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Brennstoffverteiler für mehrzylindrige Einspritzbrennkraftmaschinen
von Kraftfahrzeugen Brennstoffverteiler, insbesondere für nielir7vIindrige Einspritzbrennkraftmaschinen
von Kraftfahrzeugen mit einem in einer Büchse umlaufenden Verteilerschieber sind
bereits bekannt. Diese bekannten Verteiler haben den Nachteil, daß ihre Teillieferungsmengenvon
der Drehzahl des Verteilerschiebers abhängig sind insofern, als diese Teilmengen
bei langsam umlaufendem Verteilerschieber größer und hei schneller umlaufendem Verteilerschieber
entsprechend kleiner sind. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die zu verteilende
Flüssigkeitsmenge von einer Akkumulierpumpe gefördert wird. die den Treibstoff auf
Einspritzdruck bringt, wobei eine Vorrichtung dafür sorgt, daß der Einspritzdruck
möglichst konstant gehalten wird. Der konstante Druck hat wiederum eine konstante
Strömungsgeschwindigkeit zur Folge, mit welcher die Flüssigkeit dem Verteiler zu-
und zum Eitispritzventil abströmt. Die Öffnungszeit der durch den Verteiler freigegebenen
Leitungen ist aber bei verschieden hohen Drehzahlen verschieden groß. L'in nun die
zum Einspritzventil gelangenden Treibstoffmengen bei allen Drehzahlen gleich groß
bemessen zu können, versuchte man bisher durch besondere Vorrichtungen den Druck
der Flüssigkeit so zu verändern, daß bei hohen Drehzahlen, die gleichbedeutend sind
mit kleinen Öffnungszeiten, der Einspritzdruck so weit erhöht wird, daß die gleiche
Treibstoffmenge hindurchströmt wie bei niedrigen Drehzahlen. Solche Vorrichtungen
sind außerordentlich kompliziert und im Betrieb unzuverlässig. Außerdem ist es in
der Praxis unmöglich, die Steuerkanten so auszubilden, daß bei einem mehrzylindrigen
Einspritzverteiler die Öffnungszeiten der einzelnen Segmente ganz genau gleich groß
sind; vor allem birgt die Herstellung und die genaue
Winkelteilung
bei der Oberflächenbehandlung der Steuerkanten bei den bekannten Verteilern noch
eine Reihe von Ausschußmöglichkeiten in sich.
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Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Übelstand und besteht in
einem Verfahren zum Zuführen von Flüssigkeiten, insbesondere von Brennstoff nach
den Einspritzdüsen von Brennkraftmaschinen. Die Erfindung besteht darin, daß die
pro Arbeitsspiel einzuspritzende Flüssigkeitsmenge den nach den Einspritzdüsen führenden
Leitungen unabhängig von der Zuströmgeschwindigkeit und unabhängig vom Förderdruck
der zu verteilenden Flüssigkeit zugemessen wird, und zwar erfolgt die Zuteilung
außerhalb des Verteilers durch einen frei fliegenden Kolben, dessen verstellbarer
Hub die Einspritzmenge bestimmt und der durch den Druck der zu verteilenden Flüssigkeit
selbst gesteuert wird.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem :Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i einen Querschnitt durch einen Flüssigkeitsverteiler für eine
zwölfzylindrige Brennkraftmaschine im Querschnitt nach Linie A-A von Abb. 2, Abb.2
den Flüssigkeitsverteiler teilweise in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt
nach der Linie B-B von Abb. i, Abb.3 ein Abwicklungsschema der den Drehschieber
einschließenden Laufbüchse.
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Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist in der Bohrung i einer in
ein Gehäuse 2 eingesetzten Büchse 3 ein Drehschieber 4 gelagert. Dieser ist auf
einer Seite mit kurzen, in einigem Abstand voneinander und gleich hoch angeordneten
Nuten 5, 6 (Abb. i) und auf der Gegenseite mit längeren achsparallelen Nuten 7 versehen,
und zwar zweckmäßig derart, daß in der Querprojektion nach Abb. 2 gesehen die Umrisse
der Nuten 5, 6 die Grenzfelder für den Umriß der längeren Nut 7 bilden. Außerdem
weist der Drehschieber 4 eine mittlere Bohrung 8 auf. Die Nuten 5 und 6 stehen durch
je eine radiale Bohrung 9 und io mit der Bohrung 8 in Verbindung. Die Büchse 3 weist
ebenfalls eine Anzahl radialer Bohrungen auf, und zwar im Bewegungsbereich der Nut
5 die Bohrungen i 1, 12, 13 (Abb. i) und im Bewegungsbereich der Nut 6 die Bohrungen
14, 15 und 16. Die obengenannten Radialbohrungen sind derart über den Umfang des
Drehschiebers 4 verteilt, daß ihre Achsen jeweils einen Winkel von 6o° einschließen.
Diesen Bohrungen gegenüber sind die Nuten 5 und 6 mit ihren Bohrungen 9 und io und
die Nut 7 um i8o° zueinander versetzt, wie das Abwicklungsschema nach Abb. 3 zeigt.
Außerdem sind im Bereich der Bohrungsgruppen 11 bis 13 und r4 bis 16 im Gehäuse
2 zwei die Büchse 3 unmittelbar umgebende Ringnuten 18 und i9 angeordnet (Abb.2).
Außerdem liegen im Bereich der verschiedenen Einstellagen der Nut 7, über den inneren
Umfang der Büchse 3 verteilt, die Mündungen von nach den Druckstutzen 2o, 21, 23,
24 und 25 führenden Leitungen.
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Unterhalb der bisher beschriebenen Anordnung sind quer zur Achse des
Drehschiebers 4 eine Stellmutterhülse 26 mit einer äußeren Verzahnung 27 und Innengewinde
28 sowie axial hierzu ein kleiner Zylinder 29 angeordnet. Das Inneiige« finde
28 der Hülse 26 steht mit dem Außengewinde einer Führungsbüchse
30 im Eingriff, und in die Außenverzahnung 27 der Hülse 26 greift eine parallel
zur Achse des Drehschiebers 4 bewegliche Zahnstange 31
ein. Aus dem Hohlraum
der Schraubhülse 26 ragt-ein axialer Stift 32 heraus und in eine Mittelbohrung 33
der Führungsbüchse 30 hinein, wobei sich die Bohrung 33 unmittelbar an den
Zylinder 29 anschließt. Im Zylinder 29 gleitet ein frei fliegender Kolben
34
mit je einem Anschlag 35 und 36 an jedem Stirnende. Die Anschläge sorgen
dafür, daß in jeder Endstellung des Kolbens 34 ein kleiner Zylinderraumspalt 29b
und 29e aufrechterhalten bleibt. Der Hut> des Kolbens 34 kann durch den :\xialstift
32 der Schraubhülse 36 von Null bis zu einem Höchstwert stufenlos verändert werden.
1)er Zylinderraum 29b steht über einen Kanal 3; mit der Ringnut 18 in Verbindung.
Die Ringnut t9 ist durch einen Kanal 3,'z und eine Bohrung 39 mit dem Zylinderraum
29c verbunden. Axial zum Drehschieber 4 ist in einem Deckel 4o an einem Stirnende
des Gehäuses 2 eine Flüssigkeitszuleitung 41 angeordnet. Der .,\ntriel> des Drehschiebers
4 erfolgt auf der Gegenseite durch eine Welle 42.
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In dem gleichen Gehäuse 2 befindet sich neben der oben beschriebenen
Verteilerabordnung eine genau gleiche Verteileranordnung, deren in der Abb. 2 sichtbaren
Teile mit dem Buchstaben a zusätzlich gekennzeichnet sind.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung nach der Erfindung ist
folgende: Die zu verteilende Brennstoffflüssigkeit fließt durch die Leitung 41 der
Axialbohrung 8 des Drehschiebers 4 zu, der durch die Welle 42 angetrieben wird.
Der Hut> des Kolbens 34 ist durch eine entsprechende Axialeinstellung von der Zahnstange
31 her durch den Stift 32 geregelt. Die Druckflüssigkeit fließt der Bohrung 8 unter
einem solchen Druck zu, daß selbst bei der höchsten in Betracht kommenden Drehzahl
des Drehschiebers 4 ein ausreichender Flüssigkeitszufluß durch alle Kanäle und nach
allen Räumen des Flüssigkeitsverteilers sichergestellt ist. Zur Erläuterung der
weiteren Wirkung des Erfindungsgegenstandes sei eine Stellung des Drehschiebers
nach den Abb. 1 bis 3 herausgegriffen. Bei einer solchen Drehschieberstellung tritt
die Flüssigkeit aus der Bohrung 8 über die Bohrung 9, Nut 5 und Bohrung i i zunächst
in die Ringnut 18 über und von da über den Kanal 37 in den Zylinderraum 29b ein.
