DE875103C - Verfahren und Vorrichtung zur Erhoehung der Klopffestigkeit von Brennstoffen fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Klopffestigkeit von Brennstoffen für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb von Brennkraftmaschinen, bei welchen dem Brennstoff kurz vor seiner Zuführung zum Maschinenzylinder ein Zusatz von Klopfverminderungsmitteln beigemischt wird.
• Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß zur Schmierung einer in der Brennstoffzuleitung angeordneten Fördereinrichtung, insbesondere der Einspritzpumpe, ein die Klopffestigkeit erhöhender Schmierstoff, z. B. eine Schmierflüssigkeit auf aromatischer Basis, oder eine Flüssigkeit mit ähnlichem Aufbau wie dieses, wie a-Methylnaphthalin verwendet wird-. In besonders zweckmäßiger Weise wird hierbei der die Klopffestigkeit erhöhende Schmierstoff dem Brennstoff in dosierter Menge zugesetzt. Die Dosierung erfolgt vorteilhaft unmittelbar durch die der Schmierung unterliegende Einrichtung, insbesondere durch den Pumpenkolben der Brennstoffeinspritzpumpe. Des weiteren kann die Menge des dem Brennstoff zuzusetzenden Schmierstoffes, insbesondere zur Vergrößerung der Zusatzmenge bei Startleistung oder bei sonst erforderlicher erhöhter Leistung der Maschine, regelbar sein.
• Die Erfindung geht hierbei von folgenden. Überlegungen aus: Es ist in der Regel notwendig, die Kolben von Einspritzpumpen, insbesondere von solchen Einspritzbrennkraftmaschinen, welche mit nicht schmierendem Kraftstoff, z. B. Benzin, betrieben werden, besonders zu schmieren. Hierbei läßt -es sich nicht vermeiden, daß, infolge der Pumpwirkung des Kolbens Teile des Schmieröles in den Pumpenraum übertreten und sich mit dem Kraftstoff vermischen. Da jedoch Schmieröl normalerweise eine klopferniedrigende Wirkung besitzt, wird die Klopffestigkeit des Brennstoffes in ungünstiger Weise verringert. So bewirkt beispielsweise ein Gehalt von 5 % Schmieröl im Brennstoff eine Erniedrigung der Klopffestigkeit und damit auch der zulässigen Leistung der Maschine um etwa roo/o. Die Erfindung macht sich diese Erscheinung nun in umgekehrtem Sinn zunutze, indem sie an Stelle des üblichen Schmieröles solche Schmierstoffe für die Fördereinrichtungen des Brennstoffes, insbesondere für die Brennstoffeinspritzpumpe, verwendet, welche bei ihrer Mischung zum Brennstoff eine die Klopffestigkeit desselben erhöhende Wirkurig ausüben. Derartige Schmierstoffe haben allerdings in der Regel eine geringere Schmierfähigkeit als die üblichen Schmieröle. Dieser Nachteil ist jedoch bei der Anwendung auf die Fördereinrichtungen des Brennstoffes verhältnismäßig gering, zumal erfahrungsgemäß in diesem Fall geringere Anforderungen an die Schmierfähigkeit des Schmierstoffes als in anderen Fällen, z. B. bei der Schmierung der Triebwerksteile des Motors, zu stellen sind.
• Statt üblicher Schmieröle kann demnach ein aromatischer Stoff mit einer geringeren Schmierwirkung, aber einer die Klopffestigkeit erhöhenden Wirkung verwendet werden; beispielsweise ergibt ein Zusatz von 2 % a-'\,Iebh-^lnalrhthalin zum Brennstoff eine Erhöhung der Klopffestigkeit und damit der zulässigen Leistung von ungefähr 6°/0.. Statt a-Metliylnaphtihalin kann natürlich auch einanderer entsprechend wirkender Stoff verwendet werden, wobei aus praktischen Gründen z. B. eine ähnlich zusammengesetzte, etwas zähere Flüssigkeit als der genannte Stoff in Betracht kommt.
• Zur Dosierung der .dem Brennstoff beizufügenden Schmierstoffmengen können beispielsweise' im Brennstoffpumpenkolben oder im Pumpenzylinder Zuteilungskanäle, wie feine Längsrillen od. dgl., vorgesehen sein, durch welche die Zuführung des Schmiermittels zum Brennstoff periodisch, z. B. im Saughub oder in .der Nähe des unteren Totpunktes des. Pumpenkolbens, erfolgt.
• Durch die Erfindung ist es in. besonders einfacher und zweckmäßiger Weise möglich, eine hochwertige, eine Leistungserhöhung der Maschine gewährleistende Kraftstoffmisrhung zu erzielen, welche normalerweise in Brennkraftmaschinen nicht verwendet werden kann, weil z. B. die Haltbarkeit derartiger Mischungen teilweise nur außerordentlich kurzdauernd ist. Des weiteren. hat das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere wenn eine Regelbarkeit der -beizumischenden Schmierstoffmengen vorgesehen ist, den Vorteil einer augenblicklichen Umstellungsbereitschaft im Gegensatz zu denjenigen Verfahren, bei welchen das ganze Einspritzsystem auf einen. höherwertigen Kraftstoff ' umgeschaltet wird, daeinederartigeUmstellung notwendigerweise nur unter Zeitverlust erfolgen kann. In der Zeichnung ist eine Brennstoffeinspritzpumpe schematisch dargestellt, mit welcher sich das erfindungsgemäße Verfahren erzielen läßt, wobei Abb. r einen Längsschnitt durch die Pumpe und Abb. 2 einen Querschnitt mach der Linie 2-2 der Abb. z zeigt.
• In dem Pumpengehäuse a wird ein Kolben b durch den von der Brennkraftmaschine im Takt angetriebenen Nocken c nach aufwärts und durch eine Feder d nach abwärts bewegt.
• Die Zuleitung des Brennstoffes erfolgt durch eine Einlaßleitung e, in welcher sich ein Drosselorgan f befindet. Die zur Einspritzdüse führende Druckleitung h wird durch ein federbelastetes Ventil i abgesperrt.
• Zur Schmierung des Pumpenkolbens mündet eine Schmierleitung k mit einem Rückschlagventil l beispielsweise auf der Zylinderlauffläche des Kolbens derart ein, daß sie im unteren Kolbentotpunkt mit einer feinen Längsrille m in Verbindung steht, die sich bis zum oberen Ende des Pumpenkolbens erstreckt. Eine oder mehrere hierzu in Umfangsrichtung versetzte Nuten ic können nach Drehen des Kolbens durch die Zahnstange o und das Zahnrad p mit der Zuleitung k des Schmierstoffes in Verbindung gebracht werden. Zur Verteilung des Schmierstoffes über dem Umfang der Zylinderlaufbahn dient beispielsweise eine Ringnut q.
• Die Wirkungsweise der Einrichtung ergibt sich hieraus wie folgt: Beim Abwärtshub des Pumpenkolbens b wird unter Abschluß des Druckventils i im Pumpenraum ä ein Vakuum erzielt, welches nach Freilegung der Saugleitung e durch den Kolben in dessen unterem Totpunkt je nach der Stellung des Drosselventils f mehr oder weniger mit Brennstoff aufgefüllt wird.
• Gleichzeitig kann beim Abwärtshub des Kolbens Brennstoff beispielsweise unter einem gewissen Druck durch die Leitung k der Kolbenlauffläch ,e zufließen, wobei am Ende des Kolbenhubes in der Nähe des unteren Totpunktes desselben ein Teil des Schmierstoffes durch die feine Längsrille m in den Pumpenraum d übertritt und sich hierbei mit dem Brennstoff vermischen kann.
• Beim Aufwärtsgang des Kolbens wird die Verbindung zwischen der Zuleitung k und der Längsrille m unterbrochen, so daß nach Abschluß, der Saugleitung durch den Kolben ein Zurückdrücken von mit Schmierstoff gemischtem Brennstoff in die Schmierleitung k verhindert wird. Das Rückschlagventil L kann hierbei zur weiteren Sicherung vorgesehen sein. Soll ein: größerer Prozentsatz Schmierstoff dem Brennstoff beigemischt werden, beispielsweise zur Erhöhung der Leistung im Startbetrieb od. dgl., so wird der Pumpenkolben mittel der Zahnstange o um einen solchen Winkel gedreht, daß die Schmierleitung nunmehr statt mit der feinen Längsrille m mit der einen größeren Querschnitt besitzenden Längsrille ia im unteren Kolbentotpunkt in Verbindung gebracht wird. Zur weiteren Regelbarkeit können gegebenenfalls weitere derartige Nuten oder auch eine kontinuierlich veränderliche Drosseleinrichtung vorgesehen sein. Des weiteren kann die Zuführung des Schmierstoffes auch in anderer Weise, z. B. durch den Schaft der Pumpenkolben, erfolgen.
