-
Mit einer hin- und hergehenden Bewegung arbeitende Brennstoffeinspritzpumpe
für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft die mit einer hin- und hergehenden
Bewegung arbeitenden Brennstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen, bei welchen
die selbsttätige Regelung ihrer Förderleistung durch einen Hilfskolben erfolgt,
dessen Hingänge durch hydraulische Impulse bewirkt werden, deren Frequenz zu der
Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist, während seine durch eine Rückholkraft
bewirkten Rückgänge durch eine Drosselstelle gebremst werden, welche in einem Kanal
angeordnet ist, durch welchen eine von dem Hilfskolben während dieser Rückgänge
in Bewegung gesetzte Flüssigkeit strömen muß.
-
Die Erfindung bezweckt, die Förderung der Pumpe zu unterbrechen, wenn
sich die Brennkraftmaschine entgegengesetzt zu ihrer normalen Drehrichtung zu drehen
beginnt.
-
Hierfür wird erfindungsgemäß in diesem Kanal ein Verschlußglied vorgesehen,
welches entgegen einer Rückholkraft durch einen hydraulischen Impuls in eine Stellung
gebracht wird, in welcher es den Kanal verschließt, wobei dieser Impuls durch eine
von der Brennkraftmaschine angetriebene Pumpe erzeugt wird, wenn die Maschine sich
entgegengesetzt zu seiner normalen Drehrichtung zu drehen beginnt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kammer,
in welcher dieser Impuls das Verschlußglied betätigt, mit dem Einlaß einer von der
Brennkraftmaschine angetriebenen Zahnradpumpe oder entsprechenden rotierenden Pumpe
verbunden, wobei ein sich nur in Richtung auf diese Pumpe öffnendes Rückschlagventil
in die Saugleitung der Pumpe vor der Entnahmestelle der Impulse eingeschaltet ist.
-
Es sei darauf hingewiesen, daß es zum selbsttätigen Stillsetzen einer
Brennkraftmaschine, wenn sie sich in einer ihrer normalen Drehrichtung entgegengesetzten
Richtung zu drehen beginnt, bekannt ist, die hierdurch in der Saugleitung der Maschine
hervorgerufene Druckerhöhung zur Betätigung eines Druckschalters zu benutzen, der
die Förderung der Brennstoffeinspritzpumpe abstellt. Diese Abstellvorrichtung hat
jedoch gegenüber derjenigen gemäß der Erfindung den Nachteil, daß sie mit einer
gewissen Trägheit arbeitet; d. h., die zur Abstellung der Brennstoffzufuhr notwendige
Druckerhöhung in der Saugleitung der Maschine erreicht erst den gewünschten Wert,
nachdem diese selbst schon mehrere Umdrehungen in dem entgegengesetzten Drehsinn
gemacht hat. Dagegen arbeitet die Vorrichtung gemäß der Erfindung praktisch ohne
Zeitverzug.
-
Ferner ist es bei umsteuerbaren Brennkraftmaschinen bekannt, nach
erfolgter Umsteuerung die Zufuhr von Brennstoff zur Brennkraftmaschine zu verhindern,
wenn diese bestrebt ist, in dem alten Sinne, d. h. in dem der Umsteuerung vorangegangenen
Sinne, weiterzulaufen. Diese Verhinderung geschieht mit Hilfe zweier in Serie geschalteter
Schieber, von denen der eine zugleich mit der Umsteuervorrichtung betätigt wird,
während der andere durch den Druck einer Pumpe betätigt wird, die zusammen mit der
Brennkraftmaschine umläuft. Hier ist das Problem im Grunde verschieden von dem Problem,
das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Ferner sind die zur Steuerung der
Brennstoffzufuhr vorgesehenen Mittel völlig von den Mitteln verschieden, die bei
der für die Erfindung wesentlichen Maschinengattung Anwendung finden.
-
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert, deren einzige Abbildung in einem schematischen Axialschnitt die Hauptteile
einer erfindungsgemäßen Einspritzpumpe zeigt, welche mit einer Zahnradpumpe kombiniert
ist.
-
Die Einspritzpumpe weist einen Hauptzylinder 1 auf, in welchem ein
von der Brennkraftmaschine mittels eines Nockens 22 angetriebener Hauptkolben 2
arbeitet.
