DE958790C - Kraftstoff-Foerdervorrichtung fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Fördervorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der eine vom Motor getriebene Pumpe den Kraftstoff unter Druck über eine Leitung zu einer abwechselnd offenen und geschlossenen Öffnung unveränderlicher Größe fördert, deren Öffnungszeiten umgekehrt proportional der Motordrehzahl sind.

Es ist bei Kraftstoff-Fördervorrichtungen der vorerwähnten Art bekannt, zur Regelung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge in der Kraftstc ff leitung ein gegen den Leitungsdruck in Schließstellung gedrängtes Ablauf- oder Rückströmventil anzuordnen, welches sich auf Grund des Druckanstieges in der Leitung öffnet und bei zunehmendem Kraftstoffdruck steigende Mengen von Kraftstoff aus der Leitung abfließen läßt.

Bisher war es üblich, das in der Kraftstoffleitung angeordnete Ablauf- oder Rückströmventil so auszubilden, daß der Leitungsdruck unabhängig von den Änderungen der Motordrehzahl im wesent- ao liehen konstant bleibt. Da der Kraftstoff dem Motor über eine Öffnung unveränderlicher Größe zugeführt wird, deren Öffnungszeiten umgekehrt proportional der Motordrehzahl sind, wird dem-

nach bei konstantem Leitungsdruck die dem Motor bei jedem Arbeitsspiel zugeführte Brennstoffmenge vergrößert, sobald die Drehzahl des Motors abnimmt.

Bei Regelung der Kraftstoffzuifuhr in der vorerwähnten Weise zeigt sich nun der Nachteil, daß bei weit geöffnetem Drosselventil, d. h. bei voller Be-. lastung des Motors der durch eine weitere Steigerung der Belastung bedingte Drehzahlabfall eine ίο Überlastung des Motors infolge der Vergrößerung der 'je Arbeitsspiel zugeführten Brennstoffmenge und somit des Drehmomentes eintritt.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß das Ablauf- oder Rückströmventil nach Maßgabe des Fördervolumens der Brennstoffpumpe und der Größe der Kraftstoffzuführungsöffnung derart bemessen ist, daß bei weit geöffnetem Drosselventil die durch einen Drehzahlabfall des Motors infolge erhöhter Belastung bedingte Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern, die sich sonst durch die zwangläufige Verlängerung der Öffnungszeit der Zuführöffnung ergeben würde, bis zu einem gewünschten Maße durch eine Verringerung des Kräftstoffdruckes ausgeglichen wird. Die Erfindung beruht demnach in der Hauptsache darauf, durch zweckentsprechende Ausbildung'des Ablauf-oder Rückströmventils den Druck in der Kraftstoffleitung so zu regeln, daß unter allen Betriebsverhältnissen eine bestimmte Drehmomentkurve erhalten und eine Überlastung des Motors vermieden wird. In Verbindung hiermit ist gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung ein selbsttätiger Regler zur Festlegung der Höchstdrehzahl des Motors vorgesehen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftstoff-Zuführungsvorrichtung.
In der Zeichnung sind

Fig. ι bis 4 je eine schematische Darstellung der Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen,

Fig. 5 ein Längsschnitt der schematisch in den Fig. ι bis 4 dargestellten Vorrichtung, Fig. 6 ein Querschnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, Fig. 7 ein Querschnitt nach Linie J-J der Fig. 5, Fig. 8 ein Querschnitt nach Linie 8-8 der Fig. 5, Fig. 9 ein Querschnitt nach Linie 9-9 der Fig. 5, Fig. 10 ein Querschnitt nach Linie 10-10 der

Fig· 9.

Fig. 11 ein Querschnitt nach Linie 11-11 der Fig. 9,

Fig. 12 eine Teilansicht der Rückseite der Vorrichtung am rechts liegenden Ende, gesehen in Fig· S.

Fig. 13 ein Querschnitt nach Linie 13-13 der Fig. 5,

Fig. 14 eine Endansicht des links liegenden Endes der Vorrichtung, gesehen in Fig. 5,

Fig. 15 eine Ansicht des rechts liegenden Endes der Vorrichtung, gesehen in Fig. 5, und Fig. 16 ein Diagramm einer Drehmomentkurve. Die schematisch in den Fig. 1 bis 4 und im einzelnen in den übrigen Figuren dargestellte Kraftstoff-Zuführungsvorrichtung ist so ausgebildet, daß sie an einer Seite des Motors befestigt werden kann. Die Vorrichtung weist ein Pumpengehäuse 6g 20 (Fig. 5) auf, das an dem Motor mittels Schraubenbolzen 21 befestigt wird. An einer Seite des Pumpengehäuses 20 ist ein Hauptgehäuse 22 befestigt, an dem ein Regelkopf 23 sitzt. Der für den Motor bestimmte Kraftstoff wird aus einem Kraft-Stoffbehälter durch eine Leitung 24 (Fig. 8) angesaugt, die an ein Kniestück 25 angeschlossen ist, welches in das Hauptgehäuse 22 eingeschraubt ist und zu einem Kanal 26 führt, der den Saugkanal einer vom Motor getriebenen Zahnradpumpe 27 bildet. Der Saugkanal 26 mündet in die in dem Hauptgehäuse 22 gebildete Saugkammer 30. Die Pumpe 27 fördert den Kraftstoff in eine Druckkammer 31, die ebenfalls in dem Hauptgehäuse 22 vorgesehen ist. Die Druckkammer 31 ist mit einer Druckleitung 32 verbunden, die zu einer Düse 33 führt (Fig. 5 und 6), um den von der Pumpe 27 geförderten Kraftstoff in einen Schwimmerbehälter 34 zu pumpen, der an der Unterseite des Hauptgehäuses 2'2 befestigt 'ist.

