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Einspritzvorrichtung. für Brennkraftmaschinen mit durch den Gasdruck
im Arbeitszylinder betriebener Einspritzpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit durch den Gasdruck im Arbeitszylinder
betriebener Einspritzpumpe, bei welcher ein federbelastetes, selbsttätiges Einspritzventil
verwendet und der Übergang des Brennstoffes von der Brennstoffpumpe zum Arbeitszylinder
durch ein Steuerorgan beeinflußt wird. Bei bekannten Ausführungen derartiger Vorrichtungen
liegt das Steuerorgan in einer Abzweigung der Brennstoffleitung und beherrscht die
Verbindung zwischen der Brennstoffleitung und einem Brennstoffsammelraum. Das Steuerorgan
ist für gewöhnlich geöffnet, so daß bei nicht erfolgender Einspritzung ein Kreislauf
für den Brennstoff geschaffen ist. Erst bei Absperrung -des Steuerorgans kann der
Druck in der Brennstoffleitung so weit ansteigen, daß er das federbelastete Einspritzventil
aufzudrücken vermag.
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Diese Ausführung hat den Nachteil, daß die Brennstoffpumpe zur Erhaltung
des Kreislaufes des Brennstoffes mehr Arbeit zu leisten hat und daß bei Abschluß
des Steuerorgans in der Brennstoffleitung erst der erforderliche Öffnungsdruck.
für das Einspritzventil geschaffen werden muß. Dadurch sind Verzögerungen in der
Einspritzung unvermeidbar, die sich auch mit wechselnder Belastung der Maschine
ändern werden.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden und um die Einspritzung vollkommen
zu beherrschen, sieht die Erfindung vor, daß das als Absperrorgan in die von der
Pumpe zum Brennstoffeinspritzventil führende Druckleitung eingebaute Steuerorgan
zu Beginn
der Einspritzung kraftschlüssig, z. B. durch eine Feder,
aufgesteuert und nach der Einspritzung des Brennstoffes formschlüssig durch ein
Steuergestänge in die Schließlage zurückgeführt wird. Dies kann durch die Verwendung
eines symmetrisch ausgebildeten Steuernockens oder Steuerexzenters zum Antrieb des
Steuergestänges und Veränderung des Einspritzpunktes durch Verschiebung einer vom
Steuernocken bzw. -exzenter bewegten Schwenkrolle aus der Symmetrieachse erreicht
werden.
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Wie diese Vorrichtung zweckmäßig im einzelnen durchzubilden ist, soll
an Hand der Zeichnung erläutert werden, die schematisch ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes wiedergibt.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch den Arbeitszylinder mit den Steuerorganen;-Fig.
2 bis 5 erläutern -verschiedene Stelhingeri der Steuerung. - -Im Brennkraftzylinder
i, der durch den Zylinderdeckel 2 abgeschlossen ist, arbeitet ein Kolben 3, der
im oberen Totpunkt eingezeichnet -ist.' Der Zylinder i ist in einen Mantel 4 eingesetzt
und wird durch eine Kühlung im Raum 5 gekühlt. Der Zylinderdeckel 2 trägt das federbelastete,
selbsttätig wirkende Einspritzventil 6, die pneumatisch arbeitende Brennstoffpumpe
7 und das Gehäuse 8 für das Steuerorgan g.
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Durch den Kanal i,i treten die Gase des Verbrennungsraumes nö in die
Brennstoffpumpe 7 über und wirken auf den Gaskolben 12- und den Pumpenkolben z3.
Zwischen dem Gaskolben ie und dem Pumpenkolben 13 ist eine Feder 14 vorgesehen.
Die.Verwendung einer gleichsinnig mit dem Gasdruck auf den Kolben der pneumatischen
Pumpe 13 wirkenden Feder 14 hat den Vorteil, daß sich der Brennstoffdruck während
der - Einspritzung viel weniger ändert, als wenn der Birennstoffpumpenkolben nur
unter dem Einfluß des Gasdruckes allein stehen würde. In der Tat ist in der untersten
Stellung des Kolbens 12 der Gasidruck am kleinsten, dagegen die Spannung der Feder
14 am größten. In der obersten Stellung des Kolbens 1i3 liegt der Fall umgekehrt.
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Mit der Brennstoffpumpe 7 ist ein Sammelraum 15 verbunden, der den
Brennstoff durch eine nicht gezeichneteBrennstoffpumpe zugeführterhält,indem er
zu einem beliebigen Zeitpunkt einer Umdrehung durch die Leitung 16 -in den Stammelraum
15 geschoben wird. Bei genügend tief abgesunkenem Druck unter dem Gaskolben 12 schiebt
eine Feder 1,7 den Speicherkolben 18 nach unten. Der Brennstoff strömt durch das
Saugventil ig in den Pumpen-.raum r9'.
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Beim Druckhub der Pumpe 7 wird zuerst die im Druckraum der Pumpe und
in der Leitung 21 eingeschlossene Brennstoffmenge verdichtet. Beim Öffnen des Steuerorgans
8 wird nun das Druckventil 2o voll geöffnet und der Brennstoff durch die Leitung
21 und durch das Einspritzventil 6- in den Verbrennungsraum eingespriftt. Das Einspritzventil
6 besitzt eine Nadel 22, die durch eine Feder 23 belastet ist. Im Speicherraum 15
ist ein Überlauf 24 vorgesehen, der so bemessen ist, daß er nicht mehr als die für
eine einmalige Einspritzung bei. Überlast notwendige Brennstoffüllung aufzunehmen
hat und die überflüssige Brennstoffmenge entweichen läßt. Dadurch werden schädliche
Drucksteigerungen in den Brennstoffleitungen verhindert.
