DE709012C

DE709012C - Brennstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE709012C
Application number: DEH150706D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Mueller; Dr-Ing Anton Pischinger
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1937-02-19
Filing date: 1937-02-19
Publication date: 1941-08-04

Description

Brennstoffeinspritzvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, deren Pumpenraum sich zwischen einem von der Maschine kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolben und einem federbelasteten Speicherkolben befindet und bei der der Brennstoff in mehreren Teilmengen eingespritzt wird.
Bei,den bekannten Pumpen dieser- Art wird Beginn und Ende der Teileinspritzungen durch :den kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolben gesteuert. Die Pumpen weisen deshalb zwar einen durch die Belastung :des Speicherkolbens bestimmten, unabhängig von der Drehzahl gleichbleibenden Einspritzdruck auf, jedoch ändern sich die eingespritzten Brennstoffteilmengen in Abhängigkeit von der Drehzahl. Da die Verbindung zwischen dem Pumpenraum. und .der Einspritzdüse um so länger aufrechterhalten wird, je niedriger die Drehzahl ist, werden die zuerst eingespritzten Teilmengen auf Kosten der später eingespritzten um so größer, je niedriger die Drehzahl ist. Gleichzeitig wird der Kurbelwinkel, über den die Gesamteinspritzung erfolgt, mit abnehmender Drehzahl kleiner. Das kann so weit führen, daß die gesamte Brennstoffmenge schon beim Öffnen der Verbindung für die erste Teileinspritzung eingespritzt wird.
Gemäß der Erfindung erfolgt der Beginn jeder Teileinspritzung durch Öffnen der Verbindung vom Pumpenraum zur Düse durch ein von :der Maschine kraftschlüssig angetriebenes Steuerorgan, während das Ende jeder Teileinspritzung durch Abschluß dieser Verbindung durch den Speicherkolben erfolgt. So bringt z. B. bei Pumpen, deren kraftschlüssig angetriebener Pumpenkolben in an sich bekannter Weise den Speicherkolben in einer Längsbohrung aufnimmt, der Pumpenkolbenden in seinem Innern liegenden Pumpenraum über Durchbrechungen,der Kolbenwand wieder-, holt mit der Einspritzleitung in Verbindung, worauf der Speicherkolben jedesmal einen Teil des Brennstoffes ausspritzt urid durch seine Verschiebung im Pumpenkolben die Verbindung wieder unterbricht.
Bei einer solchen Pumpe bleibt nicht nur der Einspritzdruck, sondern auch der Einspritzwinkel und das Größenverhältnis der Teilmengen, unabhängig von der Drehzahl, konstant. Lediglich der Abstand zwischen den vom Pumpenkolben gesteuerten Stellen des Beginns der Teileinspritzungen wird bei gleicher Fördermenge und veränderlicher Maschinendrehzahl in verschiedenem Maße ausgefüllt. Bei hohen Drehzahlen sind die absoluten Zeitspannen zwischen den Teileinspritzungen kleiner als bei niedrigen. Durch den konstanten Einspritzwinkel wird bei niedrigen Drehzahlen und Vollast ein harter Gang der Maschine vermieden. Die unterbrochene Einspritzung bewirkt, wie Versuche erwiesen haben, eine bessere Vermischung des Brennstoffes mit Luft als die ununterbrochene. Das ist offenbar auf Schwingungsvorgänge im Brennraum zurückzuführen.
Die Teileinspritzungen können untereinander, je nach den Erfordernissen des Betriebes, verschieden groß sein. Ihr gegenseitiger Abstand kann dabei ebenfalls verschieden sein. Beispielsweise kann der Abstand zwischen der ersten und zweiten Teileinspritzung etwa entsprechend dem Zündverzug im unteren Drehzahlbereich gehalten werden, so daß die bei den üblichen Einspritzvorrichtungen häufig auftretenden harten Stöße im Zylinder vermieden werden.
Die Zahl der Teileinspritzungen kann beliebig angenommen werden; vorzugsweise werden jedoch drei Teileinspritzungen ausgeführt. Diese Anzahl ist mit Rücksicht darauf gewählt, daß bei Leerlauf die Teilmengen nicht zu klein werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Überströmraum vorgesehen, in den bei jeder Teileinspritzung diejenige Brennstoffmenge aus dem Pumpenraum abgeführt wird, die nicht zur Einspritzung gelangt. Hierzu sind in dem kraftschlüssig angetriebenen Kolben außer den Durchbrechungen für die Verbindung mit der Einspritzleitung weitere Durchbrechungen vorgesehen, die im Förderhub bei jeder Teileinspritzung die Verbindung mit dem Überströmraum herstellen. Die Durchbrechungen für das Überströmen werlen durch den vorrückenden Speicherkolben geschlossen, der die nicht zur Einspritzung gelangende Brennstoffmenge in den übertrömraum schiebt. Hierdurch erhält der Spei--lierkolben vor jeder Teileinspritzung die gleiche Lage und damit die Speicherfeder die gleiche Spannung. Infolgedessen wird auch der gesamte Hub des Gegenkolbens gering, so daß die Speicherfeder kleine Abnessungen aufweisen kann. Zwecks Regelung der Fördermenge in Anpassung an die Belastung der Maschine ist entweder der Speicherkolben oder der kraftschlüssig angetriebene Pumpenkolben um seile Achse drehbar. Ferner weist einer von ihnen, vorzugsweise der Speicherkolben, eine schräge Kante für die Steuerung der nach der Einspritzleitung oder nach dem überströmraum führenden Durchbrechungen auf. Bei einer Veränderung der gesamten Fördermenge durch Verdrehen eines der Kolben wird die Größe jeder Teileinspritzmenge in gleichem Maße verändert. Die Teileinspritzungen füllen demnach den im Kurbelkreis festliegenden Abstand zwischen ihren Beginnpunkten mehr oder weniger aus.
Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Brennstoffeinspritzpumpe dargestellt.
Abb. i zeigt die Pumpe in einem Längsschnitt durch den Pumpenzylinder.
In den Abb. 2 bis 5 sind der angetriebene Kolben und der Speicherkolben in vier verschiedenen Stellungen des Förderhubes gezeichnet. -Die Pumpe in Abb. i zeigt grundsätzliche Unterschiede gegenüber den bekannten Einspritzpumpen lediglich in der gegenseitigen Anordnung der Kolben und der Steuerbohrungen in den Kolben und im Zylinder. Von üblicher Ausführung dagegen sind das Antriebsgehäuse a, der Pumpenblock b, Nockenwelle c, Antriebsstößel d, Rückholfeder e, Zahnstange f und Zahnsegment g. für die Rege- ! lung auf dem Pumpenkolben.
Im Pumpenzylinder h läuft der angetriebene Kolben j, der seinerseits in bekannter Weise in einer gleichachsigen Bohrung den der Druckspeicherung dienenden Gegenkolben k aufnimmt. Der Gegenkolben wird in der gezeichneten Ruhelage von oben her durch die Speicherfeder m mit einem Schulteransatz gegen den Anschlag n des Zylinders gedrückt.
Der Pumpenraum o befindet sich demnach zwischen den beiden Kolben im Innern des angetriebenen Kolbens, in dessen unterer Tot-Stellung er durch eine Längsbohrung p des Speicherkolbens und .durch in der unteren Totstellung des angetriebenen Kolbens mitein- i i ander fluchtende Querbohrungen des Spei, cherkolbetis k, des angetriebenen Kolbens und des Pumpenzylinders lt mit dem Saugkanal q verbunden ist. Der Druckkanal r tritt beim Überschleifen der Querbohrungen s i 1 im Aufwärtsgang des Pumpenkolbens wiederholt in Verbindung mit dem Pumpenraum. Vor jeder Einspritzung wird die Verbindung zwischen dem Pumpenraum o und dem Rückströmkanal t durch weitere Querbohrungenn ii hergestellt. Dabei wird das Ende der Teileinspritzungen und der einzelnen Rückförderungen jeweils durch Überschleifen :der Schrägkante v bzw. der ,geraden Steuerkante w über die Bohrungen s und u gesteuert.
Abb. 2 zeigt den Pumpenkolben i in seiner Stellung bei Abschluß der Saugbohrung g. Der Speicherkolben liegt gerade noch mit seiner Schulter auf :dem Ansatz n des Pumpenzylinders auf. Bei weiterer Aufwärtsbewegung :des Pumpenkolbens wird der zwischen den Kolben eingeschlossene Brennstoff unter Druck gesetzt und :der Speicherkolben mitgenommen.
