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Hydraulisch betriebene Brennrstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf Einspritzvorrichtungen, bei denen der eigentliche
Einspritzkolben, d.h. derjenige Kolben, welcher den Brennstoff unter :den Einspritzdruck
setzt und in den Brennraum drückt, hydraulisch angetrieben wird.
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Der Antrieb des Einspritzkolbens kann durch eine im Maschinentakt
,angetriebene Pumpe erfolgen, deren Bewegungen hydraulisch auf den Einspritzkolben
übertragen werden. Durch die in der Übertragungsdruckleitung ständig wechselnden
Drücke und darin-auftretemde Druckwellen und Wechselbewegungen der Flüssigkeit ergeben
sich u. U. Unregelmäßigkeiten, oder Verzögerungen im Antrieb des Einspritzkolbens,
die sich in gleicher Weise auf die von ihm bewirkte Brennstofförderung auswirken,
was insbesondere bei schnell laufenden Motoren vermieden werden muß.
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Der Antrieb des Einspritzkolbens kann auch durch eine ständig unter
gleichbleibendem Druck geförderte Druckflüssigkeit erfolgen. Auf diese Art des Pumpenantriebs
bezieht sich die Erfindung.
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Bei einer bekannten Ausführung dieser Art wird .durch ein Steuerorgan
der Einspritzkolben mit der Druckflüssigkeit beaufschlagt und zur Ausführung seines
-Druckhubes gezwungen und .dann nach Abschaltung des Druckmittelzuflusses mit einem
Orte niederen Druckes verbunden, worauf er durch eine Feder in seine Saugstellung
gedrÜckt wird.
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Bei einer anderen Ausführung wird der Einspritzkolben entgegen der
Kraft einer Feder und eines regelbaren Gegendruckes duzch .das Steuermittel zunächst
unter Festhaltung des Einspritzventils um den der beabsichtigten Einspritzmenge
entsprechenden Betrag verschoben, dann .der Zufluß zu diesem Kolben bzw. dessen
Hubraum durch ein Rü:ckschlagventil abgesperrt und das Steuermittel nun auf die
andere Kolbenseite geleitet, wodurch sein Druck dem der auf diese Seite wirkenden
Feder hinzugefügt wird. Dieser genügt, um die Belastung des Einspritzventils zu
überwinden und durch dieses- den
vorher in der beschriebenen Weise
in den Einspritzkolben eingeführten Brennstoff einzuspritzen.
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Bei diesen beiden vorerwähnten Einspritävorrichtungen wurde die Einspritzung
stets durch Vermehrung des auf den Einspritzkolben in dessen Druckrichtung wirkenden
Druckes bewirkt. Ferner ist bei diesen Vorrichtungen eine verhältnismäßig umständliche
und empfindliche Steuerung notwendig.
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Schließlich ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei welcher der Einspritzkolben
auf der einen Seite ständig dem aus Brennstoff bestehenden Druckmittel ausgesetzt
ist und auf der anderen Seite periodisch abwechselnd mit der Dru.ckmittelquelle
in Verbindung gebracht wird, wobei er sich unter dem Di-uck einer Feder bis zu einem
regelbaren Anschlag bewegt oder mit der Einspritzleitung verbunden wird, worauf
er unter dem auf seine ständig dem Druckmittel ausgesetzte Fläche wirkenden Druck
entgegen der Federkraft seinen Einspritzhub ausführt. Auch diese Vorrichtung hat
eine umständliche Steuerung notwendig und ergibt, da die Flächen auf den beiden
Kolbenseiten, diejenige, welche durch das Druckmittel belastet ist, und diejenige.,
welche auf die :einzuspritzende Flüssigkeit wirkt, gleich sind und die Feder der
Einspritzung entgegenwirkt, stets nur einen niedrigeren Druck, als ihn die Steuerflüssigkeit
aufweist.
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Die Erfindung bezweckt nun, eine hydraulisch gesteuerte Pumpe dieser
Art ohne die geschilderten Nachteile zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird der Einspritzkolben in bekannter Weise durch
einen Arbeitskolben bewegt, dessen Durchmesser im Verhältnis zu dem des Einspritzkolbens
entsprechend dem gewünschten Druckübersetzungsverhältnis .gewählt werden kann. Der
Arbeitskolben steht auf der einen Seite mit der Druckmittelquelle unmittelbar, auf
der anderen Seite aber über ein Ventil mit dieser in Verbindung, das (nach Art eines
RohrbrUChi'entlls) gewöhnlich durch eine Feder offen gehalten, bei stärkerer Strömung
aber geschlossen wird. und diese Seite des Arbeitskolbens steht mit einer Abflußleittlng
in Verbindung, in welcher ein Abflußventil vorgesehen ist, welches z. B. durch einen
Nocken im Maschinenkontakt geöffnet und geschlossen wird.