Demzufolge wird der Kolben 34 nach links verschoben und dieser treibt die im Zylinderraum
29c stehende Flüssigkeit über die Bohrung 38 in den Kanal 39 aus und in die Ringnut
i9 hinein. Bei der Drehschieberstellung,bei welcher die.Nut 5 vor dem Durchlaß i
i liegt, steht die Nut 7 dem Durchlaß 16 gegenüber. Dabei stellt die Nut 7 eine
räumliche Verbindung zwischen dein Durchlaß 16 und der Druckleitung 24 her, wie
aus Abb. 3 zu ersehen ist. Demzufolge kann die Flüssigkeit in der Ringnut i9, welche
sich in Abb. i mit der Ringnut 18 deckt, durch die Öffnung i6 und die Nut 7 nach
der Leitung 24 überströmen, wie (las Schema der Abb. 3 zeigt. Die Leitung 24 führt
nach
eilleill Breulistofeinspritz-,elltil eifies Arbeitszylinders
der Breunkraftnlaschine.
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Hat sich der Drehschieber .I um einen \1'illkel von 6o° in Pfeilrichtung
nach Abb. 3 weitergedreht, so tritt die Nut f> vor die Öffnung 15. Dadurch kommt
folgende räumliche Verbindung zustande: Drehschiel>erbohrung 8, Bohrung io, Nut
6, Bohrung 15, Ringnut 19, Kanal 39, Bohrung 38 und Zylinderraum 29c. Dementsprechend
wird der Kolben 3.4 unter dem Druck der aus der Drehschieberbohrung8 zuströmenden
Flüssigkeit wieder in seine alte, in .\1>1>. 1 dargestellte Lage zurückverschoben.
Dabei tritt die im Raum 29b stehende Flüssigkeit in genau dosierter Menge ül>c r
den Kanal 37 in die Ringnut t g über. (gleichzeitig verbindet die Nut 7 in der nunmehrigen
Schieberstellung die all der Ringnut 18 liegende Bohrung 13 mit der Druckleitung
25. und <nie durch den Kolben 31 zugeteilte Flüssigkeitsinengewird durch diese
Leitung ihrem Verwendungszweck zugeführt. .\tlf die gleiche Weise vollzieht sich
der Dosierungsvorgang und die Zuleitung der dosierten Brennstoffmenge bei den übrigen
Schieberstellungen.
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Durch die dosierende Wirkung des liolbens 3.4 ist (las Volumen der
zu verteilenden Brennstoffteilmengen von der Drehzahl des Drehschiebers abh:ingig
gemacht. Voraussetzung ist jedoch, daß der Flüssigkeitsdruck groß genug ist, tun
selbst bei den höchsten in Betracht kommenden Drehzahlen alle Reihungswiderstände
in den Leitungen und an den Durchlässen zu überwinden und in der Lage ist, den Dosierungskolben
aus der einen Endstellung in die andere zu bewegen. Ob der Flüssigkeitsdruck
sich mit zunehmender Drehzahl ändert oder gleichbleibt, ist für die Größe der Teilbrennstoff
mengen unwesentlich. Der Einspritzvorgang dauert immer genau so lange wie der Hul>
des Dosierungskolbens. Eine Veränderung dieser Teilmengen kann nur durch eine Regelung
des Kolbenhubes mittels der Zahnstange 31 über den Stift 32 der Schraubhülse 26
erfolgen. Die Verstellung der Zahnstange 31 kann von Hand oder automatisch geschehen.
Die automatische Regelung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl
oder aber von sonst einer beliebigen Funktion der Brennkraftmaschine oder vom Druck
und der Temperatur der Auflade- oder :\tniosphärenluft. :11s automatisch wirkender
Regler kann jeder beliebige, sonst bei Einspritzpumpen verwendete Regler angeordnet
werden. Durch eine Nebeneinanderanordnung von mehreren der oben beschriebenen Verteilervorrichtungen
ist es möglich, beliebig viele Zylinder oder Einspritzventile mit Brennstoff zu
versorgen. Ist die Zahl der "Zylinder eine ungerade, so läßt man den Drehschieher
bei Viertaktmotoren mit halber Nockendrehzahl umlaufen und ordnet doppelt so viele
Bohrungen in der Büchse 3 an als Motorzylinder vorhanden sind. Durch diese Maßnahme
werden gerade Durchtrittsschlitzezahlen erreicht, und durch Kurzschluß von je zwei
zusammengehörenden Druckleitungen wird (nie richtige "Zahl der 1\nschlüsse erhalten.
Der hlüssigkeitsve rteiler kann für Flüssigkeiten aller .\rt verwendet werden. insbesondere
auch für solche Brennstotfe, z. B. Benzin, welche selbst keine Schmierwirkung ausüben,
weil der Drehschieber auf einfache ,Weise nach der Art der üblichen Lagerschmierungen
zusätzlich geschmiert werden kann. Der Dosierungskolben mit seiner Regeleinrichtung
kann auch anderweitig angeordnet sein. Der Antrieb des Drehschiebers erfolgt zweckmäßig
durch die Brennkraftmaschine. Es kann dieser aber auch in solchen Fällen, wo dies
zweckdienlich erscheint, getrennt erfolgen.