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Srennstoffeinspritzvorrichtung für Dieselmaschinen mit brennstoffgesteuerten
Einspritzventilen Der Erfindung gem4ß ist bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung
für Dieselmaschinen mit brennstoffgesteuerten Einspritzventilen, die aus einer dauernd
unter Druck befindlichen Brennstofringleitung durch Unterbrechung des Brennstoffkreislaufes
über eine Zweigleitung der Ringleitung gespeist werden, in die Ringleitung eine
Umlaixfpumpe eingeschaltet, die dem Brennstoff eine solche gleichmäßige Umlaufgeschwindigkeit
erteilt, daß bei der Unterbrechung des Brennstoffkreislaufes der aus der Umwandlung
der Bewegungsenergie in .Druckenergie entstehende zusätzliche Druck die Einspritzventile
öffnet.
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Es sind bereits Brenn.stoffeinspritzeinrichtungen in verschiedenen
Ausführungsarten bekanntgeworden, z. B: solche, bei denen der Brennstoff im Überschuß
gefördert und in eine Kammer geleitet wird, die einen gemäß der Motorbelastung einstellbaren
drosselnden Ablauf besitzt. Der nicht durch diesen Ablauf zurückströmende Brennstoff
gelangt durch einen umlaufenden Verteilungsschieber in die Zylinder.
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Es sind weiter Vorrichtungen bekannt, bei denen der Brennstoff unter
nahezu gleichbleibendem Druck durch regelbare Ventile eingeführt wird und die Erzeugung
des Brennstoffdruckes durch eine mit einem Windkessel versehene Kolbenpumpe erfolgt.
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Den bisher bekannten Vorrichtungen gegenüber zeigt der Erfindungsgegenstand
den Vorteil, daß in einer Ringleitung durch die Anordnung einer Umlaufpumpe ein
gleichmäßiger Druck aufrechterhalten wird, der an und für sich nicht ausreicht,
die Brennstoffeinspritzdüsen zu öffnen. Das öffnen der Düsen erfolgt erst durch
die Umwandlung der Bewegungsenergie des umlaufenden Brennstoffes in Druckenergie
-durch einen Unterbrecher.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß
der Erfindung. Abb. i zeigt die Vorrichtung im senkrechten Schnitt, Abb. a im waagerechten
Schnitt gemäß Linie 2-2 nach Abb. i.
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Der Brennstoffspeisebehälter i ist durch ein Rohr 2 mit einem Pumpengehäuse
3 verbunden, welches aus dem Körper q. und den Seitenwänden 5 und 6 besteht, die
durch Bolzen 7 zusammengehalten werden. In dem Gehäusekörperq. ist ein Satz von
Pumpenzahnrädern 8 und 9 angebracht, die auf Wellen io und i2
befestigt
sind. Die Zahnräder 8 und 9 schließen in den zylindrischen Kammern im Gehäuse 3
dicht ab, so daß die Zähne den Brennstoff von Rohr :2 durch die Zahnradkammern in
der durch Pfeile angedeuteten Richtung weiterfördern und an den mittleren Durchgang
14 abgeben. Ein zweiter Satz von Pumpenzahnrädern 16 und 17 ist auf den Wellen
2o und 21 angebracht, die ebenfalls in dem Gehäuse 3 laufen. Die Zahnräder 16 und
17 bilden, eine zweite Pumpe zum weiteren Steigern des Brennstoffdruckes
über den Druck, der dem Brennstoff durch die Zahnräder 8 und 9 erteilt ist. Weitere
Paare von Zahnrädern können als Stufen der Pumpe hinzugefügt werden, um den Druck
bis zu dem gewünschten Maße zu steigern.
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Das Gehäuse 3 ist weiterhin mit einem Durchgang 24 versehen, der von
der Abgabeseite der Zahnräder 16 und 17, wie es durch die Pfeile angedeutet ist,
fortführt. Der Brennstoff geht durch den Durchgang 24 und wird der Wirkung eines
anderen Zahnradpaares 115 und 26 unterworfen, die auf Wellen 27 und 28 angeordnet
und im Gehäuse 3 untergebracht sind. Die Zahnräder 25 und 26 werden in hoher Geschwindigkeit
gehalten, um den Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit durch einen Behälter zu drücken,
der aus dem Rohr 3o besteht, welches mit dem Abgaberaum 29 im Pumpenkörper 4 verbunden
ist. Das Rohr 3o selbst ist als Rohrschlange 31 ausgebildet, um die Länge des Behälters
zu vergrößern, durch die der Brennstoff mit hoher Geschwindigkeit hindurchgetrieben
wird und zurr Pumpenbehälter 3 durch das Rohr 33 zurückkehrt, soweit er nicht zu
den Einspritzdüsen gelangt. Das Rohr 33 ist an einen Durchgang 34 im Gehäusekörper
4 angeschlossen und steht mit dem Durchgang 24 in Verbindung, so daß der unbenutzte
Brennstoff zu den, Geschwindigkeitszahnrädern 25 und 26 zurückkehrt.