In dem Schwimmerbehälter 34 ist ein von einem Schwimmer gesteuertes Ventil 35 vorgesehen, um den von der Pumpe 27 zugeführten Kraftstoff strom zu unterbrechen, sobald der Kraftstoff in dem Behälter 34 eine bestimmte Höhe erreicht. Sobald das Ventil 35 geschlossen wird, ermöglicht ein durch ein Druckentlastungsventil 37 gesteuerter Entlastungskanal 36, daß der durch die Pumpe 27 geförderte Kraftstoff über einen Kanal 40 (Fig. 6 und 8) zur Saugkammer 30 der Pumpe 27 wieder zurückkehrt.

Zur Zuführung des unter Druck stehenden Kraftstoffes zum Motor dient eine zweite Zahnradpumpe 41 (Fig. 5 und 7), die in dem Pumpengehäuse 20 neben der ersten Pumpe 27 liegt. Die beiden Pumpen sind durch eine Platte 42 getrennt. Die Pumpe 41 saugt Kraftstoff aus dem Schwimmerbehälter 34 über einen Saugkanal 43 im Schwimmerbehälter 34 und Hauptgehäuse 22. Der Saugkanal 43 führt zu einer in dem Pumpengehäuse 20 befindlichen Saugkammer 44, und die Pumpe 41 fördert den Kraftstoff in eine Druckkammer 45 des Pumpengehäuses 20. Aus der Druckkammer 45 strömt der Kraftstoff durch einen in dem Hauptgehäuse 22 gebildeten Kanal 46 zu einer Regelvorrichtung und von dort zum Motor, Der Druck des Kraftstoffes wird durch ein Ablauf- oder Rückstromventil 50 (Fig. 5 und 6) geregelt, das in dem Hauptgehäuse gelagert ist und den Rückstrom von Kraftstoff aus dem Kanal 46 in einen Hilfskanal 51 regelt, der den abgeleiteten Kraftstoff in die Saugkammer 44 der zweiten Pumpe 41 zurückführt.

Zur Regelung der Kraftstoffzufuhr sind in dem Regelkopf "23 ferner eine Handdrossel 52 (Fig. 5 und 9), ein von einem Fliehkraftregler betätigter Regelkolben 53 sowie ein Abschlußventil 54 angeordnet. Nach dem Durchströmen des Abschlußventils fließt der Kraftstoff durch einen in dem Regelkopf 23 gebildeten Kanal, der mit einer Leitung 55 ,-erbunden werden kann, die lediglich in den sehematischen Ansichten der Fig. 1 bis 4 gezeigt ist.

Die Leitung 55 ist mit einer Sammelleitung 56 verbunden, mit der eine Anzahl Kraftstoffdüsen 57 in Verbindung stehen, wobei für jeden Zylinder des Motors eine Düse vorgesehen ist.
Jede Einspritzdüse besteht in bekannter Weise aus einer Kammer 60, in der ein Kolben 61 liegt, der bei seiner Abwärtsbewegung den Kraftstoff durch Öffnungen in das obere Ende des Zylinders einspritzt. Der Kraftstoff wird in die Kammer 60 von der Leitung 56 aus durch eine Öffnung 62 unveränderlicher Größe zugeführt, die durch die Bewegung des Kolbens 61 geöffnet und geschlossen wird. Der Kolben 61 wird durch eine Nockenwelle des Motors gesteuert, so daß die Zeitdauer, während der die Öffnung 62 offen ist, bei einer Erhöhung der Motordrehzahl abnimmt und bei einer Abnahme der Motordrehzahl zunimmt.

Wenn der Druck des der Öffnung 62 zugeführten Kraftstoffes stets auf gleicher Höhe gehalten wird, wird die in den Zylinder für jeden Arbeitshub eingeführte Ki aftstoffmenge bei abnehmender Drehzahl vergrößert. Wenn nun die Handdrossel 52 für höchste Kraftstoffzufuhr zum Motor vollständig geöffnet ist urd eine Erhöhung der Belastung des Motors stattfindet, die ein Absinken der Motordrehzahl von ihrem Höchstwert zur Folge hat, würde die Verlängerung der Öffnungsdauer der Öffnung

62 den Kraftstoffstrom zu jedem Zylinder erhöhen und die Dreh xiomentkurve des Motors über den vorbestimmten Höchstwert ansteigen, also eine Überlastung des Motors eintreten.

