DE968899C - Vorrichtung bei Dieselmotoren zur kontinuierlichen Einspritzung von Brennstoff in zwei zusammenhaengenden Phasen - Google Patents

Description

• Vorrichtung bei Dieselmotoren zur kontinuierlichen Einspritzung von Brennstoff in zwei zusammenhängenden Phasen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren, die eine durch einen Nocken angetriebene Einspritzpumpe und ein brennstoffgesteuertes Einspritzventil umfaßt.
• Dieselmotoren, insbesondere schnell laufende Dieselmotoren mit luftloser Einspritzung, laufen im allgemeinen, wenn die üblichen Einspritzaggregate verwendet werden, sehr hart, weil die Verbrennung einen mehr oder weniger explosiven Charakter hat. Dieser harte Lauf ist ein großer Nachteil dieser Motoren, weil dadurch der Motor nicht nur ungewünschten hohen Beanspruchungen ausgesetzt wird, sondern auch, weil er einen beträchtlichen und störenden Lärm verursacht. Um diesen harten Lauf zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, den Einspritzvorgang in zwei voneinander getrennte Phasen zu unterteilen, nämlich in eine Voreinspritzung und in eine Haupteinspritzung, die zeitlich voneinander getrennt sind.
• Der entsprechende Antriebsnocken weist zu diesem Zweck zwischen dem die Voreinspritzung und dem die Haupteinspritzung bewirkenden Teil seiner Erhebung eine Rast auf, die in ihrer Zeitdauer so bemessen ist, daß sie etwa dem bei den gegebenen Verhältnissen geringsten erforderlichen Abstand zwischen Vor- und Haupteinspritzung entspricht.
• Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß nach beendigter Voreinspritzung während der Rastzeit das Einspritzventil schließt und ein gewisses Nachtropfen auftritt gerade dann, wenn das Einspritzventil im Begriff ist, sich zu schließen, was sich durch rauchende Abgase und einen verschlechterten Brennstoffverbrauch bemerkbar macht.
• Es ist ferner bekannt, bei Brennstoffeinspritzvorrichtungen miteinerbesonderenVoreinspritzpumpe, deren Kolben hydraulisch mittels durch die Haupteinspritzpumpe gefördertenBrennstoffs angetrieben wird, die Haupteinspritzung bei oder kurz vor Beendigung der Voreznispritzung beginnen zu lassen, so daß zwischen Vor- und Haupteinspritzung kein Abstand besteht. In der Veröffentlichung über diesen Vorschlag ist aber nicht angegeben, daß zu diesem Zweck etwa der Nocken entsprechend ausgebildet sein muß. Es ist auch nichts über die Druckverhältnisse ausgesagt, die während der verschiedenen Einspritzungen herrschen sollen.
• Vorliegender Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß diese Nachteile dadurch behoben werden können, daß man den Brennstoff wohl in zwei Phasen einspritzt, die eine aber unmittelbar der andern folgen läßt, und daß man während der ersten Phase einen unter dem Höchstdruck liegenden Einspritzdruck einhält, um dann, ohne Unterbrechung des Einspritzens. in die zweite Phase übergehend, den Einspritzdruck auf seinen Höchstwert ansteigen zu lassen. Durch einen solchen Verlauf der Einspritzung erreicht man, daß der Gang des Motors weich und ruhig wird und daß ein Nachtropfen, das von den obenerwähnten Folgen begleitet ist, nicht mehr auftritt.
• Zur Erreichung dieses Zieles wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein für den Betrieb der Brennstoffpumpe angeordneter Nocken - mit Ausgangspunkt vom Beginn der Einspritzung -mit einem Kurventeil mit relativ schwacher Steigung, die einen im wesentlichen konstanten Brennstoffdruck bewirkt, und im Anschluß an diesen Kurventeil mit einem zweiten Kurventeil mit relativ starker Steigung, die einen allmählich gesteigerten Brennstoffdruck hervorruft, versehen ist.
• In jedem Fall soll das Nockenprofil eine solche Form haben, daß zwischen der ersten und der zweiten Phase des Einspritzvorganges kein Aussetzen des Einspritzens erfolgt.
• Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzvorrichtung dar. Es zeigt: Fig. i ein Diagramm des zu erwirkenden Einspritzdruckverlaufes und Fig. 2 einen Schnitt durch eine Einspritzpumpe und ein Einspritzventil.
• Im Diagramm nach Fig. i ist längs der Ordinate der Brennstoffdruck und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen. Die Einspritzung des Brennstoffes beginnt, sobald im Einspritzpumpenzylinder der Druck auf den Wert angestiegen ist, bei welchem sich das Einspritzventil öffnet. Dieser Zeitpunkt ist mit a bezeichnet. Der Einspritzdruck bleibt dann während der ersten Phase des Einspritzens auf einem annähernd konstanten und relativ niedrigen Wert P1 während eines bestimmten Zeitintervalles von a bis b. Danach steigt der Einspritzdruck stetig an, ohne vorhergehenden Druckabfall, und erreicht, wenn das Zeitintervall b-c verflossen ist, seinen Höchstwert P., wonach der Einspritzdrucke infolge des Aussetzens der Förderung von Brennstoff durch die Pumpe abfällt. Die Einspritzung erfolgt also ununterbrochen während des Zeitintervalles a-c, zu- erst während einer ersten Phase a-b bei relativ niedrigem und annähernd konstantem Einspritzdruck und anschließend während einer zweiten Phase b-c bei stetig bis auf einen Höchstwert ansteigendem Einspritzdruck.