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Zwischen die Rohre 30 und 33 ist ein Unterbrecher eingeschaltet,
der aus einem Gehäuse 35 besteht und eine zylindrische Kammer 36 besitzt, die durch
die Stirndeckel 37 und 38 abgeschlossen wird, wobei der letztere ein Lager für einen
Teil 2o11 der Treibwelle 20 bildet. Der Rotor 39 ist auf der Welle 2o11 befestigt
und legt sich mit einem oder mehreren Steuersegmenten 40 gegen die innere Zylinderoberfläche
des Gehäuses 35 dicht an. Das Gehäuse 35 selbst. ist mit einer Einlaßöffnung 41
versehen, die mit dem Rohr 30 in Verbindung steht und den Brennstoffzufluß
von Rohr 3o zu der Kammer 36 zuläßt, von der er aus einer Auslaßöffnung 42 durch
das Rohr 43 weiterfließt. Das Rohr 43 ist mit dem Rückkehrrohr 33 verbunden.. Ein
Zweigrohr 44 stellt die Verbindung der Rohrleitung 30 mit den Einspritzventilen
an einem zwischen dem Unterbrecher 35 und der Behälterrohrschlange 3 1 liegenden
Punkt her. Das Rohr 44 ist mit einem Verteiler 46 verbunden, der aus einem Gehäuse
47 besteht, in dein eine zylindrische Kammer 48 vorgesehen ist. Auf dem Gehäuse
47 ist eine Endplatte 49 befestigt, die eine Anzahl von Öffnungen 5o enthält, entsprechend
der Zahl der in der Maschine vorhandenen Zylinder. An den Deckel 49 schließt sich
eine entsprechende Anzahl von zu den einzelnen Düsen der verschiedenen Zylinder
führenden Verteilungsröhren 51, 52, 53 und 54 an. Jeder Düsenkörper 55 ist
mit einem Ventil 57 ausgerüstet, das durch eine Feder 58 geschlossen gehalten
wird. Die Spannung der Feder kann durch eine Mutter 59 eingestellt werden, so daß
das Ventil 57
sich bei einem vorher bestimmten Druck in dem Speiserohr 21
öffnen wird. Der Verteiler 46 ist mit einer Steuerscheibe 63 versehen, deren Nabe
64 durch das Gehäuse 47 des Verteilers vorsteht und einstellbar auf einem Teil 20v
der Treibwelle mittels einer Stellschraube 65 angebracht ist. Diese Steuerscheibe
hat eine Stirnfläche 66, die gegen die Endplatte 49 dicht anliegt und die in der
Endplatte angebrachten Öffnungen 50 verschließen kann. Die Scheibe 63 selbst
ist mit einer Aussparung 67 ausgestattet, welche die öffnungen 5o der Reihe nach
freigibt, wenn die Scheibe durch die Treibwelle 2ov gedreht wird. Auf diese Weise
kann der Brennstoff von der Kammer 48 durch die' Auslaßöffriungen 50 und
durch die Verteilungsrohre 51 bis 54 zu geeigneter Zeit zu den Düsen 55 der verschiedenen
Zylinder der Maschine zwecks Einspritzung in die Zylinder gelangen. Mit Hilfe der
Stellschraube 65 kann die Scheibe 63 auf der Welle 20v zur Änderung der Stellung
des Durchlasses 67 relativ zu den Öffnungen. 50 der Endplatte 49 eingestellt werden.
Ein Übers.trömventil 7o ist mit dem Rohr 43 verbunden, welches eine Zweigleitung
des Rückkehrrohres 33 bildet. In dem Gehäuse 71 des Ventils 70 gleitet ein
Kolben 73, der eine Kammer 74 an dem Ende des Gehäuses 71 bildet, an das das Rohr
43 angeschlossen ist. Der Kolben 73 steht unter Wirkung einer Feder 75 und einer
Verstellschraube 76, die im Gehäuse io angeordnet ist, um die Spannung der Feder
75 zur Steuerung der Kolbenbewegung zu regeln, wenn die Kammer 74 mit Brennstoff
gefüllt ist. Der Druck des letzteren hat die Neigung, den Kolben gegen die Feder
zu bewegen. Das Gehäuse 7o besitzt ferner eine Überflußöffnung 78, die mit einem
an den Vorratsbehälter r angeschlossenen Rohr 79 in Verbindung steht, so daß überschüssiger
Brennstoff in den Behälter i abgelassen werden kann, wenn der Druck ausreicherid
-ist,
tun den Kolben-73 gegen die Wirkung der Feder 75 zu bewegen und den Überflußauslaß
78 zu öffnen.
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Die Pumpen, der Unterbrecher und der Verteiler können durch unabhängige
Mittel angetrieben werden. In Abb. 2 ist eine Ausführungsforrn der Erfindung dargestellt,
bei welcher eine gemeinsame Treibwelle zur Betätigung der vorerwähnten Einrichtung
gebraucht wird.
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Abb. 2 zeigt das auf der Welle 2o befestigte Pumpenzahnrad 16 sowie
das durch ein auf der Welle 2o befestigtes Zahnrad 8o getriebene Zahnrad 8, wobei
das Zahnrad 8o mit einem Zwischenrad 81 in Eingriff steht, das seinerseits wieder
in ein auf der Welle io befestigtes Zahnrad 82 eingreift. Das Pumpenzahnrad 25 wird
durch ein großes, auf der Welle 2o befestigtes Zahnrad 85 getrieben, wobei das Zahnrad
85 mit einem Zwischenrad 86 in Eingriff steht und dieses in ein auf der Welle 27
befestigtes Zahnrad 87 eingreift, auf dessen Welle auch das Zahnrad 25 befestigt
ist. Das genannte Zahnrad 87 ist kleiner als das Zahnrad 85 zum Drehen der Welle
27, und die Pumpenräder 2-5 und 26 haben infolgedessen eine höhere Geschwindigkeit.
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Der Unterbrecher, der Verteiler und die Pumpen können in einem einzigen
Gehäuse anstatt in getrennten Gehäusen eingeschlossen sein.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Erfindung ist die folgende:
Der Brennstoff wird von dem Behälter i zu den Pumpenzahnrädern 8 und 9 gefördert,
um den Druck des Brennstoffes zit steigern. Dieser .abgegebene Brennstoff kommt
zu den Pumpenzahnrädern 16 und i-7, wodurch der Brennstoffdruck weiter gesteigert
wird. Von hier aus wird derselbe durch den Durchgang 24 an die Zahnradpumpe 25,
26 abgegeben, die dem Brennstoff eine hohe Geschwindigkeit erteilt und ihn durch
das Umlaufbe älter rohr 3o, die Unterbrecherkammer 36 und das Rückkehrrohr 3.3 drückt,
welches den unbenutzten Brennstoff zu dem in dem Gehäuse gebildeten Durchgang 24
zurückfördert. Durch diesen Durchgang wird er wieder vor die Zahnräder 25 und 26
geleitet, so daß ihm eine hohe Geschwindigkeit erteilt wird. Wenn der Unterbrecher
39 sich in einer solchen Stellung befindet, daß eins der Steuersegmente 40 die Einlaßöffnung
41 des Gehäuses 35 bedeckt, wird der Fluß des Brennstoffes durch die Öffnung 41
unterbrochen. Dies. bewirkt in- dem Rohr 30 einen plötzlich anwachsenden Drück.
Zusätzlich wird ein Anwachsen des Druckes in dem Behälter oder Rohr 3o durch die
Brennstoffmenge bewirkt, die durch die Zahnradpumpe 25, 26 während der Zeit gefördert
ist, wo das Einlaßventil 41 durch das Verschlüßteil 4o des Unterbrechers verschlossen
ist. Gelangt nun eine der Öffnungen 50 in der Endplatte 49 des Verteilergehäuses
vor die Aussparung 67 in der umlaufenden Scheibe 63, so wird der Brennstoff in die
betreffende Düsenleitung, z. B. 51, gedrückt. Diese Druckzunahme in der Düse 55
ist hinreichend, um das Ventil 57 gegen die Wirkung der Feder 58 zu öffnen, so daß
der Brennstoff an den entsprechenden Zylinder abgegeben wird. In dem Augenblick,
wo die Steuersegmente 4o die Öffnung 41 verschließen, wird. der Druck in der Kammer
36 des Unterbrechers und in dem Rückkehrrohr 33 vermindert. Diese Druckminderung
wird durch den federbetätigten Kolben 73 ausgeglichen, der den Brennstoff in der
Reglerkammer 74 zwingt, durch die Rohre 43 und 33 zu der Geschwindigkeitszahnradpumpe
25 und 26 ohne Unterbrechung oder großen Druckwechsel in der Rückkehrleitung 33
weiterzufließen. Ein übermäßiger Druck, der durch die Zahnradpumpen 8, 9, 16 und
17 hervorgerufen wird, wird den Kolben 73 aufwärts bewegen und den Brennstoff durch
die Öffnung 78 des. Reglers 79 zum Vorratsbehälter i zurückkehren lassen. Mit Hilfe
der Schraube 76 kann der Brennstoffdruck in dem Speisedurchgang 24 in dem Pumpengehäuse
in gewünschtem Maße aufrechterhalten werden, wobei der Druck unter demjenigen liegt,
der zum Öffnen des Düsenventils 57 nötig ist. Die Brennstoffmenge, die durch die
Düse 55 eingespritzt wird, kann weiterhin durch die Einstellung der Spannung der
Feder 75 des Kolbens 73 geregelt werden.