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Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft
eine KraftstoffeinspTitzpuQnpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren,
bei der der Einspritzvorgang in Vorund.' Haupteinspritzung unterteilt ist und der
Beginn sowohl der Voreinspritzung als auch .der der Haupteinspritzung mit zunehmender
Gesamteinspritzmenge selbsttätig vorverl@egbar ist, und bei welcher die Steuerung
des Beginns und des Endes der Voreinspritzung und des Beginns der Haupteinspritzung
durch Schrägkanten am Pumpenkolben erfolgt.
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Bekanntlich kann das Zündgeräusch der Dieselmotoren, das oft unangenehm
laut ist, dadurch verringert werden, daß die Einspritzung der für eine Verbrennung
in einem Zylinder benötigten Kraftstoffmenge nicht auf einmal erfolgt, sondern in
eine Vor- und: eine Haupteinspritzung .unterteilt wird. Dp.e Voreinspritzmenge zündet
dabei zuerst und verkürzt den Zündverzug der ,später eingespritzten Hauptm.eng,e.
Auf dose Weise kann erreicht werden, daß die Hauptmenge mit geringerem Geräusch
zündet.
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Um eine günstige Zündgeräuschverringerung bei gutem Kraftstoffverbrauch
durch eine solche geteilte Einspritzung zu erreichten, ist es meist erforderlich,
den Einspritzzeitpunkt in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors zu verändern.
So ist es auch erwünscht, den Einspritzzeitpunkt mit größer werdender Gesamteinspritzmenge
vorzuverlegen. Die Verwendhmg seines besonderen S,pritzzeitverstellers isst umständlich,
insbesondere wenn er selbsttätig arbeiten soll.
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Es sind EinspTitzpumpen, auch solche mit Voreinspritzung, bekannt,
bei. denen mit Hilfe von
schrägen Steuerkanten am Pumpenstempel
der Spritzbeginn in Abhängigkeit von der Einspritzmenge selbsttätig verlegt wird.
Bei diesen Pumpen sind jedoch die Bedingungen einer beliebig kurz be@meßbaren Unterbrechungsdauer
zwischen Vor-und Haupteinspritzung, wie sie für bestimmte Motoren gefordert wird,
nicht erfüllt. Dies liegt daran, daß einerseits für die Unterbrechungsdauer jeweils
die Durchmessersumme von zusammenwirkenden, an Pumpenstempel und Pumpenzylinder
vorgesehenen Steuernuten und -bohrungen maßgebend ist, während andererseits diese
Nuten und Bohrungen nicht beliebig klein, gehalten werden können. Außerdem haben
die bekannten Einspritzpumpen den Nachteil, daß infolge Drosselung an der vorerwähnten
Bohrung mit zunehmender Drehzahl eine Vergrößerung der Voreinspritzmenge auftritt.
Dis ko,-mmt jeweils dadurch zustande, daß durch die Drosselung der Druck im Pumpenraum
über .dem Stempel bereits vor dem endgültigen Abschluß der Bohrung erhöht wird.
Die Drosselung und damit Druckerhöhung tritt mit zunehmender Drehzahl bei immer
tieferer Stellung des Pumpenstempels ein, so daß sich die Voreinspritzmenge mit
zunehmender Drehzahl vergrößert.
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Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Einspritzpumpe mit
geteilter Einspritzung vorzusehen, bei der erstens Beginn und Ende der Voreinspritzung
und Beginn der Haupteinspritzmenge selbsttätig früher verlegt wird, zweitens die
Unterbrechungsdauer zwischen Vor- und Haupteinspritzung beliebig kurz bemessen werden
kann, und drittens die Voreinspritzmenge annähernd unabhängig von der Drehzahl ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß .der Erfindung dadurch gelöst, daß die Unterbrechung
der P-inspritzung vorn Pumpenstempel durch Schließen des in bekannter Weise in der
Pumpenzylinderwand beginnenden Förderkanals zur Einspritzdüse bewirkt wird, und
daß am Pumpendruekraum ein Überdruckventil angeschlossen ist, durch welches der
Kraftstoff, der während des Abschlusses des Kanals zur Einspritzdüse vorm Stempel
verdrängt wird, entweichen kann.
