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Vorrichtung zur Reglung der Brennstoffzufuhr bei Zweitakt-Dieselmotoren
Bei Dieselmotoren werden die Brennstoffeinspritzpumpen gewöhnlich über eine Nockenwelle
angetrieben, die ihrerseits über Zahnräder ihren Antrieb von der Kurbelwelle erhält.
Dieser Antrieb stellt mit seinen zahlreichen, zum Teil komplizierten und empfindlichen
Einzelteilen, wie Rädern, Lagern, Nockenscheiben, Hebeln, Gestängen u. dgl., eine
konstruktiv wenig befriedigende Lösung der Aufgabe dar, dem Verbrennungsraum der
Dieselmotoren den Brennstoff im jeweils erforderlichen Zeitpunkt der Kolbenbewegung
zuzuführen; vor allem aber kann der Antrieb der Brennstoffpumpen mittels Nockenwelle
nur sehr schwierig den wechselnden Anforderungen der Brennstoffzuführung bei schwankenden
Betriebsverhältnissen, also hauptsächlich bei Leistungs- und Drehzahländerungen,
angepaßt, d. h. die Brennstoffzufuhr dementsprechend geregelt werden.
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Diese Nachteile bezweckt die Erfindung bei Zweitakt-Dieselmotoren
durch Schaffung einer wesentlich vereinfachten und besseren Regelbarkeit der Brennstoffzufuhr
zu beseitigen; sie ,geht hierbei davon aus, den Antrieb unter Vermeidung mechanischer
Getriebe unmittelbar von dem Ablauf des Dieselverfahrens in den Motorzylindern abzuleiten,
und zwar dadurch, daß ein vom Druckverlauf im Motorzylinder beaufschlagter Arbeitskolben
mit dem Förderorgan der Brennstoffeinspritzpumpe kraftübertragend verbunden ist.
Dadurch wird der Brennstoffeinspritzvorgang in unmittelbare Abhängigkeit von dem
Vorgang im Zylinder gebracht und kann erfindungsgemäß zu
dem Zweck
beeinflußt werden, die Leistung des Dieselmotors seiner jeweiligen Belastung anzupassen.
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In diesem Zusammenhang erstreckt sich die Erfindung auf die Reglung
des Einspritzvorganges in Abhängigkeit vom Druck im Motorzylinder sowie auf die
Einstellbarkeit der Brennstoffzufuhr in Anpassung an die jeweilige Belastung des
Motorzylinders bzw. des gesamten Motors und damit auf die Regelbarkeit der Motorleistung
selbst. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vom Verbrennungsdruck abhängige und
willkürlich einstellbare Steuerorgane für die Druckbeaufschlagung des Brennstoffpumpenantriebsorgans
vor.
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Die Erfindung ist im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert, das in der Zeichnung im senkrechten Schnitt durch einen Teil des
Zylinderkopfes eines Dieselmotors dargestellt ist.
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Der mit i bezeichnete Deckel des Arbeitszylinders trägt gleichachsig
mit einer Bohrung 2 einen gehäuseartigen Aufsatz 3, in, dessen Mittelachse eine
Laufbuchse .4 längs verschieblich gelagert ist. Sie greift in den Hals 5 des Aufsatzes
3 mit einem Schraubengewinde ein, in das eine einen Handgriff 7 tragende Mutter
6 ihrerseits eingreift. Diese wird durch einen zweiteiligen überwurfdeckel 8, in
Anlage mit der Stirnfläche des flanschartig erweiterten Gehäusehalses 5 gehalten,
so daß die Verdrehung der Mutter 6 mittels des Handgriffes 7 je nach dem Drehsinne
eine Verschiebung der Laufbuchse 4 im Gehäuse 3 nach oben oder nach unten bewirkt.
Vom Unterteil des Gehäuses 3 zweigt ein mit dessen Bohrung in Verbindung stehendes
Rohr 9 ab, an das sich der krümmerartig abgebogene Ansatz i i eines Zylinders io
anschließt, in dem ein Kolben 12 geführt ist. Im Bereich der Anschlußöffnung für
das Rohr 9 ist die Laufbuchse 4 mit einer etwa gleich großen Öffnung 13 versehen.
Der Zylinder io kann auch gleichachsig oder vereint mit dem Rohr 9 oder auch in
Schräglage am Gehäuse 3 und somit in größerer lNTähe am Zylinderkopf angeordnet
werden.
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In der Laufbuchse 4 ist ein Kolben 14 geführt, dessen Kolbenstange
durch eine Gewindemuffe 15
längs verschieblich hindurchtritt; zwischen dem
Kolben 14 und der Muffe 15 ist eine kräftige Schraubenfeder 16 mit Vorspannung eingesetzt.
Die Muffe 15 greift in ein Muttergewinde im oberen Teil der Laufbuchse 4 ein und
trägt einen Vierkant i7, auf den ein mit einem Handgriff i9 versehener Schlüssel
18 aufgesteckt ist. Verdreht man mit ihm die Muffe 15, so verschiebt isie .sich
innerhalb der Laufbuchse 4, was wiederum eine Verschiebung des Kolbens 14 zur Folge
hat, der mit seiner Stirnfläche im Bereich der Laufbuchsenöffnung 13 liegt.
