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Vorrichtung zum Zumessen einer Flüssigkeit zu einem anderen Stoff
in Abhängigkeit von dessen Zustand (z. B. Brennstoff/Luft) Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Zumessen einer Flüssigkeit zu einem anderen Stoff in Abhängigkeit
von dessen Zustand, z. B. Brennstoff zu Verbrennungsluft. Es ist bekannt, zu diesem
Zweck eine Pumpe zu benutzen, die mit der genannten anderen Stoff fördernden Vorrichtung
gekuppelt ist, und die Fördermenge der Pumpe je Hub von einer von dem Zustand
des zu mischenden Stoffes abhängigen Vorrichtung zu riegeln.
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Unter den in dieser Weise regelbaren Pumpen, sind auch solche bekannt,
bei, denen in dem Pump.endruckraum ein weiterer Kolben oder eine Membran angebracht
ist, - die bei dem Druckhub des Kolbens zunächst ausdeichen und durch ihre Ausweichung
den Pumpenraum so vergrößern, daß der von dem Kolben verdrängte Brennstoff durch
diese Raumvergrößerung aufgenommen wird und daher nicht in die Einspritzleitung
gelangt. Durch Veränderung der Ausweichsmöglichkeit des Kolbens. bzw. der Membran
kann die Menge verändert werden, welche durch die Raumvergrößerung ausgenommen wird,.
und .die Gesamtfördermenge, welche in die Einspritzleitung gelangt, wird um denselben:
Betrag vermindert. Die Begrenzung der Ausweichbewegung des Regelkolbens oder der
Membran geschieht bei den bekannten Ausführungen durch Anschläge. Diese Anschläge
müssen., wenn die Pumpe z. B. durch eine Barometerdose o. dgl. geregelt werden soll,
durch diese Dose verstellt werden. Da zur Verstellung solcher Anschläge aber verhältnismäßig
große Kräfte gehören, so wird in. den meisten Fällen die Kraft der Membrandose dazu
nicht ausreichen. Es muß daher in diesem Falle ein Servomotor angewendet werden.
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Die Erfindung benutzt ebenfalls eine Pumpe mit einer federnd nachgiebigen
Pum,-p,enraumwand. Die Regelung der FZridermenge der Pumpe geschieht aber nicht
durch. Veränderung oder Verlegung von Anschlägen für diese Wand, sondern durch Beeinfiws,-sung
,eines federbelasteten Ventils, das den Ausfluß der Flüssigkeit, die von der Pumpe
gefördert wird, beherrscht.
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Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Eine
Puanpe i erhält aus 'dem Saurohr 2 über das Rückschlagventil 3 Brennstoff. Ein Teil
der Wand des Pumpenraumes 4 besteht aus einem Kolben
5,. der durch
die Feder 6 federnd nachgiebig abgestützt ist. An den Pumpenraum q. ist über das
Rückschlagventil7 die Druckleitung 8 angeschlossen. Im Nebenschluß der Druckleitung
8 liegt ein Windkessel 9. Die Mündung io der Druckleitung 8 liegt in der Motoransaugleitung
i i in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 12 und wird von einem Ventilkegel
13 mittels einer Feder 14 geschlossen gehalten. Die Feder 14 stützt sich auf den
Hebel 15 ab, der um den Punkt 16 schwingt. Auf den Hebel 15 arbeitet die Membrandose
17, die auf den Druck im Motoransaugrohr i i anspricht.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Entsprechend dem Luftzustand
in der Leitung i i nimmt das freie Ende der Dose 17 eine bestimmte Stellung ein
und gibt der Feder 14 über den Hebel 15 eine bestimmte Vorspannung. Durch diese
Vorspannung -wird ein bestimmter Förderdruck eingestellt.
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Beim Förderhub des Kolbens der Pumpe i steigt der Druck im Pumpenraum
q. an, wobei die Feder 6 gespannt wird, bis der Druck im Pumpenraum 4. den durch
das. Ventil 13 eingestellten Ausspritzdruck erreicht hat. Während dieses Teils des
Pumpenhubs -wird j keine Flüssigkeit in das Ansaugrohr i i gefördert, sondern verbleibt
durch Ausweichen des Kolbens 5 im Pumpenraum q.. Nach Erreichen des Ausspritzdruckes
wird während des Resthubs der Pumpe Flüssigkeit in das Ansaugrohr gefördert, wobei
der Kolben 5 sich nicht weiter verschiebt, da der Ausspritzdruck nicht überschritten
wird. Es ist also- die eingespritzte Menge umgekehrt verhältnisgleich dem eingestellten
Ausspritzdruck.
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Beim Beginn des Saughubes schließt das Rückschlagventi17; dabei wird
aber noch nicht angesaugt, sondern der federbelastete Kolben 5 gibt die vorher gespeicherte
Menge an die Pumpe zurück. Erst dann öffnet das Saugvent13, und Brennstoff strömt
aus der Leitung 2 der Pumpe i zu. Der Windkessel 9 gleicht die Stöße in der Druckleitung
8 aus j und wirkt bei plötzlichen Belastungsübergängen ausgleichend auf die Gemischbildung
dadurch, -daß beispielsweise bei plötzlicher Vergrößerung des Drosselquerschnittes
der Windkessel9 zusätzlichen Brennstoff liefert, bis mit steigender Motordrehzahl
auch die Pumpendrehzahl steigt und damit die Fördermenge, d. h. der Windkessel wirkt
gleichzeitig wie eine Beschleunigungspumpe.