Um bei dem vorerwähnten Betriebszustand die Erhöhung der Brennstoffmenge bis zu einem gewünschen Maß auszugleichen und eine zweckmäßige Drehmomentkurve zu erhalten, wird der Druck des der öffnung 62 zugeführten Kraftstoffes so geändert, dai bei jedem Arbeitshub des Kolbens die gewünschte Kraftstoffmenge zugeführt wird. Diese Drucklegung wird durch zweckentsprechende Ausbildung des Ablauf- oder Rückströmventils 50 unter Berücksichtigung der Eigenheiten der Pumpe

- 41 erreicht. Im vorliegenden Falle ist das Ventil 50 so ausgebildet, daß bei einer Erhöhung des durch die Pumpe 41 entwickelten Förderdruckes eine vergröißerte Kraftstoffmenge zurückgeleitet wird, so daß also das Ventil 50 in Abhängigkeit von dem in dem Kraftstoffkanal 46 herrschenden Druck arbeitet. Zu diesem Zweck besteht das Ventil 50 aus einem länglichen, becherförmigen Teil 63 (Fig. 6), der gleitbar in einer Bohrung 64 des Hauptgehäuses 22 liegt. Neben dem offenen Ende des becherförmigen Teiles 63 ist die Bohrung 64 durch eine Erweiterung 65 verbreitert. Der Kraftstoffkanal 46 schneidet die Erweiterung 65, so daß Kraftstoff in die Erweiterung 65 hineinfließen kann. Der becherförmige Teil 63 ist nahe seinem offenen Ende mit einer Gruppe radialer Öffnungen 66 versehen, durch die der Kraftstoff aus der Erweiterung 65 in das Innere des Teiles 63 einströmt.

Das geschlossene Ende des becherförmigen Teiles

63 wird von einer Feder 67 beaufschlagt, die in einer am linken Ende der Bohrung 64 liegenden Kammer 68 gelagert ist und das Bestreben hat, den Teil 63 in der in Fig. 6 dargestellten Stellung "zu halten.' Sobald jedoch der Druck des durch, den Kanal 46 geförderten Brennstoffes ansteigt, wird der Teil 63 gegen den Druck der Feder 67 nach links, gesehen in Fig. 6, gedrängt. Durch die neben dem geschlossenen Ende des Teiles 63 liegende Wandung erstrecken sich kleine Öffnungen 69, die in vorliegendem Falle längs einer Schraubenlinie angeordnet sind, so daß bei Bewegung des Teiles 63 nach links Kraftstoff durch die Öffnungen 69 hindurchfließen kann, sobald die Öffnungen jenseits des linken Endes der Bohrung 64 stehen. Erhöht sich der Druck des in dem Kanal 46 ν befindlichen Kraftstoffes, so wird der Teil 63 weiter "nach links bewegt, und es wird infolge der schraubenförmigen Anordnung der Öffnungen 69 eine steigende Zahl dieser Öffnungen nach und nach geöffnet, so So daß ein erhöhter Kraftstoffstrom durch die Öffnungen hindurchtreten kann. Der auf diese Weise durch die Öffnungen 69 abgeleitete Kraftstoff wird durch die Leitung 51 der Ansaugseite der Pumpe 41 wieder zugeführt. 8g

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, kann durch richtige Bemessung der Größe der Öffnungen 69 und durch zweckentsprechende Anordnung dieser Öffnungen der in dem Hauptförderkanal 46 herrschende Druck in gewünschter Weise so geregelt werden, daß bei jeder gegebenen Motordrehzahl in dem Förderkanal 46 ein bestimmter Druck herrscht. Da dieser Druck auf die in den Einspritzdüsen vorgesehene Öffnung 62 unveränderlicher Größe übertragen wird, kann auf diese Weise die dem Motor bei jedem Hub seiner Kolben zugeführte Kraftstoffmenge bestimmt und dadurch jede gewünschte Drehmomentkurve erhalten werden. Hierdurch läßt sich erreichen, daß bei dem vorbeschriebenen Betriebszustand, bei dem der Motor bei voll geöffneter Drossel arbeitet und eine dem Motor auferlegte erhöhte Belastung eine Verminderung der Motordrehzahl zur Folge hat, die durch den Druckregler 50 erfolgende Druckregelung die längere Öffnungszeit der Öffnung 62 in dem gewünschten Maße ausgleicht.

Aus dem Hauptförderkanal 46 wird der Kraftstoff der Handdrossel 52 zugeführt, die im vorliegenden Falle aus einem drehbaren Ventilkörper 70 (Fig. 5, 9, 10 und 11) besteht. Der Ventilkörper 70 liegt in einer in dem Regelkopf 23 befindlichen Bohrung 71, die durch einen Kanal 72 geschnitten wird, der in den Förderkanal 46 mündet. In dem Ventilkörper 70 ist eine Nut 73 vorgesehen, die sich nur über einen Teil des Umfanges des Ventilkörpers erstreckt. Sobald der Ventilkörper 70 entsprechend gedreht wird, kann Kraftstoff durch die Nut 73 in den Kanal 72 fließen (Fig. 5).

Der Kanal 72 steht mit einem radialen Kanal 74 (Fig. 5) in Verbindung, der in einer in dem Regelkopf 23 gelagerten Muffe 75 vorgesehen- ist. Die Muffe 75 nimmt den von dem Regler gesteuerten Kolben 53 auf. Der Kolben besitzt zwischen seinen Enden einen im Durchmesser verkleinerten Abschnitt 76, der zusammen mit der Bohrung der Muffe 75 einen Ringraum bildet, in den der Kraft-

stoff von dem Kanal 72 aus eintritt. In radialer Richtung erstreckt sich ferner durch die Muffe 75 ein Kanal Jj, der mit dem Rmgraum und dadurch auch mit dem Kanal 72 in Verbindung steht. Der Kanal Jj steht mit einem Kanal 80 in Verbindung, der die Bohrung Ji, in der der Ventilkörper 70 liegt, schneidet (Fig. 5, 9 und 11). Der Kanal 80 ist über die Leitung 55 mit der Leitung 56 des Motors verbunden.

Der Ventilkörper 70 kann auch als Abschluß ventil verwendet werden, um den in dem Kanal 80 strömenden Kraftstoffstrom zu unterbrechen und auf diese Weise die gesamte Kraftstoffzufuhr zum Motor abzuschalten. Zu diesem Zweck weist der Ventilkörper 70 eine zweite Nut 81 auf, die sich nur über einen Teil seines Umfanges erstreckt und einen Kraftstoffstrom durch den Kanal 80 ermöglicht, sobald der Ventilkörper 70 in entsprechender Weise gedreht wird, den Kraftstoffstrom durch den ao Kanal 80 aber unterbricht, sobald der volle Durchmesser des Ventilkörpers 70 an der Schnittstelle des Kanals 80 mit der Bohrung 71 liegt.

Die Zusammenfassung der Handdrossel 52 und des Abschlußventils 54 im gleichen Ventilkörper 70 vereinfacht den Aufbau und stellt eine Beziehung zwischen dem Arbeiten dieser beiden Teile her. Die das Abschluß ventil 54 bildende Umfangsnut 81 ermöglicht es auf diese Weise, durch Drehung des Ventilkörpers 70 den Kanal 80 zu öffnen, sobald der Motor angelassen werden soll. Die Umfangsnut 73 kann so angeordnet sein, daß der Kanal 72 •geschlossen bleibt, bis die Drossel in die Leerlaufstellung bewegt worden ist. Die fortgesetzte Drehung des Ventilkörpers 70 über die Leerlaufstellung hinaus öffnet den Kanal 72 für den Kraftstoffstrom, wobei die Menge des Kraftstoffes durch die Tiefe'der Nut 73 bestimmt wird, an die sich nach dem mit 82 (Fig. 10) bezeichneten Ende verringert, so daß also der durch den Kanal 72 fließende Kraftstoffstrom auf diese Weise von Hand geändert werden kann. Wenn der Ventilkörper 70 in seine Stellung für höchste Drehzahl gedreht ist, steht die volle Tiefe der Nut 73 für den Durchfluß von Kraftstoff durch den Kanal 72 zur Verfugung. Für Leerlauf ist in dem Regelkopf 23 ein- Umleitungskanal 83 vorgesehen, der sich von dem Hauptförderkanal 46 zu einem radialen Kanal 84 der Muffe 75 erstreckt. Der Kanal 84 mündet in die Bohrung der Muffe 75 und steht mit dem durch den abgesetzten Abschnitt 76 des Reglerkolbens 53 gebildeten Ringraum in Verbindung, sobald der Motor im Leerlauf arbeitet. Der Ringraum ist genügend lang, um alle drei Kanäle 84, 74 und JJ zu verbinden, wobei der Hauptkanal 74 zwischen den beiden anderen Kanälen liegt. Der Kraftstoff kann auf diese Weise durch den Umgehungskanal 83, den Kanal 84 und den Ringraum zum Kanal JJ strömen, durch den der Kraftstoff dem Motor zugeleitet wird. Der Kanal 83 umgeht die Handdrossel 52 und wird nicht durch die den Ventilkörper 70 enthaltende Bohrung geschnitten. Infolgedessen kann Kraftstoff bei geschlossener Drossel 52 durch den Umgehungskanal 83 fließen. Sobald die Drossel 52 offen ist, schließt der Reglerkolben 53 den Umgehungskanal 83.

Der innerhalb der Muffe 75 liegende Reglerkolben 53 wird durch einen Fliehkraftregler 85 (Fig. 5) betätigt. Der Regler enthält zwei Gruppen von Gewichten verschiedener Größe, nämlich größere Gewichte 86 und kleinere Gewichte 87. Beide Gruppen von Gewichten sind bei 90 auf einem von dem Motor getriebenen, drehbaren Kopf 91 gelagert. Die Gewichte weisen nach einwärts gerichtete Arme 92 auf, die einen Ring 93 berühren, in dem das angrenzende Ende des Regelk'olbens 53 befestigt ist. Der Regelkolben 53 erstreckt sich durch die Muffe 75 und trägt an seinem Außenende eine Druckmutter 94, gegen die das gegabelte Ende 95 eines Schwinghebels 96 anliegt, der bei 97 auf der benachbarten Stirnfläche des Regelkopfes schwingbar gelagert ist.