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Die Kolbenstange 2o des Kolbens 12 ist längs verschieblich durch einen
mit einem Sechskantkopf 22 versehenen Gewindestopfen 21 ihindurchgeführt, der in
ein Muttergewinde im unteren Teil des Zylinders io eingreift und ein Widerlager
für eine Schraubenfeder 23 bildet, die sich andererseits gegen den Kolben 12 legt.
Die Kolbenstange 2o greift an dem Förderorgan, mit anderen Worten, dem Kolben oder
Stößel der nicht dargestellten Brennstoffeinspritzpumpe des Dieselmotors an. Durch
Verdrehen des Gewindestopfens 21 im Zylinder io verändert man die Höhenlage des
Kolbens 12 einschließlich seiner Kolbenstange 2o mit der Wirkung, daß man den Hub
des Einspritzpumpenkolbens oder Stößels entsprechend beeinflußt.
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Die in der Laufbuchse 4 angeordnete Schraubfeder 16 ist in ihrer Spannung
bzw. Vorspannung mittels der Anordnung von Doppelmuttern 24 einstellbar; sie kann
jeweils derart gewählt werden, daß sie unter der Wirkung des Verbrennungsdruckes
im Motorzylinder einen bestimmten, die Öffnung 13 mehr oder weniger freigebenden
Hub des Kolbens 14 ermöglicht, während sie in den übrigen Phasen des Arbeitsvorganges
im Zylinder den Kolben 14 in seiner in der Zeichnung veranschaulichten Absperrstellung
hält. Dies hat zur Folge, daß der Verbrennungsdruck durch das Rohr 9 im Zylinder
io auf den Kolben 12 im Sinne des Antriebes der Brennstoffeinspritzpumpe einwirkt,
so daß diese nunmehr Brennstoff in den Motorenzylinder einspritzt. Der Kolben 12
treibt somit nicht nur die Brennstoffeinspritzpumpe an, sondern übermittelt gleichzeitig
ihre Steuerung in Abhängigkeit vom Verbrennungsdruck, was angesichts der häufigen
Schwankungen der Drehzahl und der Belastung der Dieselmotoren von besonderem Vorteil
ist. Diese erfindungsgemäß erzielte Reglung ist außerdem unabhängig von der Umlaufrichtung
des Dieselmotors wirksam.
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Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung eine willkürliche Leistungsreglung
des Dieselmotors, die zudem ohne weiteres während .seines Betriebes ausführbar ist,
und zwar kann sie in zweifacher Weise vorgenommen werden, nämlich sowohl durch die
Verschiebung der Laufbuchse 4 mittels des Handgriffes 7 als auch durch Verschiebung
des Kolbens 14 in ihr mittels Verdrehung des Handgriffes i9. Durch die Verschiebung
der Laufbuchse 4 verändert man den Durchflußquerschnitt der Öffnung 13 und führt
z. B. mit seiner Verengung eine Drosselung des Druckes in der Leitung 9, i i herbei,
die über den Antriebsdruck für die Brennstoffpumpe auch deren Einspritzdruck entsprechend
herabsetzt. Durch die Verschiebung der Nullstellung des Kolbens 14 in der Laufbuchse
4 und damit gegenüber der Unterkante der Öffnung 13 kann man unter der Wirkung der
Feder 16 den Druck beeinflussen, unter dem .der Kolben 14 die Druckleitung 9 für
den Pumpenantrieb freigibt. Schließlich kann man durch Anziehen oder Lösen der Doppelmutter
24 auf der Stange des Kolbens 14 die Vorspannung der Feder 16 ändern und damit den
Druck einstellen, unter dem der Kolben 14 die Unterkante der Öffnung 13 freigibt.
Durch diese Maßnahmen kann man die Dauer und den Zeitpunkt des Einspritzvorganges
beeinflussen.
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Statt des Sechskantkopfes 22 kann man an dem Schraubstopfen 2i einen
Hebel anordnen und bei
Mehrzylindermotoren diese Hebel durch ein
gemeinsames Einstellgestänge verbinden.
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Auf die oben beschriebene einfache Weise läßt sich z. B. eine auf
niedrigeren Druck ansprechende Einregliung herbeiführen, was für das Anfahren des
Dieselmotors von großem Vorteil ist.
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Die druckabhängig regelbare Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der
Erfindung ist nicht mehr wie bisher an bestimmte, starr eingestellte Kurbelwellenstellungen
gebunden, sondern paßt sich zwangläufig dem jeweiligen Verbrennungsdruck an. Die
erfindungsgemäß vorgesehenen Mittel zur Feinreglung erlauben jederzeit und vor allem
während des Betriebes eine leichte Einstellung auf die jeweilige Belastung des Motors
nach dem Diagramm. Die Steuernockenwelle mit ihrem gesamten Zubehör kommt in Fortfall,
da sie nunmehr auch zur Reglung der Brennstoffzufuhr nicht mehr erforderlich ist;
nicht nur die Brennstoffpumpe, sondern der gesamte Motor erhält eine einfachere
und damit weniger kostspielige konstruktive Durchbildung.