DE569602C

DE569602C - Brennstoffeinspritzvorrichtung

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Publication number: DE569602C
Application number: DEN30794D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-08-14
Filing date: 1929-08-14
Publication date: 1933-02-06

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
6. FEBRUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46 c 2 GRUPPE

: /15 02

Otto Nübling in Augsburg Brennstoffeinspritzvorrichtung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. August 1929 ab

Es ist bekannt, daß bei Fahrzeugdieselmotoren mit direkter Einspritzung die günstigste Zerstäubung bei gegebener Düsenöffnung und gegebenem Verbrennungsraum nur bei einem bestimmten Einspritzdruck stattfindet. Bei Fahrzeugdieselmotoren, die bei jeder Drehzahl maximales Drehmoment hergeben sollen, ist es aber nötig, daß die Zerstäubung bei allen Drehzahlen und Füllungen gleich ist. Um auch bei solchen Maschinen stets die günstigste Zerstäubung zu erhalten, ist es daher notwendig, den Einspritzdruck stets auf der bestimmten, für den jeweiligen Fall günstigsten Höhe zu halten.

Es ist bekannt, zu diesem Zweck die Einspritzpumpen in einem Raum fördern zu lassen, in dem der Brennstoff z. B. durch einen federbelasteten Kolben auf einem praktisch konstanten Druck gehalten wird, und

ao diesen Raum während der Einspritzung mit der zur Einspritzvorrichtung führenden Düse zu verbinden. Ferner ist es bekannt, bei Mehrzylindermaschinen, bei denen der Brennstoff für sämtliche Zylinder durch eine Pumpe befördert wird, den Brennstoff aus dem vorerwähnten Druck- oder Speicherraum durch einen Verteiler den einzelnen Arbeitszylindern zuzuführen.

Die Erfindung bezweckt eine vorteilhafte Ausbildung eines solchen Verteilers.

Es ist bekannt, den Verteiler als zylindrischen Drehschieber auszubilden, der den Brennstoff den einzelnen Arbeitszylindern durch radiale -Bohrungen, die in dem den Schieber umgebenen Gehäuse auf gleicher Höhe liegen, zuführt. Hierbei wird die Einspritzdauer und die Einspritzmenge durch trapezförmige oder dreieckige Gestaltung der den Hochdruckraum mit den Einspritzleitungen verbindenden Öffnungen in der Wandung des Verteilers und Verschiebung des Verteilers in axialer Richtung reguliert. Bei dieser Anordnung treten bei niederen Motordrehzahlen, also kleiner Schieberwinkelgeschwindigkeit und kleiner Belastung, in der die Füllung steuernden Bohrung große Drosselverluste auf. Beträgt beispielsweise die Einspritzperiode bei maximaler Drehzahl und Vollfüllung 25 Kurbelwinkelgrade, so beträgt dieselbe bei */₄ Drehzahl und ¹Z₄ Drehmoment (Leerlauf) bei \^iertaktmaschinen am

Schieber gemessen: 25 ·

ι · ι · ι

= — Schieber-3²

2.4.4

winkelgrade. Hat der Schieber einen Durchmesser von 20 mm, so sind dies 0,136 mm. Fig. 3 zeigt diesen Vorgang; dieselbe stellt eine Abwicklung des bekannten Drehschiebermantels dar. Bohrung 34 liegt in der Wandung des Verteilers (in der Zeichnung vornliegend gedacht), Xut 33 im Drehschieberumfang. Beim Einspritzvorgang bewegt sich die Xut 33 in der Pfeilrichtung um das Maß a an der Bohrung 34 vorbei. Die Punkte 35 und 36 steuern den Beginn und Schluß der Einspritzung. Xach obigem Zahlenbeispiel könnte das Maß α bei niedriger Drehzahl und niedriger Füllung 0,136 mm betragen. Hieraus würde sich die Dimension der Bohrung 34 bestimmen, die so klein würde, daß die in der Bohrung 34 entstehenden Drosselverluste zu groß würden. Würde man die Bohrung 34 unverhältnismäßig groß machen, so würde sich

der Einspritzvorgang nach Fig. 4 abspielen. Fig. 4 stellt ebenfalls eine Abwicklung des bekannten Drehschiebers in verschiedenen Steuerphasen dar. Bei maximaler Füllung und größter Drehzahl würde sich die Nut 33 um das Maß c an der Bohrung 34 vorbeibewegen. Bei niederer Drehzahl und geringer Füllung würde der Drehschieber um das Maß d in axialer Richtung verschoben werden. Die Dreieckspitze 37 der Nut 33 würde sich um das Maß b in Richtung der Tangente am Umfang der Bohrung 34 bewegen. Der größte Durchgangsquerschnitt wäre hierbei durch das Dreieck 37, 38, 39 gekennzeichnet. Da dieser Querschnitt größer sein muß als der Durchgangsquerschnitt der Einspritzdüse, wird das Maß b ein Vielfaches größer als beispielsweise obig errechneter Wert (0,136 mm) sein müssen. Die Einspritzdauer bei niederer Drehzahl und geringer Füllung würde infolge des größeren Schieberweges ein Vielfaches größer, als sie bei maximaler Drehzahl und größter Füllung betragen würde. Damit die Maschine nicht zu viel Brennstoff erhält. muß, da die Einspritzzeit zu groß ist, der Druck beim Überströmen von der Nut 33 zur Düsenleitung durch Drosseln verringert werden, wobei der Zweck der Erfindung (Einspritzen bei konstantem Druck) hinfällig wird.

