 1i gelangt. Dadurch werden die Schlitze 12 freigegeben, die nun
hochgespanntes Kraftöl der Pumpe 5 unter den Kolben 13 der Brenn-
Stoffpumpe
treten lassen. Der Kolben wird rasch angehoben und preßt den im Raum 14 befindlichen
flüssigen Brennstoff durch die mit Rückschlagventil 15 versehene Bohrung zur Einspritzstelle
der Brennkraftmaschine. Inzwischen haben die sich mit dem Steuerschieber 2 drehenden
Steine 9 den Raum 16 mit der Leitung to in Verbindung gebracht, so daß der Steueröldruck
verschwindet, da das Öl durch Leitung 17 abströmen kann und das Steuerkölbchen ii
unter dem Einfluß des Kraftöldruckes auf die Differenzfläche desselben im Raum i8
nach oben gedrückt wird. Die Unterseite des Kolbens 13 ist nun mit dem freien Auslauf
ig des Kraftöls verbunden, und der Kolben bewegt sich nach abwärts, um neuen Brenstoff
durch Ventil2o anzusaugen.
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Wie aus der Abbildung ersichtlich, hat der Steuerschieber 2 noch weitere
Anschlüsse, z. B. 21 und 22. Sie dienen zur Bewegung z. B. voji Ventilen. Mit der
auf gleicher Höhe mit Bohrung 8 liegenden Öffnung 23 kann noch eine weitere Brennstoffpumpe
gesteuert werden. Über dem Steuerschiebergehäuse befindet sich ein Windkessel 24,
der den Steueröldruck auch bei den wechselnden Entnahmen auf möglichst gleichbleibender
Höhe erhält. 25 ist ein kleines Ventil zur Begrenzung der Höhe des Steueröldruckes.
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Das zur Steuerung des Brennstoffpumpenkolbens dienende Steueröl läßt
sich auch gut zur Regelung der Brennstoffmenge selbst verwenden, indem man die Höhe
des Steueröldruckes in bekannter Weise durch den Geschwindigkeitsregler beeinflussen
läßt. Zu diesem Zweck erhält der Geschwindigkeitsregler 4 eine mit einem Schlitz
26 versehene Hülse 27, durch welche je nach Stellung der Reglermuffe 28 mehr oder
weniger Abflußquerschnitt freigegeben wird. je nach dem freigegebenen Querschnitt
ändert sich der Druck der durch Vorrichtung 29 bereits abgedrosselten Steuerölabflußmenge.
Bei dieser Art Öldrucksteuerung entspricht bekanntlich ein größerer Abflußquerschnitt
an der Reglerhülse einer Verminderung des Steueröldrukkes, während durch Verminderung
des Abflußquerschnittes der Hülse eine Erhöhung des Steueröldruckes herbeigeführt
wird. Der aus der Reglerstellung sich ergebende Öldruck wirkt auf den Regulierkolben
3o, der durch die Feder 31 im Gleichgewicht gehalten wird. Sinkt der Öldruck,
weil mehr Abflußquerschnitt in Hülse 2.7 freigegeben wurde, da die Drehzahl des
Reglers zu- bzw. die Leistung der Turbine abgenommen hat, so hebt sich der Kolben
30 unter dem Einfluß der Feder, läßt durch die Bohrungen 32 Kraftöl unter
den Kraftkolben 33 treten und verbindet den Raum 34 über dem Kraftkolben durch die
Löcher 35 mit dem Außenraum. Der Kraftkolben 33 hebt sich nun nach oben, bis der
Kraftölzufluß unter dem Kolben und der Ablauf über dem Kolben gesperrt ist. Der
Kraftkolben ist jetzt in seiner Stellung festgehalten und mit ihm der Drehpunkt
36 des Hebels 37, der durch den Mitnehmer 38 vom Brennstoffpumpenkolben bewegt wird.
Durch den Hebel 37 wird in bekannter Weise ein Überströmventil 39 bewegt,
das gestattet, einen Teil der angesaugten Brennstoffmenge wieder aus Raum 14 in
die Ansaugeleitung zurückfließen zu lassen. Bei Ansteigen des Drehpunktes 36, die
mit Drehzahlerhöhung des Reglers eintritt, erfolgt das Schließen des Überströmventils
39 später, es wird also weniger Brennstoff geliefert. Fällt der Drehpunkt, d. h.
nimmt der Steueröldruck zu, da die Reglerdrehzahl abnimmt, so öffnet das Überströmventil
nur wenig oder gar nicht. Es wird also sämtlicher angesaugte Brennstoff ausgeschoben.
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Durch die Trennung des Steueröls vom Kraftöl wird es möglich, mit
verhältnismäßig geringen Ölmengen und mit niedrigem Öldruck die Steuerung der Pumpe
und die Mengenregelung des Brennstoffes zu vereinigen und mit hoher Präzision zu
betreiben. Es gestattet ferner die Anwendung besonderen Kraftöls die Aufbringung
großer Kräfte für den Antrieb der Pumpe, besonders wenn in die Förderleitung des
Kraftöls ebenfalls ein Windkessel eingebaut wird, der die momentane Zurverfügungstellung
großer Ölmengen ohne wesentliche Druckabnahme ermöglicht.