Das andere Ende des Schwinghebels 96 berührt eine Federeinrichtung in Form einer in dem Regelkopf 23 liegenden selbständigen Federeinheit. Der Hebel 96 trägt ein einstellbares Druckelement 100, das an dem Ende des Hebels, z. B. durch zwei Muttern 101, befestigt ist und gegen einen Kopf 102 eines Druckkörpers 103 anliegt, der einen Teil der Federeinheit bildet, die dazu dient, der Schleuderwirkung des Reglers 85 entgegenzuwirken. Der Druckkörper 103 ist in einen Kolben 104 eingeschraubt, der gleitbar in einer Muffe 105 liegt. Das innere Ende des Druckkörpers 103 ist bei 106 abgesetzt und trägt einen Federsitz 107, gegen den eine Feder 110 geringer Spannung anliegt, die an ihrem anderen Ende gegen eine Schulter 111 der Muffe 105 anliegt. Die Feder 110 wirkt demnach der Einwärtsbewegung des Druckkörpers 103 und infolge der Zwischenschaltung des Schwinghebels 96 auch der unter der Wirkung der Schleudergewichte erfolgenden Bewegung des Regelkolbens 53 nach rechts entgegen. Die Gewichte 86 und 87 sind so bemessen, daß bei der Bewegung der Gewichte unter der bei Leerlauf wirkenden Fliehkraft der Kolben 53 so weit nach rechts bewegt wird, daß die Feder 110 um ein begrenztes Maß zusammengedrückt wird.

Die größeren Gewichte 86 weisen Finger 112 auf, die den umlaufenden Kopf 91 des Reglers berühren und eine weitere Auswärtsbewegung der Gewichte 86 verhindern, sobald die Motordrehzahl etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt. An dem Zeitpunkt, an dem die Finger 112 den Kopf 91 berühren, hat der Druckkörper 103 den Kolben 104 soweit einwärts bewegt, daß ein an dem Kolben 104 sitzender Flansch.113 das nebenliegende Ende der Muffe 105 berührt. Die Muffe 105 liegt gleitbar in einem zylindrischen Gehäuse 114 der Federeinrichtung. Einer Bewegung der Muffe 105 wirkt eine zweite und stärkere Feder 115 entgegen. Auf diese Weise sind also etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl die größeren Gewichte 86 in ihrer Auswärtsbewegung begrenzt und der Kolben 104 ist in seiner Bewegung relativ zu der Muffe 105 begrenzt.

Während des Arbeitens des Reglers wird der Regelkolben 53 nach rechts bewegt. An dem Zeit-

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punkt, an dem die größeren Gewichte 86 in ihrer Auswärtsbewegung begrenzt werden, hat' sich der im Durchmesser verminderte Abschnitt 76 des Regelkolbens 53 so weit nach rechte bewegt, daß der Kolben den mit dem Umgehungskanal 83 verbundenen Kanal 84 schließt. Das Ende des im Durchmesser verkleinerten Teiles 76 des Kolbens 53 weist neben dem Kanal 84 eine Abschrägung 116 auf, so daß der Kraftstoffstrom, wenn der Kolben sich bewegt, um den Kanal 84 vollständig zu schließen, durch die Abschrägung 116 allmählich vermindert wird. Im Betrieb des Motors kann also Kraftstoff durch den Umdrehungskanal 83 und den radialen Kanal 84 fließen, um den Motor bei Leerlauf mit Kraftstoff zu versorgen. Sobald jedoch der Motor das Bestreben hat, seine Drehzahl über die Leerlaufdrehzahl zu steigern, wird¹ der Regelkolben 53 durch die Wirkung der Schleudergewichte nach rechts bewegt, um den Kraftstoffstrom durch den Kanal 84 allmählich zu vermindern und schließlich ganz abzuschließen. Während dieses Zeitabschnittes wird, lediglich die in der unabhängigen Federeinrichtung liegende Feder 110 durch die Bewegung der Schleudergewichte zusammengepreßt. Sobald der Motor das Bestreben hat, unter die gewünschte Leerlaufdrehzahl zu fallen, bewegen sich die Gewichte einwärts, und der Regelkolben 53 wird durch die Feder 110 nach links bewegt, um den durch den Kanal 84 flielSenden Kraftstoffstrom zu vergrößern.

Der Regler 85 dient auch dazu, die Höchstdrehzahl des Motors durch seine Einwirkung auf den Regelkolben 53 zu begrenzen. Bei diesem Vorgang arbeiten die größeren Gewichte 86 nicht, da sie an einer Bewegung nach auswärts durch die Finger 112 verhindert werden, sobald der Motor mit einer Drehzahl läuft, die etwas oberhalb der Leerlaufdrehzahl liegt. Zur Begrenzung der Höchstdrehzahl werden nur die kleineren Gewichte 87 verwendet. Sobald der Motor sich der Höchstdrehzahl nähert, bewirkt die Auswärtsbewegüng der kleineren Gewichte 87 über den Regelkolben 75 und den Schwinghebel 96, daß der auf dem Kolben 104 befindliche Flansch 113 das benachbarte Ende der Muffe 105 berührt und die Muffe gegen die Wirkung der stärkeren Feder 15 nach links, gesehen in Fig. 5, drängt, wobei die schwächere Feder 110 zusammengepreßt ist. Durch die Bewegung der kleineren Gewichte 87 wird der Regelkolben 53 nach rechts verschoben, und sobald die Abschrägung 116 des abgesetzten Teiles 76 in Ausrichtung mit dem Kanal 74 kommt, wird der Kraftstoffstrom durch den Kanal 72 hindurch herabgesetzt und schließlich ganz unterbrochen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß dieses Schließen bei einer gewünschten Höchstdrehzahl des Motors stattfindet. Sobald die Drehzahl des Motors unter die Höchstdrehzahl fällt, bewegt die stärkere Feder 115 über den Schwinghebel 96 den Regelkolben 53 nach links, so daß der volle Kraftstoffstrom durch den Kanal 72 hindurchfließen kann.

