DE810558C

DE810558C - Brennstoffeinspritzung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE810558C
Application number: DE1949P0041594
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schindele
Original assignee: WILHELM SCHINDELE SEEG (KR FUESSEN)
Current assignee: WILHELM SCHINDELE SEEG (KR FUESSEN)
Priority date: 1949-05-04
Filing date: 1949-05-04
Publication date: 1951-08-13

Description

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen der zur Verbrennung kommende Brennstoff mittels einer Einspritzpumpe über Einspritzdüsen eingespritzt wird, ist zur Erreichung einer guten Zerstäubung des Brennstoffes der Einspritzvorgang zweckmäßig meistens so festgelegt, daß die Einspritzung bereits schon beendet ist, ehe der Pumpenkolben der Einspritzpumpe in Abhängigkeit seines Antriebes seine höchste Hubgeschwindigkeit und volle Hubhöhe erreicht hat.

Die Fördertätigkeit des Pumpenkolbens ist jedoch bei den Einspritzpumpen bekannter Art mit der Beendigung des Einspritzens noch nicht beendet, vielmehr vollzieht der Pumpenkolben noch einen Resthub, im Verlaufe dessen er über an seinem Boden ausmündende Nuten oder über andere Mittel, z. B. Ventile, Restflüssigkeit in den Brennstoffbehälter zurückfördert. Die volumetrischen Hohlräume dieser erforderlichen Nuten oder Bohrungen im Kolben und der Zylinderraum von der Phase der Beendigung des Einspritzens des Kolbens bis zur Beendigung des Kolbenhubes, d. h. zur Herbeiführung der oberen Totpunktlage, sind in diesem Falle zwangsläufig bedingt so groß, daß ohne gute Entlüftung eine Inbetriebnahme solcher Pumpen nicht möglich ist und bei Verwendung leicht verdunstbarer Brennstoffe wegen der Bildung von Brennstoffdampf in den vorhandenen Hohlräumen eine konstant bleibende genaue Brennstoffregelung und eine einwandfreie Arbeitsweise der Pumpe im betriebswarmen Zustand erfahrungsgemäß nicht aufrechterhalten werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Aufrechterhaltung der Beendigung des Einspritzens im Stadium hoher oder höchster Fördergeschwindigkeit des Kolbens das Vor-

handensein von Hohlräumen solchen Volumens auszuschließen, in denen eine Kompression vorhandener Gase über den Gegendruck der Einspritzdüse hinaus nicht erfolgen kann.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß man die jeweils einzuspritzende Brennstoffmenge vor Eintritt in den Pumpenzylinder abteilt und den Förderhub des Kolbens bzw. die Einspritzung unter Ausschaltung schädlicher Hohl-

*° räume in einem Stadium hoher Fördergeschwindigkeit unterbricht und der Antriebs- bzw. Kolbenresthub durch elastische, dem Einspritzdruck der Einspritzdüse übergeordnete entgegenwirkende Antriebs- oder Ausweichglieder aufgenommen wird.

Eine erfindungsgemäße Pumpe kennzeichnet sich durch ein den Kolbenförderhub unterbrechendes Widerlager und ein eine Unterbrechung des Antriebes ausschließendes elastisches Glied. Dabei kann in den Kolbenantrieb ein elastisches Glied

ao eingeschaltet sein, es kann aber auch der Zylinder-• boden entgegen einer Krafteinwirkung verschiebbar ausgebildet sein, z. B. einen belasteten Anschlagkolben darstellen. Die Einlaßsteuerung in den Pumpenzylinder ist regelbar. Sie besteht aus einem in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl angetriebenen Drehschieber, der eine beispielsweise stirnseitig auslaufende keil- oder kurvenförmige Steuernut besitzt und axial verstellbar ist.

