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Durch den Verdichtungsdruck betätigte Einspritzvorrichtung für Dieselmotoren
Es sind Einspritzvorrichtungen für Dieselmotoren bekannt, bei denen der V er(lichtungsdruck
auf den grollen I )iti(#rentialkol1)en einer Einspritzpumpe einwirkt und mittels
des kleinen Kolbens der Einspritzdruck erzeugt wird.
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1?ine bekannte Vorrichtung dieser Art dient zuni l.Anpressen von flüssigem
Brennstoff ohne Verwendung von Preßluft in Vei-brennungskraftinaschinen, indem ein
Stufenkolben, dessen größere 1?ncltliiclie durch ein Rohr in ständiger Verbindung
finit der Verdichtungskamtner des Arbeitszylinders steht und dessen Ringfläche einem
gleichbleibenden Druck ausgesetzt ist, mit seiner kleineren Endfläche auf den lrennstotf
drückt und ihn unter Anheben eines federbelasteten, sich nach außen öffnenden Nadelventils
in den Verbrennungsraum spritzt.
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t>ie hislier bekanntgewordenen Bauarten der Einspritzvorrichtung haben
getrennte Ausführung von Pumpe und Düse und beschränken das Anwendungsgebiet erheblich.
«wenn sie auch teilweise nebeneinander in einem Gehäuse untergebracht sind, so z.13'.
hei Kleinmotoren, insbesondere von Kraftwageninotoren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine besonders einfache und vorteilhafte
Bauart einer solchen Einspritzvorrichtung. In der Zeichnung ist beispielsweise eine
solche Einrichtung dargestellt.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch die Einspritzvorrichtung; Fig. 1I
ist (las .\1>sclilußorgan in vergrößertem Maßstab; Fig. 114 ist ein Querschnitt
durch die Reguliereinrichtung in Richtung A-A; Fig. IV ist ein Querschnitt durch
die Zahnstange in Richtung ß-B.
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Die Einspritzvorrichtung besteht ;ins einer Differentialpumpe
mit
großem Kolben i in dem großen Pumpenzylinder 3 und kleinem Kolben 2 in dem kleinen
Pumpenzylinder 4 und einer Düse 7, 8, wobei die Pumpenkolben 1, 2 und die Düse zentrisch
zueinander in einem Gehäuse 15 eingebaut sind und durch eine Verschraubung 16 zusammengehalten
«-erden. Die Düsennadel 5, 5' ist in einer Bohrung des kleinen Pumpenkolbens 2 geführt,
und die Druckfeder 9 für den Abschluß der Düse ist im Inneren des großen Kolbens
i ganz oder teilweise untergebracht. Die für die Betätigung der Pumpe benötigte
Verdichtungsluft wird dem großen Pumpenkolben vom Motorzylinder durch eine zentrische
Bohrung (Bohrungen) in der Düsennadel 5, 5' zugeführt.
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Der Hub der Düsennadel 5' ist durch einen Anschlag 6 begrenzt. Die
Düsenfeder 9 drückt den Anschlag an die Abschlußmutter 17 oder einen Deckel für
den großen Pumpenraum. Zur Einstellung des Federdrucks sind zwischen Feder und Anschlag
Einstellringe io vorgesehen.
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Durch den Anschlag 6 führte eine Bohrung zu einer in der Abschlußmutter
vorgesehenen VerschraubUng 21. Nach Entfernen derselben können Geräte zur Prüfung
der Einspritzvorrichtung angcsclilossen «-erden.
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Die Kolben 1, 2 der Differentialpumpe sind voneinander getrennt. Der
große Kolben i wirkt während der Druckperiode auf den kleinen Kolben 2 ein, der
durch eine Feder i i bei entsprechend abgefallenem Druck im Motorzylinder zurückgeholt
wird und den großen Kolben i so weit mitnimmt, wie es die Reguliervorrichtung (s.
.später) zuläßt. Darüber hinaus kann der große Kolben i während der Saugperiode
noch einen weiteren Weg machen bis zu einem festen Anschlag 6, der auch die größte
Fördermenge der Pumpe begrenzt. Auch der Druckweg des großen Kolbens ist durch einen
festen Anschlag begrenzt.
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Der große Kolben i ist ferner zur Gewichtserleichterung hohl ausgebildet.
Er kann zur Verringerung der Massenkräfte aus Leichtmetall hergestellt werden und
eine verschleißfeste Schicht auf den Laufflächen erhalten. Der Hohlraum ist durch
die Düsenfeder g und den Düsenanschlag 6 fast völlig ausgefüllt, so daß nur verhältnismäßig
geringe Mengen verdichteter Luft eintreten können.
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Während des Einspritzvorgangs ist die Strömung der verdichteten Luft
zum großen Kolben durch Aufsetzen der Düsennadel 5' auf den Anschlag 6 unterbrochen
und ein Eintreten von Kraftstoff in den großen Pumpenraum verhindert. Die Unterbrechung
kann jedoch durch Quernuten am Anschlag verhindert werden, wenn dies erwünscht ist,
z. B. zur Erreichung eines Luftspeichereffekts bei entsprechend bemessenem Pumpenraum.
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Der große Pumpenraum steht auch unter der Wirkung des Verbrennungsdrucks
im Motorzylinder. Dadurch wird Druck und Temperatur der darin enthaltenen verdichteten
Luft erhöht. Die Wärmemenge ist aber wegen des beschränkten Luftquantums gering
und wird weggekühlt, wie <lies noch erläutert wird. Die Trennung der beiden Kolben
voneinander bietet noch den Vorteil, beide Teile unabhängig voneinander in den Pumpenkörper
einzupassen (zu läppen).