Die Erfindung besteht darin, daß der Durchtrittsquerschnitt, der durch den Schieber gesteuert wird, durch Verwendung von zwei in der Umfangsrichtung des Schiebers gegeneinander versetzte, mit verhältnismäßig großem Durchmesser ausführbare, in der Schieberbüchse liegende Bohrungen 18 und 22 (Fig. 5) bei geringer Schieberdrehung sich verhältnismäßig rasch verändert und ferner die Einspritzzeit beliebig verkürzt werden kann. Da die Bohrungen 18 und 22 hierbei von der Nut 19 nur angeschnitten werden, können diese Bohrungen mit beliebigem Durchmesser hergestellt werden. Fig. 5 zeigt den Steuervorgang. Sie stellt eine Abwicklung des Drehschiebermantels dar. Die Bohrungen 18 und 22 liegen in der Schieberbüchse und sind in der Zeichnung vornliegend gedacht. Die Nuten 19, 24, 30, 32 liegen auf dem Schieberunifang. Zu.jeder Einspritzdüse gehören eine Bohrung 18 und eine Bohrung 22. Die Bohrung 18 setzt die Nut 19 über die Kante 20 bei Beginn des Einspritzvorgangs mit dem Pumpendruckraum in Verbindung. Die Verbindung der Nut 19 mit der Bohrung 22, die zur Brennstoffdüse führt, wird bei Schluß der Einspritzung durch die Kante 21 unterbrochen. Das Maß α gibt die Größe der Bewegung des Schieberumfangs während der Einspritzperiode, wobei sich der Schieberumfang in der Pfeilrichtung bewegt. Da sich die Nut 19 senkrecht zum Umfang der Bohrungen 18 und 22 bewegt und dieselben beliebig groß gemacht werden können, tritt bei kleiner Schieberbewegung eine verhältnismäßig große Querschnittsänderung auf, so daß auch bei niederer Drehzahl und geringer Füllung keine übermäßig großen Verluste auftreten.

Unmittelbar nach dem Einspritzvorgang wird die Brennstoffdruckleitung über dieselbe den Schlußpunkt der Füllung steuernde Bohrung 22 und eine Nut 24 mit dem Pumpensaugraum zur Entlastung der Brennstoffdruckleitung in Verbindung gesetzt, so daß Fehler in der Verteilung der Bohrung.22 am Schie- : berbüchsenumfang für die Gleichmäßigkeit ' der Entlastung der Brennstoffdruckleitung j ohne Einfluß sind. Zum Unterschied von der bekannten Ausführung bei der die Entlastung über eine weitere Nut und eine weitere Bohrung erfolgt, wobei Ungenauigkeiten in der j Herstellung bei niederer Drehzahl Nachtropfen bedingt.

Damit von den Bohrungen 18, die dauernd unter Druck stehen, bei Schieberundichtheiten kein Brennstoff in axialer Richtung zu den Bohrungen 22 hin durchgedrückt werden kann und damit von der Nut 19, so lange sie unter Druck steht, zu den Bohrungen 22 am Schieberumfang entlang kein Brennstoff durchgedrückt werden kann, sind mit dem Pumpensaugraum in Verbindung stehende Nuten 24, 30, 32 angebracht, die den Brennstoff abfangen.

Da die mit dem Pumpendruckraum in Verbindung stehenden Bohrungen 18 in der Schieberbüchse angeordnet sind und die Nut 19 nur solange sie in Verbindung mit der Bohrung 18 steht unter Druck ist, werden die Brennstoffverluste durch Schieberundichtigkeit gering, und es treten keinerlei Axialdrücke auf, da beide Schieberenden mit dem Pumpensaugraum in Verbindung stehen.

Damit bei Stillstand der Maschine der aufgespeicherte Brennstoff in den Saugraum zurückfließen kann, ist eine dauernd mit dem Pumpensaugraum in Verbindung stehende Quernuf 32 angebracht, die bei Stillstand der Maschine vom Regelorgan in Verbindung mit den Bohrungen 18 gesetzt wird.

Fig. ι stellt einen Schnitt durch die Pumpe, Verteiler und den Kraftspeicher dar.