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Die Verlegung der Förderzeiten wird bei der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe
in an sich bekannter Weise durch schräge Steuerkanten am Pumpenstempel bewirkt.
Diese Steuerkanten sind so bemessen und derart schräg zur Stempelachse angeordnet,
daß sie nach Drehung des Stempels um seine Achse den Einström- und Förderkanal in
einer höheren oder tieferen. Stellung öffnen bzw. schließen, wodurch die Steuerzeiten
vor- oder nachverlegt werden können. Die Gesamtfördermenge wird in gleichfalls üblicher
Weise durch eine schräge Steuerkante am Stempel geregelt und durch dessen Verdrehung
verändert. Auf diese Weise werden der Beginn und das Ende der Voreinspritzung und
der Beginn der Haupteinspritzung zugleich mit der Gesamtfördermenge verändert. Die
Förderung der Voreinspritzmenge beginnt jeweils in dem Augenblidk, in dem beim Förderhub
ein in der Zylinderwand mündender Kanal vom Stempel verschlossen wird. Durch diesen
Kanal kann der Kraftstoff beim Saughub des Stempels auch einströmen.
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Die eine beliebig kurze Unterbrechungsdauer zwischen Vor- und Haupteinspritzung
sowie eine von der Drehzahl annähernd unalbhängig bleibende Voreinspritzmenge gewährleistenden
Merkmale der Erfindung werden .erst im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die Zeichnung stellt ein solches Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung im Grundzug dar. Hierin ist Abb. i ein Senkrechtschnitt durch eine
Kraftstoffeinspritzpumpe gemäß Erfindung, mit Teilen davon in Ansicht, Abb. a ein
Schnitt längs der Linie A-A in Abb. i. Im Pumpenzylinder i bewegt sich der Stempel
z auf und ab. In seiner unteren Stellung ist der Einströmikanal frei, so daß sich
der Zylinderraum mit Kraftstoff füllen kann. Beim Aufwärtsgang des Stempels, dem
Förderhub:, strömt Kraftstoff durch den Einströmkanal 3 zurück, bis der Stempel
z mit seiner Steuerkante ¢ den Ein- und Rückströmkanal 3 verschließt. In dieselim
Augenblick (gezeichnete Stellung in _der Abb. i) beginnt die Förderung des Kraftstoffes
durch den Kanal s hin zur Einspritzdüse. Kurz darauf verschließt der Stempel mit
seiner Steuerkante 6 diesen Förderkanal 5, so daß die Förderung zur Einspritzdüse
und damit die Einspritzung unterbrochen wird. Der beim weiteren. Hub des Stempels
verdrängte Kraftstoff fließt jetzt durch das Überdruckventil? ab. Nach kurzer Zeit
jedoch erreicht die Steuerkante 8 den Förderkanal 5, womit die Förderunterbrechung
beendet ist und die Hauptförderung beginnt. Der Kraftstoff wird dabei aus dem Zylinderraum
über dem Stempel durch .die Nuten 9 und io und den Ringraum i i in den Förderkanals
bedrückt. Beendet ist die Hauptförderung, wenn der Einströmkanal3 wieder freigegeben
wird.
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Durch Drehung .des Pumpenstempels im Uhrzeigersinn (Pfeil in Abb.
z) verändern sich die Steuerzeiten der Einspritzung wie folgt: Erstens beginnt die
Vorförderung früher, weil die Bohrung 3 bereits in einer tieferen Stellung des Stempels
von. der Steuerkante q. verschlossen wird, zweitens wird die Vorförderung auch früher
beendet, weil die, Steuerkante 6 den Förderkanal 5 zur Einspritzdüse früher abschließt,
drittens gibt die Steuerkante 8 den Förderkanal 5 eher wieder frei, so daß die Hauptförderung
früher beginnt, und viertens ist die Steuerkante i a so. angeordnet, daß die Gesamtfördermenge
größer wird.