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Der Schieber g des Steuerorgans 8 wird von einer Steuerwelle 2,6 unter
Verwendung einer Schwenkrolle 27 angetrieben, welche j e nach der Last eine Veränderung
des Einspritzzeitpunktes erlaubt. Der Antrieb der Schwenkrolle 27, kann durch einen
Nocken 28 erfolgen, der auf der Nockenwelle 2,g sitzt. Auf dem Zylinderdeckel 2
ist ein Hebelab vorgesehen, der einerseits durch das eine Ehde 31 mit dem Schieber
g des Steuerorgans 8 und andererseits -durch das andere Ende 32 mit der Schwenkrolle
27 verbünden ist. Dier Hebel 3o kann durch einen Exzenter verstellt werden. Die
Exzenterwelle 33 kann beispielsweise derart mit der Anlaß= vorrichtung gekuppelt
sein, daß, der Steuerschieber g während der Anlaßperiode so weit niedergedrückt
wird, daß dem Brennstoffventil 22 kein Brennstoff zuströmen kann.
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- DieWirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Der für eine Einspritzung
erforderliche Brennstoff wird durch eine nicht gezeichnete Brennstoffpumpe abgemessen
und, zu einem beliebigen Zeitpunkt einer Umdrehung durch die Leitung 16 in den Speicherraum
15 geschoben.- Der Speicherkolben iß ist durch eine Feder 1,7 belastet. Bei genügend
tief abgesunkenem Druck unter dem Gaskolben 12 schiebt die Feder 14 den Brennstoff
in die Einspritzpumpe hinüber. Der Kolben 1,3 ist mit dem Gaskolben ie verbunden,
welcher über den Kanal i i beständig unter dem Gasdruck im Verbrennungsraum io,
des Motors steht. Durch die Feder 14 -wird der Kolben i2 unabhängig vom Druck im
Zylinder beständig nach oben gedrückt.
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Unter dem Einflurß des Gasdrucks im Zylinder wird die in der Pumpe
7 und der Leitung 21 enthalteneBrennstoffmengeverdichtet. Zum geeigneten Zeitpunkt,
im allgemeinen kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens, öffnet der Schieber 9 den
Übertritt zum Brennstoffventil. Durch den Nocken 28 wird der Schwenkhebel
27 gehoben, der Schieber jgeht nach unten, und dieVerbindung zwischen der
Leitung 2,1 und dem Schieber g wird unterbrochen.
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Sollte aus irgendeinem Grunde , der Schieber 9 steckenbleiben, so
sammelt sich der Brennstoff im Speicherraum 15 und hebt den Kolben 18 so lange an,
bis die Überlauföffnung 24 sich :öffnet. Der Speicherkolben i8 übernimmt damit gleichzeitig
die Funktionen eines Sicherheitsventils. Unter Umständen kann es angezeigt sein,
den Speicherkolben r8 bei seinem Niedergang durch einen Feder- oder Flüssigkeitspuffer
aufzufangen.
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Die Öffnung des Schiebers 9 kann allmählich erfolgen, um den zeitlichen
Verlauf des Einsatzes der Verbrennungsmaschine zu beherrschen, indem der Nocken
28 beispielsweise als Exzenter ausgebildet oder am Schieber 9 das Profil der steuernden
Ringnute
so ausgebildet ist, daß anfänglich nur ein kleiner Übertrittsquerschnitt
vorhanden ist. Auch die Steuerung des Schiebers 9 ist in der Weise angeordnet, daß
ein Festhängen des Schiebers 9 in geöffneter Stellung ausgeschlossen ist, indem
der Schieber 9 mechanisch in seine Schlußstellung zurückgeschoben wird. Durch Verwendung
eines symmetrisch ausgebildeten und mit der Symmetrieachse auf den Kolbentotpunkt
des Motors eingestellten Steuernockens oder Steuerexzenters 28 und Veränderung des
Einspritzpunktes mittels Schwenkrolle 27 wird der Vor- und Rückwärtsgang mit ein
und demselben Steuernocken erreicht.
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Die Stellung des Steuerschiebers g zeigt Fig. 2 kurz vor dem Augenblick
der Öffnung 40 zwischen der Leitung 2.1 und dem Brennstoffventil 6. In Fig. 3 ist
in der Gegend des unteren Totpunktes des Kolbens 3 die Stellung des Steuerschiebers
9 dargestellt.
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Fig. ¢ zeigt die Stellung des Steuerschiebers 9 bei Rückwärtsgang,
indem durch Verdrehen der Regelwelle 26 der Schwenkhebel 27 in die zur Vorwärtsstellung
symmetrischeLage zumSteuernocken 28 zurückgebracht wird. Der Steuerschieber 9 hat
die Diurchfluß5ffnung 4o-, die mit dem Brennstoffventil 6 in Verbindung steht, bereits
zur Hälfte abgedeckt.
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Während der Anlaßperiode (Fig.5) kann durch Verdrehen der Anlaßwelle
33 der Steuerschieber 9 auf dem ganzen Bereich die Durchflußcffnungen 4o nicht mehr
abdecken. Dadurch wird vermieden, daß hochverdichtete Anlaß'luft und Brennstoff
gleichzeitig im Zylinderraum i.o vorkommen und zu Fehlzündungen führen. Die Anlaßwelle
33 wird wieder zurückgedreht, sobald der Motor durch die Anlaßluft in Gang gesetzt
worden ist.