Der von Welle 3 aus angetriebene Pumpenstempel fördert im Überfluß Brennstoff. Derselbe wird durch den Stempel 9 und die Feder 10 unter Druck gehalten, wobei der zu viel geförderte Brennstoff, durch den vom Stempel 9 gesteuerten Ringraum 11 abfließen kann. Die Verteilung des Brennstoffs zu den verschiedenen Verbrennungsräumen erfolgt durch den Drehschieber 12; derselbe wird durch die Zahnräder 13 und 14 von der

Welle 3 aus angetrieben und kann zur Verstellung der Füllung durch das Zahnrad 15 und die Zahnstange 16 in Richtung seiner Drehachse verschoben werden. In der ge-S zeichneten Stellung befindet sich der Schieber in Stellung o-Füllung.

Der Brennstoff wird durch die Bohrung 7 in den Ringraum 17 gedrückt. Vom Ringraum 17 führen ebenso viele Bohrungen 18 zum Schieber hin, als Verbrennungsräume vorhanden sind. Die trapezförmige Nut 19 und die Bohrungen 18 und 24 steuern die Eintrittsperiode. Die Bohrungen 18 steuern über die vorauseilende Kante 20 den Einspritzbeginn und die Bohrung 22 über die nacheilende Kante 21 der Nut 19 den Einspritzschluß. Von den Bohrungen 22 führen die Brennstoffdruckleitungen 23 zu den Einspritzdüsen. Die Nut 24 steht mit dem einen Ende mit einer Ouernut 32 in Verbindung. Mit dem anderen Ende steht sie über die Bohrungen 25, 26. 27 und die Ringräume 28 und 29 mit dem Saugraum in Verbindung. Auf dieselbe Weise steht die Nut 30, die ebenfalls mit der Ouernut 32 verbunden sein kann, mit dem Saugraum in Verbindung. Die Nuten 24 und 30 laufen parallel zur Nut 19 und verhindern ein Fortpflanzen des Pumpendruckes zur benachbarten Bohrung 22.

Die Nut 24 setzt unmittelbar nach dem Einspritzen die Brennstoffdruckleitung mit dem Saugraum in Verbindung, damit Nachtropfen verhindert wird. Bei Stillstand der Maschine verschiebt der Regler den Schieber so weit, daß die Ouernut 32 vor die Bohrungen 18 zu liegen kommt, damit der aufgespeicherte Brennstoff über die Nut 24 in den Saugraum zurückfließen kann.

Claims

Patentansprüche:

ι. Brennstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit einer Brennstoffpumpe und einem den Brennstoff unter gleichbleibendem Druck aufnehmenden Speicher und einem umlaufenden, mit trapezförmiger Füllungsnut versehenen Verteilschieber, der zwecks Änderung der Einspritzmenge in axialer Richtung verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kraftmaschinenzylinder in der Schieberbüchse eine von dem Brennstoffspeicherraum (17) ausgehende Bohrung (18) und eine gegen diese Bohrung (18) sowohl in axialer als auch in der Umfangsrichtung des Schiebers versetzte, mit der Düsenleitung in Verbindung stehende Bohrung (22) vorgesehen ist, die durch die nur während ihrer Verbindung mit der zum Brennstoffspeicherraum führenden Bohrung (18) unter Brennstoff druck stehende Füllungsnut (19) während der Einspritzung in der Weise miteinander verbunden werden, daß sowohl die vor- als auch die nacheilende Kante der Nut (ig) die eine der beiden Bohrungen (18, 22) früher überschneidet als die andere.
2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bohrungen (22, 18) in der Umfangsrichtung des Schiebers derart gegeneinander versetzt sind, daß beim Umlauf des Schiebers zuerst die zu den Düsen führende Bohrung (22) und erst danach die zu dem Brennstoffspeicher führende Bohrung (18) mit der Füllungsnut (19) in Verbindung tritt.
3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Füllungsnut (19) eine mit einem Raum niederen Druckes,

z. B. dem Saugraum der Pumpe, in Verbindung stehende Nut (24) auf der Schieberoberfläche angebracht ist, die nach Beendigung der Einspritzung mit der zur Düse führenden Bohrung (22) zur Dekkung gelangt und dadurch die Düsenleitung entlastet.
4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, go daß zwischen den unter Druck stehenden Bohrungen (18, 22) und der Füllungsnut (19) einerseits und den zur Düse führenden, gerade nicht unter Druck stehenden Bohrungen (22) andererseits auf der Schieberoberfläche Nuten vorgesehen sind, die dauernd mit einem Räume niederen Druckes in Verbindung stehen.
5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Schiebers und eine unterhalb der Füllungsnut (ig) an dem Schieber (12) angebrachte Umfangsnut (29) mit dem Raum niederen Druckes in Verbindung stehen.
6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Drehschieber (12j eine mit dem Pumpensaugraum in Verbindung stehende Ouernut (32) vorhanden ist, die bei Stillstand der Maschine vom Regler mit dem Pumpendruckraum in Verbindung gesetzt wird, derart, daß der aufgespeicherte Brennstoff in den Saugraum zurückfließen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen