-
Drehzahlabhängiger Flüssigkeitsregler für Kraftstoffeinspritzpumpen
an Einspritzbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen drehzahlabhängigen
Flüssigkeitsregler für Kraftstoffeinspritzpumpen an Einspritzbrennkraftmaschinen,
bei welchem der Regelkolben entgegen einer Gegenkraft, z. B. einer Federkraft, durch
die Regelflüssigkeit verstellt wird und ein unter regelbarem Federdruck stehendes
Steuerventil bei überschreiten eines bestimmten, von der Drehzahl der Maschine abhängigen
und bei Verstellung des Leistungsregel_gliedes auf höhere Leistung sich erhöhenden
Flüssigkeitsdruckes sich öffnet und die Regelflüssigkeit auch zur Gegenseite des
Regelkolbens gelangen läßt, wodurch die Gegenkraft derart verstärkt wird, daß der
Regelkolben auf geringere Kraftstoffeinspritzmenge bzw. in Absperrstellung verstellt
wird.
-
Bei den bekannten Flüssigkeitsreglern dieser Art ist das regelbare
Steuerventil vom Regelkolben getrennt angeordnet, und der zum Steuerventil gelangende
Kraftstoff muß einen verhältnismäßig umständlichen Weg durch das Pumpengehäuse zurücklegen.
Hierdurch ergibt sich eine verhältnismäßig viel Raum beanspruchende Bauart.
-
Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß der Regelkolben mit
Bohrungen versehen und das Steuerventil axial zum Regelkolben angeordnet ist, derart,
daß die Regelflüssigkeit über die Kolbenbohrungen zum Steuerventil gelangen kann.
Zweckmäßig ist die Anordnung hierbei derart getroffen, daß bei Verstellung des Regelkolbens
in Absperrstellung der Zutritt der Regelflüssigkeit zur Gegenseite des Kolbens durch
den z. B. schieberartig ausgebildeten Regelkolben gedrosselt bzw. ganz unterbrochen
wird.
-
Durch die Erfindung wird eine außerordentlich gedrängte, wenig Raum
beanspruchende Regler-
Bauart ermöglicht, welche infolgedessen auch
ohne Schwierigkeiten mit der Kraftstoffeinspritzpumpe, gegebenenfalls auch zusammen
mit der Förderpumpe, zu einem Bauaggregat vereinigt werden kann, wobei der Regler
zweckmäßig parallel zur Zylinderreihe der Einspritzpumpe angeordnet wird. Die die
Einspritzpumpe beliefernde Förderpumpe kann in an sich bekannter'Weise gleichzeitig
dazu dienen, auch den Regler mit Regelbrennstoff zu beliefern, wobei jedoch der
Flüssigkeitsdruck des zum Regeln benutzten Brennstoffes zweckmäßig in an sich bekannter
Weise höher, und zwar wesentlich höher, z. B. im Mittel ungefähr io atü; als der
Flüssigkeitsdruck des zur Einspritzpumpe geförderten Brennstoffes, z. B. ungefähr
2,5 atü, gewählt wird.
-
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen. Es zeigt Abb. i den Längsschnitt
bzw. die Seitenansicht eines Brennstoffeinspritzpumpenaggregats, Abb. 2 eine Draufsicht
auf das Pumpenaggregat nach Abb. i mit einem Schnitt durch die Regelvorrichtung
während des Normalbetriebes der Maschine und Abb. 3 einen der Abb. 2 entsprechenden
Schnitt durch die Regelvorrichtung, jedoch bei Abregelung der Brennstoffmenge nach
überschreiten einer zulässigen oberen Drehzahlgrenze.
-
Im Pumpengehäuse i einer Vierzylinderpumpe werden durch eine Nockenwelle
2 die vier Pumpenkolben 3 in üblicher Weise angetrieben. Die Regelung der Brennstoffmenge
erfolgt durch Verdrehen der Pumpenkolben mittels Zahnräder welche mit der Regelzahnstange
5 im Eingriff stehen. Die Regelzahnstange 5 ist mittels eines Lenkergliedes 5' und
eines ein- und feststellbaren Lenkerhebels 6 an einen auf einer Welle 7' aufgeklemmten
Hebel 7 angeschlossen und kann gegebenenfalls, z. B. durch einen die Welle verdrehenden
Anschlag, vom Fahrersitz auf Stoppstellung eingestellt werden. An den Hebel 7 ist
ferner mittels eines Lenkergliedes 8' eine Stange 8 angeschlossen, welche mit dem
Reglerkolben 9 verbunden ist. Letzterer gleitet in einem Zylinder io des Pumpengehäuses.
Gegen die mit dem Kolben 9 fest oder kraftschlüssig verbundene Büchse i i stützt
sich die Reglerfeder 12 ab, deren anderes Ende sich gegen eine im Zylindergehäuse
io fest gelagerte Büchse 13 anlegt. Die Regelflüssigkeit, z. B. der Brennstoff selbst,
welche beispielsweise von einer besonderen Regelpumpe geliefert wird, fließt durch
die Öffnung 14 der Kolbenseite 15 des Regelkolbens 9 zu und kann von hier aus durch
eine oder mehrere Querbohrungen 16 ufid eine Längsbohrung 17 im Kolben 9 in den
Hohlraum 18 der Büchse i i und von dort über einen Längskanal in der Büchse 13 in
den trichterförmigen Raum i9 gelangen. Letzterer wird durch .einen Hohlraum in der
Büchse 13 und dem Boden eines Kolbens 20 gebildet. Der Kolben 20 wird durch eine
Feder 21 belastet, die ihrerseits mittels einer Stößelbüchse 22 von einem vom Fahrer
zu betätigenden, z. B. an das sogern,ammte Gaspedal angeschlossenen Hebel ,z3 mehr
oder weniger gespannt werden kann, insbesondere derart, daß sie. bei zurückgenommenem
Gaspedal (Leerlauf) nur wenig, bei durchgetretenem Gaspedal (Vollast) dagegen stark
vorgespannt ist.
-
Durch den Druck der Feder 21 schließt der Boden des Kolbens 25 den
konischen Raum i9 von einem Ringraum 2q. ab, welcher über Bohrungen 25 im Boden
der Büchse 13 mit dem die Feder 12 enthaltenden, die Gegenseite der Kolbenseite
15 bildenden Raum 26 in Verbindung steht. Der Raum 15, - steht durch eine Drosselbohrung
27, der Raum 24 durch eine Drosselbohrung 28 mit einer Rückleiturig 29 in Verbindung,
welche z. B. in den Brennstoffvorratsbehälter, in den Saugraum bzw. in die Saugleitung
der Förder- und Regelpumpe, zum Filter, in den Saugraum bzw. in die Saugleitung
der Einspritzpumpe oder an eine sonstige geeignete Stelle des Leitungssystems zurückführt.
-
Die Förder- und. Regelpumpe 30 für den Brennstoff ist in einem
an das vordere Ende des. Brennstoffpumpengehäuses i angesetzten Gehäuse angeordnet.
Die Welle 32 der Pumpe wird durch eine Kupplung 31 von der Nockenwelle 2 der Pumpe
angetrieben. Die mit ihr verbundene Exzenterscheibe 33 steuert mehrere im Stern
angeordnete Pumpenkolben 3q., welche den Brennstoff z. B. aus dem mit Brennstoff
angefüllten Gehäuse i über eine gemeinsame Saugleitung 35 ansaugen und ihn einerseits,
etwa unter einem verhältnismäßig niederen Druck (von z. B. 2 atü), durch eine Leitung
36 zum Saugraum 37 der Einspritzpumpe und andererseits, etwa unter einem verhältnismäßig
hohen Druck (von z. B. im Mittel io atü), über eine Leitung 38 zur Einlaßöffnung
14 des Regelzylinders io drücken. Der Druck des zur Verstellung des Regelkolbens
91 dienenden Brennstoffes im Regelraum 15 des Regelzylinders io wird hierbei normalerweise
im wesentlichen durch die Enge bzw. Weite der Drosselöffnung 27 bestimmt und wird
um so stärker ansteigen, je höher die Drehzahl der Maschine und damit die Drehzahl
der Regelpumpe, d. h. der Exzenterscheibe 33, ist.