Die Zeichnung zeigt in Abb. 1 bis 4 vier verschiedene beispielhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzpumpe im Schnitt. ν

Ein in dem Pumpenzylinder 10 arbeitender Pumpenkolben 11 wird gemäß allen Ausführungsformen durch eine Welle 12 angetrieben. Gemäß Abb. ι mündet stirnseitig in den Zylinder 10 eine zur Einspritzdüse führende Druckleitung 14, die durch ein federbelastetes Druckventil 13 dicht abgeschlossen wird. Der Boden 26 des Zylinders 10 ist als Anschlag des Kolbens 11 ausgebildet. Zwischen oberer und unterer Totpunktlage des Kolbens 11 führt in den Zylinder 10 ein Brennstoffzu- und Rückflußkanal 15, der in den Zylinder 16 einmündet. In diesem ist durch die Welle 12 verdrehbar und über eine Klauenkupplung axial verschiebbar ein Drehschieber 18 angeordnet, der eine in den Boden auslaufende Steuernüt 19 besitzt. Vom Zylinder 16 führt ein Kanal 17 zum Brennstoffvorratsbehälter. In die Antriebswelle 12 ist ein Nockenträger 21 geschaltet, der eine den Nockenstößel 23 des Kolbens 11 beeinflußende Rolle 22 trägt. Der kurbelartig ausgebildete oder exzentrisch gelagerte Rollenträger 21 ist mittels einer Torsionsfeder 24 gegen einen Anschlag 25 vorgespannt und stellt somit ein elastisches Glied dar, welches eine Weiterverdrehung des Nockenträgers 21 trotz Anschlag des Kolbens 11 gegen den Zylinderboden 26 gestattet. Der Anschlag ist vollzogen, ehe der Scheitel der Rolle 22 über den Stößelscheitel läuft, so daß eine Beendigung der Einspritzung bzw. eine Unterbrechung des Kolbenhubes in dessen Stadium hoher oder höchster Fördergeschwindigkeit vorliegt. Die Axialverstellung des Steuerkolbens 18 erfolgt durch eine Verstelleinrichtung 20, die zur Erreichung eiri'es idealen Brennstoff-Luft-Gemischverhältnisses, im gesamten Regelbereich, zweckmäßig über eine Kurvenscheibe, die !mit der Drosselklappe im Luftansaugrohr der Brennkraftmaschine verbunden ist.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Durch die Welle 12 wird über die Rolle 22 der Kolben 11 angetrieben. In der Zeichnung nimmt der Kolben 11 die obere Anschkgtotpunktlage ein, die Rolle 22 hat den Stößel· 23 noch nicht verlassen und wird in der Folge unter Beanspruchung der Torsionsfeder 24 den Stößel 23 überrollen. Ist das geschehen, so kehrt der Kolben 11 unter dem Einfluß der ihn belastenden eingezeichneten Feder in seine untere Totpunktlage zurück. Sobald der Kolben 11 · während seines Abwärtshubes bzw. der Drehschieber 18 den Brennstoffzufuhrkanal 15 freilegt, strömt zufolge des im Zylinder 10 bestehenden Vakuums Brennstoff in denselben, dessen Eintritt und Regelung durch den Drehschieber 18 drehzahlabhängig durch die Zeit bestimmt wird, während welcher der Drehschieber durch die Steuernut 19 den Kanal 15 freigibt. Durch Verändern der axialen Lage des Drehschieber kann die zuzuführende Brennstoffmenge zusätzlich willkürlich geregelt werden. Beim Förderhub wird der Kanal 15 durch den Kolben 11 oder den Drehschieber 18 abgeschlossen, und der im Zylinder 10 vorhandene Brennstoff wird über das Druckventil 13 in den Kanal 14 so lange zur Einspritzdüse des Motors verdrängt, bis der Kolben 11 gegen den Zylinderboden 26 anschlägt. Beim Anschlagen steht der Scheitel der Rolle 22 noch nicht auf dem Stößelscheitel, so daß sowohl das Einspritzen als auch die Fördertätigkeit des Kolbens 11 in dessen Stadium hoher Fördergeschwindigkeit beendet sind.

Es ist erkennbar, daß praktisch ein toter Raum nicht vorhanden ist. Der kleine verbleibende Hohlraum 27 wird erfindungsgemäß so klein gehalten, daß etwa vorhandene Gase eine so große Kompression erhalten, daß sie in der Lage sind, den Widerstand der Einspritzdüse zu überwinden. Da bei Veränderung -der Drehzahl des Motors bzw. der Pumpe auch die Zeitdauer der öffnung des Kanals 15 durch den Drehschieber 18 sich ändert, ist die Brennstoffzuteilung drehzahlabhängig. "»

Gemäß der Ausführungsform der Abb. 2 erfolgt der Antrieb des Kolbens 11 durch einen Nocken 12 über den Kölbenstößel 23, in dem ein vorgespanntes elastisches Ausweichglied 28 geschaltet ist, worauf sich der Pumpenkolben 11 abstützt. Der Nocken i2 hat zur Zeit des Kolbenanschlages gegen den Zylinderboden 26 die volle Hubhöhe noch nicht erreicht, und der Resthub des Nockenantriebes wird von dem Ausweichglied 28 aufgenommen. Die Regelung und Wirkungsweise ist hierbei wie beim i»o ersten Ausführungsbeispiel.