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Wenn die Steuerkanten .q., 6 und 8 gleiche Steigungen haben, bleiben
die Vorförderdauer und die. Förderuntexbrechungsdauer bei Verdrehung des Stempels,
also bei Veränderung der Gesamtfördermenge, gleich groß. Man kann aber auch die
Steigung diesier drei Steuerkanten verschieden ausführen; so d'aß sich die Vorfbrd@erdauer
oder Unterbrechungsdauer mit der Drehung des Stempels ändert.
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Für die Herstellung eines solchen Pumpenelements, wie es vorher beschrieben
ist, ist es an sich bekannt,
den zur Einspritzdüse führenden Förderkanal
5 genau gegenüber dem Einströmkanal3 anzuordnen. Auf diese Weise kann der Förderkanal
5 durch den Einströ&--nkanal3, also von der Zylinderwand aus, gebohrt werden.
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Die beschriebene Bauweise zur Erzeugung einer unterbrochenen Einspritzung
hat, wie bereits angedeutet, gegenüber den bekannten Anordnungen den Vorteil, daß
es damit möglich ist, die Voreinspritzmenge ebenso wie die Dauer der Einspritzunterbrechung
beliebig klein zu machen. Dies wird dadurch erreicht, daß nunmehr die Unterbrechungsdauer
zwischen Vor- und Haupteinspritzung von der Differenz der zusammenwirkenden Steuerflächen,
d. h. der Differenz zwischen dein Alystand der Steuerkanten 6 und 8 und dem Durchmesser
der Bohrung 5 abhängig ist. Durch entsprechende Bemessung des Abstandes dieser Steuerkanten
im Vergleich zum Durchmesser des Förderkanals 5 kann die Unterbrechungsdauer beliebig
klein gemacht werden.
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Weiterhin hat die erfindungsgemäße Anordnung doen Vorteil, daß die
Voreinspritzmenge mit zunehmender Drehzahl annähernd gleich groß bleibt, was oftmals
erwünscht ist. Die theoretische Fördermenge ist zwar, gleiche Drehlage des Stempels
vorausgesetzt, unabhängig von der Drehzahl der Pumpe. Tatsächlich treten jedoch
Vorgänge ein, die aud eine Änderung sowohl der Vorfördermenge als auch dar Voreinspritzmenge
hinwirken. Diese beruhen auf einer Drosselwirkung beiään Öffnen und Schließen des
Ein- und Rückströmkanals 3 und des Förderkanals 5.
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So tritt nämlich zwar auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung am
Beginn der Förderung für die Vareinspritzung, d. h. bei Abschluß des Ein-und Rüakströmkanals
3 durch die Steuerkante q., eine Drosselung des aus denn Druckraum über den Pumpenstempel
durch die Bohrung 3 ausströmenden Kraftstoffes ein, die die tatsächliche Förderung
mit zunehmender Drehzahl durch früheren Druckanstieg im Pumpenzylinder über dem
Stempel immer früher beginnen läßt. Dementgegen bewirkt aber die am Ende der Förderung
für die Voreinspritzung an der Bohrung des Förderkanals 5 bei Abschluß dieser Bohrung
durch die Steuerkante 6 entstehende Drosselung eine Verringerung der Voreitlspritzmenge;
denn die dem Abschluß der Bohrung 5 vorausgehende Drosselung hat eine Druckerhöhung
und ein öffnen des Überdruckventils 7 zur Folge, was .mit zunehmender Drehzahl bei
immer tieferer Stellung des Pumpenstempels eintritt. Der auf diese Weise am Ende
der Förderung für die Voreinspritzung erreichte Einfluß zur Verringerung der Voreinspritzu-nenge
mit zunehmenderiDTehzahl gleicht sonach den zu Beginn der Förderurig entstehenden
Einfluß wieder aus, so daß die Voreinspritzmenge bei der Anordnung gemäß Erfindung
praktisch von der Drehzahl unabhängig bleibt.