Abb.3 zeigt die Kolben gegen Ende der ersten Rückförderung: Die Bohrung u,. ist mit dem Rückströmkanal t verbunden, und der Speicherkolben h drückt :den Brennstoff durch die Bohrung ui hinaus, bis die. Steuerkante w die Bohrung wieder abschließt. ' Abb. q. zeigt die Kolben gegen Ende der ersten Einspritzung: Die zur Düse führende Druckleitung r :deckt sich mit der Querbohrung s1, so daß der Speicherkolben k eine gewisse Brennstoffmenge nach der Einspritzdüse fördert. Das Ende dieser Teileinspritzung ist dadurch bestimmt, daß die schräge Regelkante v des Speicherkolbens die Querbohrung s1 abschließt.
In Abb. 5 hat der Pumpenkolben i bei weiterer Aufwärtsbewegung über die Querbohrung u2 zum zweitenmal eine Verbindung des Pumpenraumes o mit der Rückströmbohrung t hergestellt. Die zweite Rückförderung findet in :den gleichen -Stellungen des Speicherkolbens wie in Abb.3 statt. Darauf folgen die zweite Einspritzung, die dritte Rückförderung und die dritte Einspritzung in entsprechender Weise.
Der Speicherkolben könnte mit :einer Hubbegrenzung versehen sein, die vorzugsweise als verhältnismäßig steife Feder ausgebildet ist. Die Begrenzung hat den Zweck, bei :einer Verkokung der Düse eine Drucksteigerung zu bewirken und damit eine Verstopfung der Düse zu verhindern. -

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, deren Pumpenraum sich zwischen einem von der Maschine kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolben und :einem federbelasteten Speicherkolhen befindet und bei der der Brennstoff in mehreren Teilmengen eingespritzt wird, :dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn jeder Teileinspritzung durch öffnen der Verbindung vom Pumpenraum zur Düse durch ein von der Maschine kraftschlüssig angetriebenes Steuerorgan erfolgt und das Ende jeder Teileinspritzung durch Abschlußdieser Verbindung durch den Speicherkolben erfolgt. z. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch i, bei der :der kraftschlüssig angetriebene Pumpenkolben :den Speicherkolben in :einer Längsbohrung aufnimmt, :dadurch gekennzeichnet, daß der kraftschlüssig angetriebene Pumpenkolben (j) im Förderhub den in seinem Innern liegenden Pumpenraum (o) über Durchbrechung:en (s) :der Kolbenwand wiederholt mit der Einspritzleitung (Y) in Verbindung bringt, wobei der Speicherkolben (k) jedesmal :einen Teil des Brennstoffes ,ausspritzt und durch seine Verschiebung im Pumpenkolben (j) die Verbindung wie-.der unterbricht. 3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch :einen Überströmraum (t), in den bei jeder Teileinspritzung diejenige Brennstoffmenge aus dem Pumpenraum (o) abgeführt wird, die nicht zur Einspritzung gelangt. q,. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach ,den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kraftschlüssig angetriebene Kolben (j) außer :den Durchbrechungen (s) für die Verbindung mit der Einspritzleitung (r) weitere Durchbrechungen (u) besitzt, die im Förderhub bei jeder Teileinspritzung die Verbindung mit dem Überströmraum (t) herstellen. 5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach den Ansprüchen i bis q., :dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherkolben (k) oder der kraftschlüssig angetriebene Kolben (j) zwecks Regelung um seine Achse drehbar ist und daß einer der beiden Kolben :eine schräge Kante (v) für die Steuerung der nach der Einspritzleitung (Y) oder nach :dem Überströmraum (t) führenden Durchbrechungen (s oder u) besitzt. 6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägkante am Speicherkolben (k) i angebracht ist. 7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach den Ansprüchen i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die je Arbeitshub der Maschine geförderte Brennstoffmenge in drei i Teilen eingespritzt wird. B. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach :den Ansprüchen i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß .der Speicherkolben (fz) eine vorzugsweise elastische Hubbegrenzung be- i sitzt.