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Wird bei steigender Belastung des Motors der Druck in der Ladeleitung
i i größer, so j verkürzt sich die Membrandose 17 und verringert damit die Vorspannung
der Feder 1q., wodurch der Ausspritzdruck :ebenso verringert wird. Der federbelastete
Kolben 5 weicht weniger weit aus als vorher, d. h. der Resthub der Pumpe und damit
die Förderung nehmen zu.
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Aus der Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung geht hervor, daß
bei großer Belastung, d. h. bei großer Strö!mu gsenergie der Luft, auch mit kleinem
Ausspritzdruck eine gute Vernebelung erzielt -wird, während bei kleiner Belastung,
d. h. bei kleiner Strömungsenergie der Verbrennungsluft, mit großem Aus,spritzdruck
der Brennstoff vernebelt wird, ein Vorteil, der dem sparsamen Verbrauch des Motors
zugute kommt.
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Die Grundeinstellung und die Änderung des Mischungsverhältnisses Luft
: Brennstoff wird durch Länggverschieben der Dose 17 erreicht. Wenn nun während
des Betriebes das Mischungsverhältnis geändert -werden soll, beispielsweise um das
Luft-Gas-Gemisch abzumagern, wird zweckmäßig-erweise der Aufhängungspunkt der Membrandose
in Dosenlängsachse verschoben (Abb.2). Dadurch wird nämlich die Normalkennlinie
in der dargestellten Art verlagert, d. h. der gesamte aussteuerbare Förderhub wird
in einen anderen, um einen konstanten Betrag verschobenen, Bereich des Ladedruckes
verlegt. Da dieser konstante Betrag bei kleinen Fördermengen eine verhältnismäßig
große, bei großen Fördermengen eine verhältnismäßig kleine Änderung bewirkt, erhalten
die Förderkennlinien die dargestellten Formen.
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Es ist andererseits vorteilhaft, bei der Einregulierung des Motors
den Regelbereich der Zuteilvorrichtung vergrößern oder verkleinern zu können, d.
h. den gesamten aussteuerbaren Förderhub in einen Bereich des Ladedruckes zu verlegen,
der um einen -hestimmten Faktor verbreitert oder verengt ist. Das kann dadurch erreicht
werden, daß, -wie in Abb.3 dargestellt, das übersetzungsverhältnis des Hebels 15
geändert -wird. Den Stellungen des Einstellhebels :entsprechen die gleichlautend
gekennzeichneten Kurven. Eine weitere günstige Einwirkung auf d=e Regel; kennlinie
kann dadurch .erreicht werden, daß mit dem Hub der Membrandose 17 gleichzeitig das
Übersetzungsverhältnis des Hebels 15 geändert wird (Abb. 4. und 5), z. B. dadurch,
daß der Endpunkt 18 der Membrandose 17 in einer verstellbaren Führung i c geführt
wird.
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Der in Abb. i dargestellte federbelastete Kalben 5 kann vorteilhaft
durch ein Wehrohr 2o (Abb. 6), ebenso wie der Windkessel 9 (Abb. i) durch ein Wellrohr
21 (Abb. 6), ersetzt werden. Dann kann die Längenänderung des Druckspeichers 21,
die durch den Förderdruck hervorgerufen -wird, als Maß der Motorbelastung auf eine
Anzeigevorrichtung 22 übertragen werden, denn der
Druck in dem Speicher
21 ist gleich dem Äusspritzdruck, der seinerseits, wie erwähnt, dem Motordrehmoment
umgekehrt verhältig isst. Aus dem Vergleich dieser Anzeige mit der Anzeige des.
Druckes in der Ladeleitung i i kann das Mischungsverhältnis und damit die Einstellung
sowie das einwandfreie Arbeiten des Motors überwacht werden.
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Eine weitere Ausführungsform'der federnden Wand des Pumpenraumes zeigt
Abb.7, wo der Pumpenkolben selbst diese federnde Wand bildet. Es kann aber auch
(Abb. 8 ) der Kolben der Pumpe i als federnd abgestützter Teil des Pumpenraumes
ausgebildet werden, indem das. starre Pleuel durch eine Feder 23 ersetzt wird.
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Abb. 9 zeigt eine besonders einfache Ausführung, bei welcher das federnde
Pleue123 durch einen federnden Schwinghebel 24 ersetzt wird. Eine Ausbildung; die
für 'Membranpumpen vorteilhaft ist. Das Ventil 13 ist unter Verzicht auf eine Zwischenfeder
unmittelbar an die Dose 17 angeschlossen, wobei die Federspannung der Dose 17 allein
die Schließkraft gibt. Die. Einstellung des Mischungsverhältnisses geschieht durch
Längsverschieben der Dose 17 und Auswechseln ,der Ausspritzdüsen io.