-
Der im Pumpenraum 15 wirkende Flüssigkeitsdruck sucht den Kolben 9;
ii gegen die Wirkung der Regelfeder i2 nach rechts -zu verstellen, und zwar um so
mehr, je höher die Drehzahl der Maschine ist. Mit zunehmender Drehzahl wird infolgedessen
der Hebel 7 und damit auch die Regelzahnstange 5 nach rechts verstellt und auf diese
Weise, im Normalbetrieb die Einspritzmenge entsprechend gesteigert.
-
Eine solche Erhöhung der Brennstoffeinspritzmenge findet jedoch nur
bis zu einer zulässigen Höchstdrehzahl statt, welche durch die Spannung der Feder
21 einerseits und durch den Flüssigkeitsdruck des Brennstoffes andererseits bestimmt
wird. Der vom Regelraum 15 über die Bohrungen 16, 17 und 18 in den konischen Raum
ig gelangende Brennstoff beaufschlagt den Kolben 2o und verstellt diesen gegen die
Wirkung der Feder 21 nach
rechts, sobald der Flüssigkeitsdruck so
weit angestiegen ist, daß er die Wirkung der Feder 2i überwindet. Dies wird je nach
der Stellung des Hebels 23, gegebenenfalls in Abhängigkeit von der Stellung des
Gaspedals, zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgen, derart, daß bei Leerlauf der Kolben
2o schon bei niedrigen Drehzahlen, bei Vollast dagegen erst bei hohen Drehzahlen
zurückgedrückt wird und damit die Verbindung vom konischen Raum#rg zum Ringraum
2q. bzw. zu dem die Regelfeder 12 enthaltenden Raum 26 freigibt. Hierdurch gelangt
der unter dem Regeldruck stehende Brennstoff auch auf die Gegenseite des Kolbens,
so daß sich die Flüssigkeitsdrücke auf den Kolbenseiten 15 und 26 ganz oder teilweise
aufheben bzw. der im Raum 26 wirkende Flüssigkeitsdruck die Rückstellwirkung der
Feder 12 unterstützt. Der Flüssigkeitsdruck im Raum 26 wird hierbei zugleich durch
die Weite des freigegebenen Ringspaltes zwischen den Räumen i9 und 24 einerseits
und durch die Drosselwirkung der Drosselbohrung 28 andererseits bestimmt. Die Drosselbohrung
28 kann gleichen oder z. B. geringeren Querschnitt als die Drosselbohrung 27 besitzen.
Beide Drosselbohrungen können gegebenenfalls regelbar ausgebildet oder z. B. in
austauschbaren Einsätzen angeordnet sein.
-
Durch die Verstellung des Regelkolbens 9 und damit auch der Regelzahnstange
5 nach links wird die Brennstoffeinspritzmenge verringert. Gleichzeitig kann die
Anordnung derart getroffen sein, daß die Verbindung der Querbohrung bzw. Querbohrungen
16 mit dem Regelraum 15 mehr oder weniger gedrosselt wird. Zu diesem Zweck kann
die Regelstange 8 an der Stelle der Querbohrungen 16 eine konische Steuerfläche
39 besitzen, welche mit zunehmender Verstellung des Kolbens 9 nach links die Verbindung
vom Raum 15 zur Querbohrung 16 und damit zur Gegenseite 26 des Kolbens zunehmend
drosselt, _ derart, daß sich der Druck im Raum 15 wieder erhöht und auf diese Weise
ein Gleichgewichtszustand zwischen den Drücken im Raum 15 einerseits und 26 andererseits
einstellt.
-
Eine vollständige Unterbrechung der Brennstoffeinspritzung in die
Brennkraftmaschine erfolgt zweckmäßig nur dann, wenn der Hebel 7, z. B. von Hand,
auf Stoppstellung eingestellt wird. Doch kann gegebenenfalls eine solche Unterbrechung
auch selbsttätig bei besonders starker Steigerung der Drehzahl vorgesehen sein.