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Die Einspritzung erfolgt dann, wenn das Abflußventil geöffnet und
die Unterseite des Arbeitskolbens so entlastet wird. Dieser «ird dann durch den
ständig auf ihm ruhenden Druck herabgedrückt, und der Einspritzkolben vollzieht
seinen Einspritz- oder Druckhub. Nach Schließung des Abflußventils gleichen sich
die Drücke auf beiden Seiten des Arbeitskolbens wieder aus, und dieser sowie der
sich mit ihm bewegende Einspritzkolben geht wieder in seine Ausgangslage.
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J)a der die Einspritzung bewirkende Druck -,auf die Oberfläche des
Arbeitskolbens stets - dä ist und bei Beginn der Einspritzung nicht erst aufgebaut
zu werden braucht und die Entlastung auf der anderen Kolbenseite sich an sich viel
schneller erreichen läßt, kann der Spritzbeginn auf die angegebene Weise schnell
und genau herbeigeführt werden.
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In der Zeichnung ist die Benzinpumpe schematisch im Schnitt dargestellt.
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Es bedeutet i den Körper der Pumpe für eine Einspritzstelle, z. B.
in einem Motorenzylinder, bestehend aus einem einer Zündkerze ähnlichen Mittelteil
mit Schrauben i' zum Befestigen im Motorenzylinder, a den Hochdruckstock, der mit
dem Antriebskolben 3 des hydraulischen Pumpenantriebes als Differentialpumpenkörper
in fester Verbindung steht. ¢ ist eine beliebige Niederdruckpumpe, die über Rückschlagventil5
und ein Druckausgleichsgefäß 6, gegebenenfalls mit verstellbarem Druckniveau, zu
einer Niederdruckleitung für alle Benzinpumpen führt.
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Das durch Stutzen 7 mit Anschlag 8 ein geführte Öl tritt einerseits
durch Kanal g in den Druckraum io des Pumpenantriebes, andererseits beim verhältnismäßig
langsamen Zufluß durch das von einer Federgeöffnete. nach Art der Rohrbruchventile
ausgebildete Spezialventil 14 zum Kanal 13, aus dem es weiter in die Niederdruckseite
i i des Differentialkolbens a, 3 fließt, so daß bei Druckausgleich in den Kammern
i o und 1 I die Druckfeder 12 den Kolben 3 und damit auch den Kolben z anhebt,
wobei auch in die Hochdruckseite -durch Rückschla,gventil 18 und zugehörigen Kanal
18' öl hineingeführt wird. Wird-in der Richtung über die Rohrstutzen 15 ein Abflußventil
16 für jede Pumpe durch Nockenantrieb 17 geöffnet, so findet im Kanal 13 und im
Niederdruckraum i i eine Entlastung statt. Dias Ventil 14, das durch Anschlag 8
einen sehr kurzen Weg läuft, schließt fast sofort, und der Kolben 3 wird durch Zufuhr
von Flüssigkeit in den oberen Zylinderraum io aus dem Ausgleichsgefäß unter überwindung
des leichten Gegendruckes der Feder 12 nach unten gestoßen und wirkt sich nach den
Fördergrößen auf den unteren Hochdruckkolben z aus. Das Rückschlagventil 18 wird
geschlossen und das Einspritzventil 20 geöffnet, worauf die Betriebsflüssigkeit
in den Brennraum gespritzt wird. Der Anschlag ig begrenzt die Hubhöhe des Kolbens
3 und ist in an sich bekannter Weise etwa durch Verdrehen verstellbar. Beim Schließen
des Nockenventils 16 tritt im Kanal 13 wieder Druck auf, die Ventile 14 und 18 öffnen
sich,
und die Kammer i i wird unter Einwirku!pg der Feder 12 auf
Kosten :der Kammer i o und durch neu zufließende Betriebsflüssigkeit aus Stutzen
7 gefüllt, wobei die ganze Zeit außer dem Einspritzmoment für die Füllung und den
Hub des Differentialkolbens zur Verfügung steht. Von Vorteil ist die Möglichkeit,
Hochdruckkolben a mit überaus einfachen Schliffflächen anzuwenden.