• Ferner können auch mehrere Schmiermittelzuleitungen vorgesehen sein, wobei gegebenenfalls nur ein Teil derselben. regelbar bzw. derart angeordnet sind, daß sie zur Zuteilung von Schmierstoff zum Brennstoff verwendet werden können. Des weiteren können die Zuteilkanüle statt im Pumpenkolben auch im Pumpenzylinder eingearbeitet sein.
• Des weiteren kann die Zuteilung des Schmierstoffes zum Brennstoff statt bei Einspritzpumpen. auch bei anderen Fördereinrichtungen für den Brennstoff oder ähnlichen. Einrichtungen erfolgen.
• Ferner kann die Schmierstoffbeimischun g auch bei Einspritzpumpen zur Anwendung kommen, bei welchen die Regelung der Brennstoffmenge statt durch ein Drosselorgan f beispielsweise auch mittels üblicher Überströmkanten am Pumpenkolben oder Pumpenzylinder erfolgt. Die Steuerung der Schmierstoffmenge als Klopfverhinderer erfolgt in diesem Fall zweckmäßig parallel zur Brennstoffmengenregulierung mittels Verdrehens des Pumpenkolbens.

Claims (9)

1. PATPNTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Erhöhung der Klopffestigleit von Brennstoffen für Brennikraftmaschinen, insbesondere mit Einspritzung des Brennstoffes und mit Fremdzündung des verdichteten Gemisches, durch Beimengung eines die Klopffestigkeit erhöhenden Zusatzes, dadurch gekennzeichnet, daß als die Klopffestigkeit erhöhender Zusatz ein zur Schmierung einer in der Brennstoffzuleitung angeordneten Fördereinrichtung, insbesondere der Brennstoffpumpe, geeigneter Stoff, z. B. eine schmierfähige Flüssigkeit auf aromatischer Basis, wie a-Methylnaphthalin oder einer Flüssigkeit mit ähnlichem Aufbau wie dieses, verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff zur Schmierung einer in. der Brennstoffzuleitung ang--ordneten Fördereinrichtung, insbesondere der Brennstoffpumpe, verwendet und dadurch dem Brennstoff als Leckmenge zugeführt wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch a, gekennzeichnet durch eine Brennstoffpumpe mit im Pumpenkolben oder Pumpenzylinder angeordneten, in den Pumpenraum oder in einen mit diesem bzw. mit der Brennstoffzuleitung verbundenen Raum einmündenden Kanälen, wie engen Bohrungen, Rillen od. dgl., durch welche der Zusatzstoff dem Brennstoff zugeteilt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Zusatzstoffzuführung und Zuteilungskanäle, daß die Zusatzstoffzuführung über die Zuteilungskanäle mit dem Pumpenraum oder der Brennstoffzuleitung periodisch, z. B. nur beim Saughub oder in der Nähe des äußeren Totpunktes des Pumpenkolbens, in Verbindung steht, daß diese Verbindung jedoch beim wirksamen Druckhub der Pumpe unterbrochen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und d., dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenkolben oder -zylinder um seine Achse so drehbar ist, daß die Zusatzstoffzuführung mit im Kolben oder Zylinder vorgesehenen Zuteilungskanälen verschiedener Querschnitte in Verbindung gebracht werden können.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzstoff7uführung auf der Zylinderlauffläche des Pumpenkolbens einmündet und. im Pumpenkolben ein oder mehrere Zuteilungskanäle vorgesehen sind, die einerseits mit dem Pumpenraum in Verbindung stehen und andererseits im äußeren Kolbentotpunkt sich bis zur Zusatzstoffzuführung erstrecken.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 6, gekennzeichnet durch ein: in der Zuführung oder im Zuteilungskanal des Zusatzstoffes angeordnetes Rückschlagventil zur Verhinderung des Rückfließens von Zusatzstoff beim Druckhub des Pumpenkolbens. B.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffpumpe ohne oder im wesentlichen ohne Rückströmregelung des Brennstoffes eingerichtet ist, indem z. B. die Menge des der Maschine zuzuführenden Brennstoffes durch Drosselung der Pumpensaugleitung geregelt wird.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere Zuführungsstellen von Zusatzstoff zur Brennstoffpumpe, die einzeln oder in Gruppen oder alle gleichzeitig mit den Zuteilungskanälen in Verbindung gebracht werden können. io. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 9, gekennzeichnet durch eine willkürlich oder selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der durch die Pumpe geförderten Brennstoffmenge erfolgende Regelbarkeit des der Brennstoffpumpe zuzuführenden Zusatzstoffes oder eines Teiles desselben. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 3.22 787, 615 663, 635712.