Um das Ende des Regelkolbens 53, den Schwinghebel 96 und die Teile der Federeinrichtung zu schützen, ist auf dem Regelkopf 23 ein Schutzdeckel 117 befestigt.

Dadurch, daß die Federeinrichtung als selbständige, unabhängige Einheit hergestellt und mit dem Regler über den Schwinghebel 96 verbunden ist, kann die Federeinrichtung seitlich parallel zum Regelkolben 53 untergebracht werden, wodurch die ganze Kraftstoff-Fördervorrichtung und besonders der Gehäuseaufbau verkürzt werden und auch der Zusammenbau des Reglers erleichtert wird. Die Federeinrichtung wird im Regelkopf 23 lediglich durch einen Flansch 118 des Gehäuses 114 gehalten.

Wie bereits erwähnt, werden die beiden Pumpen 27 und 41 und auch der Regler 85 durch den Motor angetrieben. Zu diesem Zweck ist eine einzige Antriebswelle 120 (Fig. 5) vorgesehen, die sich durch das Pumpengehäuse 20 hindurch in das Hauptgehäuse 22 erstreckt. Die Antriebswelle 120 trägt an ihrem Außenende einen Kupplungsteil 121, der mit dem Motor verbunden werden kann. Die Welle 120 ist in einem in dem Pumpengehäuse 20 vorgesehenen Lager 122 gelagert, während der innere Abschnitt der Welle sich in eine Hohlwelle 123 erstreckt, der den Kopf 91 des Reglers trägt. Die Hohlwelle 123 ist in einem Lager 124 gelagert und trägt das eine der Zahnräder jeder der beiden Zahnradpumpen 27 und 41. Die anderen Zahnräder der beiden. Pumpen sind auf einem Wellenstumpf 125 gelagert, der mit einem Ende in dem Pumpengehäuse 20 und mit seinem anderen Ende in dem Hauptgehäuse 22 liegt. Die Antriebswelle 120 liegt auf diese Weise gleichachsig mit dem Regelkolben 53.

Die von Hand zu bewirkende Drehung des Ventilkörpers 70, der das Abschlußventil 54 und das Drosselventil 52 enthält, erfolgt mittels eines Hebels 130 (Fig. 15), der auf einem Ende des Ventilkörpers 70 außerhalb des Regelkopfes 23 sitzt. Da der Ventilkörper 70 von der Stillstandsstellung über eine Leerlaufstellung auf eine Höchstdrehzahlstellung bewegt werden soll, ist es erwünscht, daß diese drei Stellungen dem Fahrer angezeigt werden. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Bewegung -des Ventilkörpers 70 auf den Bereich zwischen seiner Stillstandsstellung und seiner ' Höchstdrehzahlstellung zu begrenzen Und während dieser Bewegung die Lage der Leerlaufstellung anzuzeigen. Erwünscht ist ferner, den Ventilkörper 70 so anzuordnen, daß er zwischen seiner Leerlaufstellung und seiner Höchstdrehzahlstellung, d. h. dem Arbeitsbereich des Motors, leicht bewegt werden kann und daß eine abweichende Betätigungsart von Seiten des Fahrers erforderlich ist, wenn der Fahrer wünscht, den Ventilkörper 70 in seine Stillstandsstellung zu bewegen, damit der Fahrer nicht unbeabsichtigt den Ventilkörper in eine Stellung unterhalb der Leerlaufstellung bewegt, wenn er wünscht, daß der Motor weiterarbeiten soll.

Es ist deshalb eine Vorrichtung vorgesehen, um das Arbeiten des Ventilkörpers 70 in dieser Weise zu regeln. Wie die Fig. 12 und 15 zeigen, besteht diese Vorrichtung aus einem Hebel 131, der auf

. dem dem Hebel 130 entgegengesetzten Ende des Ventilkörpers 70 sitzt. Der Hebel 131 trägt an seinem freien Ende einen Zapfen 132, der in eine Sperrklinke 133 eingreift, die um einen Zapfen 134 auf dem Regelkopf 23 schwingbar gelagert ist. Die Sperrklinke 133 weist eine bogenförmige Fläche 135 auf, gegen die der Zapfen 132 anliegt. Zur Bestimmung der Höchstdrehzahlstellung des Hebels 131 dient eine Schulter 136 an einem Ende der Bogenfläche 135, gegen die der Zapfen 132 zur Anlage kommt, sobald der Hebel 131 in seine Höchstdrehzahlstellung bewegt worden ist. Zur Bestimmung der Leerlaufstellung weist die Bogenfläche 135 an ihrem anderen Ende eine Schulter !37 ^auf· Der Hebel 131 kann sich also frei zwischen den durch die Schultern 136 und 137 begrenzten Stellungen bewegen.

