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Verfahren zur Brenrnsto$einspritzung Die Erfindung betrifft eine weitere
Ausgestaltung des im Patent 732 673 beschriebenen Verfahrens zur luftlosen
Einspritzurig von Brennstoff bei Brennkraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich
insbesondere auf die Beendigung der Brennstofförderun,g zur Einspritzung vor Hubende
des Pumpenkolbens und die hieran anschließende Entlastung der Einspritzleitung sowie
des Belastungsraumes des Ventils. -In dem Hauptpatent ist vorgeschlagen worden,
das binde der Einspritzung durch einen Druckausgleich zwischen dem Be- und Entlastungsraum
des Ventils herbeizuführen. Dieser Druckausgleich bewirkt trotz weitergehender Bewegung
des Pumpenkolbens eine plötzliche Beendigung der Brennstofförderung zur Einspritzung.
Er ermöglicht ferner in Verbindung mit einer Feder im Belastungsraum ein schnelles
Schließen des Ventils.
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Däe Erfindung bezweckt, den Schluß der Brennstofförderung zur Einspritzung
vor Hubende des Pumpenkolbens in einer Weise herbeizuführen, daß das Auftreten von
Druckschwingungen in der Einspritzleitung bzw. in dieser und in den Be- und Entlastungsräumen
mit Sicherheit vermieden ist. Druckschwingungen in der Einspritzleitung und in den
hiermit verbundenen Räumen sind äußerst nachteilig, weil sie Anlaß zu wiederholtem
öffnen des Düsenventils und damit zu einer vermehrten Nacheinspritzung durch Nachexpansion
des Inhaltes der -Brennstoffleitung geben können.
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Erfindungsgemäß wird! das Auftreten von Druckschwingungen dadurch
ausgeschlossen, daß der Schluß der Einspritzung durch eine plötzliche Druckabsenkung
im Arbeitsraum der Brennstoffpumpe herbeigeführt, während praktisch gleichzeitig
mit der Druckabsenkung die Einspritzleitung vom Arbeitsraum der Pumpe abgeschlossen
und die Einspritzleitung erst hierauf folgend entlastet wird. Diese Entlastung geschieht
zweckmäßig durch Verbindung der Einspritzleitung mit dem Arbeitsraum
der
Pumpe. Als geeignetes Mittel zum plötzlichen Abschluß der Brennstoffleitung kann
ein Rückschlagv entil verwendet werden. Dieses schließt bei der Druckabsenkung im
Arbeitsraum die Brennstoffleitung selbsttätig ab. Es kann ferner so angeordnet sein,
daß es nach vorgehendem Schließen durch die Pumpenkolben selbst geöffnet wird, wodurch
dann die Entlastung der Brennstoffleitung herbeigeführt ist.
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Bei Einspritzpumpen mit luftloser Brennstoffeinspritzung ist es ferner
wichtig, daß auch eine Entlastung des Ventilbelastungsrauines stattfindet und daß
auch bei dieser Entlastung Drucltschwingtfngen vermieden werden. Erfindungsgemäß
erfolgt die Entlastung durch eine unmittelbare Verbindung des Ventilbelastungsraumes
mit dem in der Düse verlaufenden Teil der Einspritzleitung. Die Entlastung erfolgt
also iil ursächlicher Folge mit der Entlastung der Einspritzleitung hzw. des Ventilentlastungsraumes.
Durch die angegebene Entlastungs-,veise werdett nicht nur Druckschwingungen in der
Einspritzleitung vermieden, da hier nur eine Strömungsrichtung auftritt, sondern
darüber hinaus wird auch eine gute Entlüftung des Ventilentlastungsraumes erreicht,
welche Voraussetzung für die Einhaltung eines konstanten Belastungsdruckes ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung sowie eine Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens sind im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Der im Zylinder 2 eingeschliffene Pumpenkolben i wird beim Auswärtshub
von der Feder .I und beim Einwärtshub vom Nocken 3 bewegt, dessen Welle 5 in nicht
gezeichneter Weise von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Der Pumpenkolben
i ist mit einem Kreuz 6 versehen, das in N Uten 7 des Zahnkolbens 8 eingreift, und
kann mit Hilfe des letzteren und einer Zahnstange g unbeschadet seiner Huhbewegung
um seine Achse gedreht werden. Der Pumpenarbeitsralrm 1d. steht unmittelbar mit
der Ausnehmung 50 und durch die Längsbohrung 51 und Querbohrungen mit den
Ausnehmungen 52 und 53 in der Kolbenlauffläche in offener Verbindung. Die Ausnehmung
5o bildet mit der Kolbenlauffiäche in einer Ebene senkrecht zur Kolbenachse die
Steuerkante 54; die ebenfalls senkrecht zur Kolbenachse laufenden Steuerkanten 55
und 56 begrenzen die Ausnehmung 52 und die schräg zur Kolbenachse liegende Steuerkante
57 die Ausnehmung 53.