• Die Menge des während der ersten Phase eingespritzten Brennstoffes sollte so klein wie möglich sein, und deren Einspritzung sollte über eine gewisse Zeitdauer verteilt sein, so daß die Zündung, bevor die zweite Phase der Einspritzung beginnt oder unmittelbar danach einsetzt.
• Die in der Fig. a dargestellte Einspritzpumpe ist von an sich bekannter Bauart und hat ein Pumpengehäuse i, einen darin auf und ab verschiebbaren Kolben :2, eine Pumpenkammer 3 und Kanäle 4, durch welche die Pumpenkammer mit einem (nicht dargestellten) Brennstoffbehälter in Verbindung steht. Im Pumpenkopf 5 ist ein durch eine Feder 6 beeinflußtes Rückschlagventil7 angeordnet. Mit 8 ist ein Antriebsnocken bezeichnet und mit 17 eine mit diesem Nocken zusammenarbeitende Stößelrolle.
• Das Einspritzventil ist mit 9 und seine Düse mit lo bezeichnet. Die Düsenöffnungen werden durch eine Ventilnadel z i gesteuert, die zu einem Stößel 12 gehört, welcher sich in einer Kammer 13 bewegen kann. Letztere steht durch einen Kanal 14 im Ventilgehäuse, durch eine Druckleitung 15 und durch den Druckraum über dem Rückschlagventil7 mit der Einspritzpumpenkamtner 3 in Verbindung. Eine Feder 16 wirkt einem Anheben des Ventilstößels 12 durch den in der Ventilkammer 13 herrschenden Einspritzdruck entgegen.
• Nachdem der Kolben 2 bei seinem Anheben mit seiner oberen Stirnfläche die Kanäle 4 überlaufen hat, steigt der Druck, in der Pumpenkammer 3 an, und der Brennstoff fließt am geöffneten Rückschlagventil 7 vorbei durch die Druckleitung 15 und den Kanal 14 in die Druckkammer 13. Wenn der Druck in der Druckkammer 13 auf einen solchen Wert angestiegen ist, daß er die Spannung der Feder 16 überwiegt, so hebt sich die Ventilnadel i i von ihrem Sitz ab, und dieEinspritzung des Brennstoffes durch die mit der Ventilnadel gesteuerten Düsenöffnungen in den Motorzylinder nimmt ihren Anfang.
• Die Einspritzung beginnt ungefähr in dem Zeitpunkt, bei dem der Nocken 8 im Punkt a1 seines Profils auf die Stößelrolle 17 drückt. Das Teilstück ai bi des Nockenprofils hat einen derartigen bogenförmigen Verlauf und eine so schwache Steigung, daß der Einspritzdruck während dieser Phase der Einspritzung annähernd konstant bleibt. Das anschließende Teilstück bi -cl hat eine stärkere Steigung, so daß der Pumpenkolben 2 in vermehrtem Maße beschleunigt wird, was sich dahin auswirkt, daß der Einspritzdruck infolge des Durchflußwiderstandes in den Düsenöffnungen ansteigt; dieser ganze Prozeß verläuft so, wie in Fig. i dargestellt.
• Die oben beschriebene Einspritzpumpe kann mit verschiedenen Arten von Einspritzventilen zusammenwirken. Am geeignetsten sind Einspritzventile mitgegenüberdem0ffnungsdruck erhöhtemSchließdruck.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung bei Dieselmotoren zur kontinuierlichen Einspritzung von Brennstoff in zwei zusammenhängenden Phasen, von denen die erste Phase bei relativ geringem Druck und die zweite Phase bei Steigerung des Druckes auf dessen Maximalwert erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein für den Betrieb der Brennstoffpumpe (1, 2) angeordneter Nocken (8) - mit Ausgangspunkt vom Beginn der Einspritzung - mit einem Kurventeil (ai b1) mit relativ schwacher Steigung, die einen im wesentlichen konstanten Brennstoffdruck bewirkt, und im Anschluß an diesen Kurventeil mit einem zweiten Kurventeil (bi cl) mit relativ starker Steigung, die einen allmählich gesteigerten Brennstoffdruck hervorruft, versehen ist.
2. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch i in Verbindung mit einem Einspritzventil mit gegenüber dem Öffnungsdruck erhöhtem Schließdruck nach Patent 85o 251. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 491441, 686 943 703 982, 713 777, 718 649, 741842, 850:25 1; Sonderdruck aus The Motor Ship, Januar 1946.