Während die die Höchstdrehzahlstellung begrenzende Schulter 136 jede weitere Bewegung des Hebels 131 über diesen' Punkt hinaus auf jeden Fall verhindert, so daß der Motor niemals oberhalb der bestimmten Höchstdrehzahl eingestellt werden kann, ist die Schulter 137 so geformt, daß der Hebel 131 in eine Stillstandsstellung bewegt as werden kann. Zu diesem Zweck bildet die Schulter 137 eine Nockenfläche, die es gestattet, daß der Stift 132 bei Ausübung einer stärkeren Kraft auf den Hebel 130 die Sperrklinke 133 um ihren Drehzapfen 134 dreht, so daß der Stift 132 sich über die Schulter 137 Hinaus bewegen kann. Um diese Bewegung nur dann zuzulassen, sobald eine stärkere Kraft auf den Hebel 13,0. ausgeübt wird, ist eine Zugfeder 140 an dem freien Ende der Sperrklinke 133 angelenkt und andererseits an einer an dem Reglerkopf 23 gelagerten Konsole 141 befestigt. Die Feder 140 wirkt der Schwingbewegung der Sperrklinke 133 entgegen, läßt jedoch eine solche Bewegung zu, sobald der Zapfen

132 mit stärkerem Druck gegen die Schulter 137 bewegt wird und diese Schulter aus seiner Bahn herausdrückt. Sobald der Zapfen sich über die Schulter 137 hinausbewegt hat, greift er in eine zweite kurze Bogenfläche 142 ein, an deren Ende eine Rast 143 vorgesehen ist, die der Stillstandsstellung entspricht. Wenn der Zapfen 132 in der Rast 143 ruht, hält die Feder 140 die Sperrklinke

133 gegen den Zapfen und verriegelt auf diese Weise den Hebel 130 in seiner Stillstandsstellung.

Bei der vorstehend beschriebenen Kraftstoff-Fördervorrichtung bietet die durch das Ablaufoder Rückströmventil 50 bewirkte Druckregelung die Möglichkeit, jede gewünschte Drehmomentkurve für den Motor zu erhalten. Nimmt bei voll geöffneter Handdrossel die Drehzahl infolge erhöhter Belastung ab, so wird durch die Regelung des Kraftstoffdruckes nach der Erfindung die durch die Verlängerung der Öffnungsdauer der unveränderlichen Kraftstoffzufuhröffnung bedingte Erhöhung der Kraftstaffzufuhr-" bis zu einem gewünschten Maß durch Verminderung des Kraftstoffdruckes, ausgeglichen. Hierdurch kann beispielsweise eine Drehmomentkurve erhalten werden, wie sie in vollen Linien in dem Diagramm der Fig. 16 dargestellt ist. Falls gewünscht, kann der Verlauf der Drehmomentkurve auch so festgelegt werden, daß das Drehmoment, wie in Fig. 16 durch die gestrichelte Linie angedeutet, verringert wird, sobald der Motor bei niedrigeren Drehzahlen arbeitet. Es versteht sich, daß die Fig. 16 nur ein Beispiel darstellt und daß durch entsprechende Ausbildung des Druckreglers 50 jeder gewünschte Verlauf der Drehmomentkurve bei den verschiedenen Motordrehzahlen über den ganzen Drehzahlbereich des Motors hinweg erhalten werden kann.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Kraftstoff-Fördervorrichtung für Brennkraftmaschinen, bei der eine vom Motor getriebene Pumpe den Kraftstoff unter Druck über eine Leitung zu einer abwechselnd offenen und geschlossenen öffnung unveränderlicher Größe fördert, deren Öffnungszeiten umgekehrt proportional der Motordrehzahl sind, und bei der ein in der Leitung eingeschaltetes, gegen den in der Leitung herrschenden Druck in Schließstellung gedrängtes Ablaufventil auf Grund des Druckanstieges in der Leitung sich öffnet und bei zunehmendem Kraftstoffdruck steigende Mengen von Kraftstoff aus der Leitung abfließen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufventil (50) nach Maßgabe des Fördervolumens der Pumpe (41) und der Größe der Kraftstoffzuführungsöffnung (62) derart bemessen ist, daß bei weit geöffnetem Drosselventil (52) des Motors die durch einen Drehzahlabfall des Motors infolge erhöhter Belastung bedingte Erhöhung der Kraftstoffzufuhr zu den Zylindern, die sich sonst durch die zwangsläufige Verlängerung der Öffnungszeit der Öffnung (62) ergeben würde, bis zu einem gewünschten Maß durch Verminderung des Kraftstoffdruckes ausgeglichen wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Ablaufventil (50) austretende Kraftstoff durch eine Rückfahrleitung (51) der Saugseite der Pumpe (41) wieder zugeführt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder-2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaufventil (50) einen becherförmigen Teil (63) mit durchlochter Seitenwand aufweist, dessen Innenraum dem in der Leitung (46) herrschenden Druck ausgesetzt ist, und daß eine Feder (67) den becherförmigen Teil (63) in eine Stellung drängt, in der der Durchfluß von Kraftstoff durch die Seitenwand hindurch gesperrt ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand des becherförmigen Teils (63) -eine in Schraubenlinie angeordnete Reihe von öffnungen (69) vorge- iao sehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Regler gesteuerter Ventilschieber (53) zur Begrenzung der Motordrehzahl in die Leitung (46) Vorzugsweise zwischen dem Ablaufventil (50) und