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In die Bohrung des Zylinders 2 mündet seitlich der Saugkanal 33, der
über den Saugraum 31 an eine nicht gezeichnete Vorfmrderpumpe angeschlossen ist,
in solcher Höhe, daß seine Mündung bei der äußeren Hubendlage des Kolbens i der
Ausnehmung 50 gegenübersteht. Die Entlastungsbohrung 58 ist so gelegt, daß
sie bei jeder Winkelstellung des Pumpenkolbens i über den innersten Teil seines
Hubes in die Ausnehmung 53 mündet und diese mit dem Entlastungsraum 59 verbindet,
der an einen nicht gezeichneten Brennstoffbehälter angeschlossen ist. Ai, die Bohrung
des Zylinders 2 ist die Belastungsleitung i3 über den Kanal 6o und das Rückschlagventil
61 angeschlossen, das sich in der Richtung nach der Belastungsleitung 18 hin öffnet.
Im Boden des Pumpeilzvlinders.2 ist das von der Feder 62 belastete Druckventil 63
angeordnet; es beherrscht den Durchtritt des Brennstoffes vom Pumpenarbeitsraum
14 in die Einspritzleitung 19 und öffnet sieh nach dieser hin. Die Einspritzleitung
ig nliindet in den Ringraum 26 des im Deckel 21 des Arbeitszylinders der
Brennkraftnlaschine eingebauten Einspritzventils 2o. Die Verbindung zwischen dem
Ringraum a6 und den in den Verbrennungsraum mündenden Düsenlxohrungen 22 wird von
der hydraulisch gesteuerten Ventilnadel 23 beherrscht. Diese wird jeweils durch
den Druck des Brennstoffes in der Einspritzleitung ig geöffnet, der im Ringraum
26 von unten auf den im Ventilgehäuse 2.4 dicht eingeschliffenen Schaft 25 der Ventilnadel
23 wirkt, und vor der Einspritzung gescblossen gehalten durch den Brennstoffdruck
im an die Belastungsleitung 18 angeschlossenen Ratzen 27, wo außerdem die Feder
28 auf die Ventilnadel drückt. Vorn Raum 27 führt ein voni Rückschlagventil 64 beherrschter
Kanal 65 in in die Einspritzleitung ig.
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Bei der äußeren Hubendlage des Kolbens i steht der Saugkanal
33 durch die Au:nehmung 5o mit dem Pumpenarbeitsraum i-. in Verbindung, so
daß in diesem der Ansaugdruck herrscht; die Belastungsleitung 18, die Einspritzleitung
i9 und die Räume 2r und 2-stehen unter demselben niedrigen Druck wie der Entlastungsraum
59, sind aber von diesem und vom Pumpenarbeitsraum i.1 durch das Druckventil
63 bzw. den Ptnllperikoll>e ii abgesperrt. Bei der Einwärtsbewegung de s Pumpenkolbens
i schließt zuerst die Steuerkante 54 den Saugkanal 33 ab; dann fördert der Kolben
i Brennstoff am Druckventil 63 vorbei in die Einspritzleitung ig, lhringt deii Druck
in dieser und im Ringraurll 26 auf (l@"i Öffnungsdruck des Einspritzventil:, so
<iaß die Nadel 23 sich von ihrem Sitz abhebt, und bewirkt durch weitere Förderung
in die Einspritzleitung das Voreinspritzen des Brennstoffes.
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Die Förderung in die Einspritzleitung wird vorläufig beendet, indem
derArbeitsraum iq. der Pumpe durch Aufstettern des Kanals 6o mittels der Steuerkante
55 über das sich öffnende
Rückschlagventil 61 mit der Belastungsleitung
i e verbunden wird, in der in diesem Zeitpunkt ein niedriger Druck herrscht. Die
im Arbeitsraum 14 infolgedessen eintretende Drucksenkung bewirkt, daß sich das Druckventil
63
nahezu gleichzeitig schließt und die Einspritzleitung ig vom Arbeitsraum
14 der Pumpe absperrt. Der weiter vom Pumpenkolben i geförderte Brennstoff gelangt
in die Belastungsleitung i8 und steigert den Druck in dieser und im Raum 27, während
gleichzeitig der Inhalt der Einspritzleitung durch die Einspritzdüse a2 expandiert.