Gemäß der Ausführungsform der Abb. 3 ist in dem Zylinder 10 ein durch eine Feder 30 belasteter Anschlagkolben 29 angeordnet, dessen Tief lage durch einen Bund fixiert ist und die Aufgabe eines verschiebbaren Zylinderbodens erfüllt und den

Anschlag für den Förderkolben 11 vor Erreichen seiner höchsten Hubstellung darstellt. Der Förderhub bzw. die Einspritzung wird in diesem Moment beendet, wenn der Kolben ii gegen die Stirnfläche des Ausweichkolbens 29 anschlägt bzw. derselbe bei Ausführung seines Resthubes die Bohrung zum Raum 27 übersteuert. Die Wirkung der Feder 30 ist notwendig stärker als der Widerstand der Einspritzdüse des Motors, und die Belastung des Ausweichkolbens 29 ist durch die Feder 30 so hoch gewählt, daß vor einer vollständigen Übersteuerung der Bohrung 27 durch den Kolben 11 der Brennstoff restlos in die Druckleitung 14 gedrückt ist. Gemäß der Ausführungsform der Abb. 4 schließlieh ist der Anschlagkolben durch ein komprimiertes Gaspolster 31 belastet, das über eine Flüssigkeitssäule auf den Querschnitt des Ausweichkolbens 29 wirkt, erfindungsgemäß ist jede andere elastische Belastung des Ausweichkolbens 29 denkbar.

Durch den Anschlag des Kolbens 11 gegen den Zylinderboden 26 bzw. gegen den Anschlagkolben 29 ist der tote Raum auf ein Mindestmaß am Ende der Einspritzung beschränkt, er läßt sich noch weiter verkleinern, wenn an Stelle der Kugelventile 13 Kegelventile verwendet werden. Jedenfalls ist der Totraum so klein zu halten, daß die im Pumpenzylinder etwa vorhandenen Gase zufolge ihres erreichbaren hohen Kompressionsdruckes den Widerstand der Einspritzdüse überwinden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Brennstoffeinspritzung für Brennkraftmaschinen, denen der Brennstoff mittels einer Einspritzpumpe über Einspritzdüsen in den Brennraum der Maschine eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einzuspritzende Brennstoffmenge vor Eintritt in den Pumpenzylinder (10) durch eine verstellbare drehzahlabhängige Einlaßdrosselregelung (17, 18, 19 und 20) geregelt wird und die Beendigung der Einspritzung unter Ausschaltung schädlicher Hohlräume im Pumpendruckraum in einem Stadium hoher Fördergeschwindigkeit durch ein den'Förderhub beendendes Widerlager (26 oder 29) und ein das Aufliegen des Punipenkolbens (11) zulassendes elastisches Glied erfolgt.
2. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches und vorgespanntes, demEinspritzdruck derEinspritzdüse übergeordnetes und entgegenwirkendes Ausweichglied den Antrieb- bzw. Kolbenresthub aufnimmt.
3. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kolbenantrieb ein elastisches Glied geschaltet ist (Abb. 1).
4. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kolbenantrieb (12) und den Pumpenkolben (11) ein elastisches Glied (28) eingebaut ist (Abb. 2).
5. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1 und 2_S dadurch gekennzeichnet, daß das Ausweichglied als Zylinderboden entgegen einer Krafteinwirkung verschiebbar ausgebildet ist (Abb. 3 und 4).
6. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden durch einen belasteten Anschlagkolben (29) gebildet ist.
7. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß des Brennstoffzuflußkanals (15) regelbar ist.
8. Brennstoffeinspritzung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßsteuerung aus einem in Abhängigkeit von der jeweiligen Pumpendrehzahl angetriebenen Drehschieber besteht, der eine keil- oder kurven-' förmige Steuernut (19) besitzt und axial verstellbar angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1175 8.51