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Aus dem gleichen Grunde ist auch die Düsennadel geteilt ausgeführt
5, 5'. Beide Teile 5, 5" werden durch den Federdruck der Düsennadel dauernd dicht
zusammengehalten.
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Die Kraftstoffördermenge wird durch Begrenzung des Hubs vom kleinen
Kolben 2 geregelt Zu diesem Zweck wird eine Spindel 12 durch Rand oder Kegler betätigt,
an die der kleine Kolben 2 hei der Füllung des kleinen Pumpenraums mit Kraftstoff
anschlägt. Eine Stirnverzahnung ist auf das Spindelgewinde geschnitten, in welche
eine Zahnstange 13 für die Betätigung der Spindel eingreift. Der Weg der Zahnstange
ist nach beiden Richtungen durch einen Anschlag i:4 begrenzt. Der Anschlag dient
gleichermaßen auch zur Feineinstellung der Kraftstofffördermenge in den Endstellungen
der Regulierspindel.
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Die Spindel wird durch den verhältnismäßig geringen Druck der Rückholfeder
dauernd belastet. Der Kraftstoff wird dem kleinen Pumpenraum durch eine Leitung
18 unter dein Druck einer Kraftstofförderpumpe zugeführt, ein lZiichströinen aller
durch ein Abschlußorgan verhindert.
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Während des Ehpatisionsvorgangs im Motorzylinder tritt ein Rückströmen
der verdichteten Luft aus dem großen Pumpenraum in den Motorzylinder ein. Durch
diesen Strom wird der Düseinnund mittels entsprechender Bohrungen in der Düsennadel
saubergeblasen.
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Der Raum zwischen der großen und kleinen Kolbenlaufbahn steht entweder
mittelbar oder unmittelbar finit der Atmosphäre in Verbindung. Hier entsteht durch
die Bewegung des großen Kolbens ein Saugen und Drücken. Durch entsprechende Anordnung
von Ventilen und Kanälen in bekannter Weise kann dieser Raum als Pumprauni für eine
Kraftstoffzubringerpunipe benutzt werden. Der geförderte Kraftstoff kann dabei zur
Kühlung der Einspritzvorrichtung von innen benutzt werden.
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Es ist auch eine äußere Kühlung der Einspritzvorrichtung durch luftberührte
l'iplien ain Pumpenkörper vorgesehen.
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Durch eine besondere Leitung i9 wird in bekannter Weise das Lecköl
und die ain großen Kolben infolge mangelnder Abdichtung vorbeistreichende Luft abgeführt.
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In die Leckölleitung kann auch besonders bei Mehrzylindermotoren das
verbindende Reguliergestänge 2o, 2o' staubdicht eingebaut sein.
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Der große Kolben kann notfalls in bekannter Weise durch Kraftstoff
von der Zuführungsleitung aus oder aber durch Öl von Hand oder durch Anschluß an
die Motorschniierleitung geschmiert werden.
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Der Arbeitsvorgang ist folgender: In bekannter Weise wird der kleine
l'unilienrauni 2 'der Differentialpumpe Tiber ein Plattenventil 8 aus der Zuführungsleitung
18 finit Kraftstoff versehen. Durch die zentrische Bohrung in der Düsennadel 5,
5'
| tritt <1;e ini Nfotorzvliiiclcr verdichtete Luft in den |
| grt)!ie@i Pumpenraum der Differentialpumpe und |
| (Ii-iicl<t den großen Kolben i nach unten, wobei er |
| den kleinen 1'tlllll)elil<oll)eti 2 mitnimmt. Durch den |
| im kleinen Purnpetiraum ansteigenden Druck wird |
| die l)iiseiniadel 5, 5' nach L'1)erwindung der Span- |
| nung der Feder 9 angehoben und der Kraftstoff von |
| (lern kleinen Pumpenraum in den Motorzylinder ge- |
| spritzt, in welchem er unter kurzem Druckanstieg |
| verbrennt. Die Düsennadel 5, 5' wird dabei gegen |
| den _ltischlag 6 gedrückt und schließt den großen |
| Puml)enratiin ab. Nach Beendigung der Einspritzung |
| schliel.it sich die Düse wieder, der Druck im Ver- |
| brennungsraum fällt ab, und die Luft aus dem |
| großen 1'ulnpenrautn strömt in den Motorzylinder |
| zurück, wobei ein Teil derselben den Düsenmund |
| bestreicht und etwa zurückgebliebene Kraftstoff- |
| teilclien finit sich fortführt und io die Düse sauber- |
| li:ilt. |
| Durch die Feder i t wird der kleine Pumpen- |
| kolben 2 zurückgeholt, wobei er den großen Pumpen- |
| kolben i mitnimmt, und der kleine Pumpenraum |
| füllt sich wieder finit Kraftstoff. |
| Die Menge des Kraftstoffs wird durch Anschlagen |
| des 1<Icitic.l 1'uml)elll;()11)ells 2 an die Regulierspindel |
| 12 mittels des vorgesehenen Anschlags an der Düsen- |
| nadel 5 begrenzt. Die 1Zegulierspindel 12 wird in |
| bekannter Weise durch eine Zahnstange i3 betätigt, |
| die finit einer Einstellvorrichtung 1d versehen ist und |
| die nur bei Mehrzylindermotoren zur gleichmäßigen |
| z\l)stitiiuiuiig der Kraftstoffmengen notwendig ist. |