Sobald die Kraft des auf den Nadelschaft 25 im Raum 27 wirkenden Brennstoffdruckes
zusammen mit der Kraft der Feder 28 das Übergewicht über die vom Brennstoffdruck
im Ringraum 26 auf den Nadelschaft ausgeübte Kraft erlangt, wird die Einspritzdüse
durch die Nadel 23 geschlossen, so daß eine weitere Einspritzung durch Expansion
des Einspritzleitungsinhaltes nicht mehr stattfinden kann.
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Nachdem der Druck im Pumpenarbeitsraum 14 und in der Belastungsleitung
i8 denjenigen in der Einspritzleitung ig erreicht und das Druckventi163 wieder geöffnet
hat, fördert der Pumpenkolben gleichzeitig in beide Leitungen 18 und 19,
bis der Kanal 6o durch die Steuerkante 56 wieder geschlossen wird. Dann -wird der
Brennstoff in der Einspritzleitung ig allein -weiter verdichtet, bis der Druck im
Ringraum 26 ausreicht, um die Ventilnadel 23 entgegen der Belastung der Feder
28 und dem Brennstoffdruck im Raum 27 anzuheben; damit beginnt die Haupteinspritzung.
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Zur Beendigung der Förderung in die Einspritzleitung steuert die schräge
Steuerkante 57 die Entlastungsbohrung 58 auf und verbindet den Arbeitsraum 14 der
Pumpe mit dem Entlastungsraum 59. Da in diesem ein niedriger Druck herrscht, sperrt
das Druckventil 63 infolge der Drucksenkung im Pumpenarbeitsraum- annähernd gleichzeitig
mit dein Aufstenern der Bohrung 58 die Einspritzleitung vom Arbeitsraum der Pumpe
ab. Die Einspritzung dauert infolge der Nachexpansion des Inhaltes der Einspritzleitung
ig noch kurze Zeit an, bis der Druck im Ringraum 26 so weit gesunken ist, daß die
Nadel 23 unter dem seit der Absperrung des Kanals 6o konstant gebliebenen Brennstoffdruck
im Raum 27 und unter der Belastung der Feder 28 die Düsenlöcher 22 absperrt. Durch
Verdrehen des Kolbens 2 mittels der Zahnstange g und des Zahnkolbens 8 kann der
Zeitpunkt, wo die Steuerkante 57 die Entlastungsbohrung 58 aufsteuert und das Absperrender
Einspritzleitung ig vom Arbeitsraum 14 der Pumpe bewirkt, verändert und damit die
Einspritzbrennstoffmenge geregelt -werden. In der Nähe der inneren Hubendlage des
Kolbens i wird das Druckventil 63 von der Stirnfläche des Kolbens i aufgestoßen;
infolgedessen kann sich der Brennstoff in der Einspritzleitung ig durch den Pumpenarbeitsraum
1q. und die Entlastungsbohrung 58 in den Entlastungsraum 59 entspannen. Dabei
fällt der Druck in der Einspritzleitung i9 unter denjenigen in der Belastungsleitung
i8 und im Raum 27, so daß sich das Rückschlag -v entil 64 öffnet und der Brennstoff
in der Leitung i8 und im Rauln 27 sich durch die Einspritzleitung rg ebenfalls auf
den im Entlastungsraum 59 herrschenden Druck entspannen kann.
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Beim Auswärtshub des Pumpenkolbens i schließt sich das Druckventil
63, und die Entlastungsbohrung 58 wird von der Kante 57 wieder zugesteuert. Hierauf
entsteht im Pumpenarbeitsraum 1q. ein Unterdruck, der beim Durchgang der Ausnehmung
52 vor der Mündung des Kanals 6o das bffnen des Rückschlagventils 61 verhindert
und keinen Einfluß auf den Zustand des Brennstoffes in der Belastungsleitung i8
hat.
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Das Absperren der Einspritzleitung vom Arbeitsraum der Pumpe zur Beendigung
der Förderung könnte statt durch ein selbsttätiges auch durch ein in Abhängigkeit
von der Kolbenstellung gesteuertes Druckventil erfolgen, wobei gleichzeitig der
Arbeitsraum der Pumpe beispielsweise mit dem Saugraum verbunden würde.
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Durch das beschriebene Verfahren können die nachteiligen Druckschwingungen
in der Einspritzleitung bei der Beendigung der Förderung und der Einspritzung stark
vermindert oder ganz vermieden werden. Wohl kann die Einspritzung nach der Beendigung
der Förderung in die Einspritzleitung durch Nachexpansion des Leitungsinhaltes noch
fortdauern. Infolge des hoben Druckes des Brennstoffes, der das Steuerorgan der
Einspritzdüse belastet, wird indessen die Düse bald nach Beendigung der Förderung
geschlossen, und die Menge des durch Nacbexpansion eingespritzten Brennstoffes bleibt
so klein, daß Nachteile nicht zu befürchten sind.