   dem Auslaß ende (62) der Leitung (46) eingeschaltet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (53) außerdem ein von Hand einstellbares, in der Leitung (46) eingeschaltetes Drosselventil (52) sowie einen um dieses Ventil herumführenden Umgehungskanal (83) steuert, der dem Motor bei Leerlauf Kraftstoff zuführt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Schieber (53) steuernde Regler (85) zwei Sätze von Schleudergewichten (86, 87) aufweist, von denen die schwereren Gewichte (86) bei Leerlauf auf den Schieber (53) einwirken, um die Umgehungsleitung (83) zu steuern, während die leichteren Gewichte (87) auf den Schieber (53) einwirken, um den Kraftstoffstrom durch das Drosselventil (52) zu steuern und die Höchstdrehzahl des Motors zu begrenzen.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein unmittelbar mit dem Drosselventil (52) verbundenes Abschlußventil (54) an-einer Stelle (80) der Leitung (46) Hegt, die den Durchflußwegen durch das Drosselventil (52) und die Umleitung (83) gemeinsam ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußventil (54) und das Drosselventil (52) als Teile eines gemeinsamen Ventils (70), und zwar vorzugsweise eines Drehventils, ausgebildet sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Drossel- und Abschlußventile (52, 54) zwischen den der Leerlaufdrehzahl und der Höchstdrehzahl des Motors entsprechenden Stellungen (136, 137) frei verstellbar sind, von der Leerlaufstellung in die Abschlußstellung

    (143) dagegen erst nach Überwinden des Widerstandes einer federnden Sperrvorrichtung (i33> 140) übergeführt werden können.
11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis

    10, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende (93) des Schiebers (53). die Gewichte (86, 87) des Reglers (85) angreifen, während auf das andere Ende (94) des Schiebers (53) die ortsfest gelagerte Federeinrichtung (110, 115) des Reglers wirkt.
    
12. 12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und

    11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federein>richtung (110, 115) zwei Federn enthält, die so angeordnet sind, daß bei Leerlauf aller Reglergewichte (86, 87) eine Federkraft mit einer bestimmten Federcharakteristik entgegenwirkt, während bei Betriebsdrehzahlen der Bewegung der leichteren Reglergewichte (87) eine Federkraft mit einer anderen Federcharakteristik entgegenwirkt.

    13. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekernt zeichnet durch ein Gehäuse (20, 22, 23) mit einem die Pumpe (41) mit dem Schieber (53) verbindenden Hauptkanal (46, 72) sowie einen von dem Schieber (53) ausgehenden, an dem Motor anschließbaren Förderkanal (80), um dem Motor Kraftstoff zuzuführen, wobei das Gehäuse ferner eine Bohrung (71), die die beiden Kanäle (72, 80) schneidet und den Ventilkörper (70) aufnimmt, und einen Umleitungskanal (83) aufweist, der von dem Hauptkanal um die Bohrung (71) herum zum Schieber (S3) führt.

    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (53) einen verjüngten Abschnitt (76) aufweist, der so lang ist, daß er alle drei Kanäle (83, 72, 80) verbindet.

    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Umgehungskanal (83) benachbarte Ende des verjüngten Teiles (76) allmählich auf den vollen Durchmesser des Schiebers (53) ansteigt, so daß der kegelige Übergangsteil (116) den Umgehungskanal (83) allmählich schließt, sobald die Motordrehzahl die Leer lauf drehzahl übersteigt, und den Hauptkanal (72) allmählich schließt, sobald die Motordrehzahl ihren Höchstwert erreicht.

    16. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, in Verbindung mit Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (110, 115) als selbständiger Bauteil in das Gehäuse (20, 22, 23) parallel zu dem Schieber (53). eingebaut ist und daß ein in dem Gehäuse drehbar gelagerter Schwinghebel (96) an dem Schieber und der Federeinrichtung angreift.

    17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung ein zylindrisches Gehäuse (114), innerhalb dieses Gehäuses liegende Federn (110, 115) und einen Kolben (102) enthält, der die Federn und den Schwinghebel (96) berührt.

    In Betracht gezogene Druckschriften:

    Deutsche Patentschriften Nr. 589 112;

    schweizerische Patentschriften Nr. 227 001,

    265 003; französische Patentschriften Nr. 888 615,
    943940;

    britische Patentschriften Nr. 564303, 578257;

    USA.-Patentschriften Nr. 2 453 196.

    Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

    ©609«t6/261 8.56 (609802 2.57)