Durch diesen Kolben wird eine Öffnung 3 der Brennstoffzufuhrleitung 4 gesteuert,
welche ihrerseits von einer nicht dargestellten sogenannten Zubringerpumpe gespeist
wird. Von dem Zylinder 1 geht eine zu einem oder mehreren Einspritzdüsen führende
Förderleitung 5 ab, in welcher ein Rückschlagventil6 angeordnet ist.
-
Zur selbsttätigen Regelung der Förderleistung der Pumpe, d. h. der
durch die Leitung 5 je Arbeitsspiel fließenden Brennstoffmenge, in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit von einer gegebenen Grenzgeschwindigkeit an ist der Zylinder
1 mit einer Auslaßleitung ly versehen, welche von einem Hilfskolben 8 gesteuert
wird, welcher durch hydrauliche Antriebsmittel in einer Richtung (Hingang, in der
Abbildung nach oben, an dessen Ende er die beiden aufeinanderfolgenden Abschnitte
der Leitung 7 miteinander verbindet) während des Förderhubes des Hauptkolbens 2
(in der Abbildung nach oben) angetrieben und indem anderen Sinn (Rückgang) während
des Saughubes des Kolbens 2 durch eine Rückholvorrichtung entgegen der Wirkung eines
Bremssystems zurückgezogen wird. Diese Rückholvorrichtung wird durch eine Feder
10 gebildet.
-
Zur Herstellung dieser hydraulischen Antriebsmittel wird auf den Hilfskolben
eine Flüssigkeit zur Einwirkung gebracht, welche vorzugsweise mit dem einzuspritzenden
Brennstoff gleichartig ist und von einer mit einer hin- und hergehenden Bewegung
arbeitenden, im Synchronismus mit der Hauptpumpe angetriebenen Hilfspumpe geliefert
wird. Diese Hilfspumpe wird zweckmäßig dadurch gebildet, daß der Hauptkolben 2 auf
der dem Zylinder 1 abgewandten Seite mit einem Teil 2a größeren Durchmessers versehen
wird, welcher in einer Bohrung la entsprechenden Durchmessers arbeitet, wobei der
so gebildete Ringraum 17 durch einen ein Rückschlagventil 24 enthaltenden Kanal
18 mit dem Zylinder 11 verbunden ist, in welchem der Hilfskolben 8 arbeitet,
und durch eine Speiseleitung 19 mit einer Zuflußkammer oder der erwähnten Zubringerpumpe.
Indem Raum17 kann die Feder21 untergebracht werden, welche den Stufenkolben 2, 2
a mit dem Nocken 22 in kraftschlüssiger Verbindung hält. Schließlich kann in den
Hilfszylinder 11 eine Auslaßleitung20 an einer solchen Stelle münden, daß sie wenigstens
teilweise von dem Hilfskolben 8 verschlossen wird, wenn die Auslaßleitung 7 ihrerseits
von dem Hilfskolben verschlossen wird, während sie frühestens in dem Augenblick
vollständig geöffnet wird, in welchem die Auslaßleitung vollständig offen ist.
-
Schließlich wird das Bremssystem durch eine Leitung 12 mit
einer Drosselstelle 13 gebildet, durch welche der Hilfskolben Flüssigkeit
bei seinem Rückgang drückt.
-
Sobald der Hilfskolben 8 unter der Einwirkung der von dem in dem Hilfszylinder
11 befindlichen Kolben 2a geförderten Flüssigkeit einen Hub a ausgeführt
hat, stellt er mittels einer an ihm vorgesehenen Ringnut 25 eine Verbindung zwischen
den beiden Abschnitten 7 der Auslaßleitung her, wodurch die Brennstofförderung durch
den Kolben 2 in die Förderleitung 5 unterbrochen wird.
-
In dem Augenblick, in welchem der Kolben 2, 2 a in den Zylindern seine
Abwärtsbewegung beginnt, beginnt auch der Hilfskolben 8 unter dem Druck einer Rückholfeder
10 seine Abwärtsbewegung in seinem Zylinder, sein Rückgang wird jedoch dadurch gebremst,
daß er die sich in dem Zylinder 11 befindende Flüssigkeit durch die Leitung 12 und
die Drosselstelle 13 in den Zylinder 1 a drücken muß.
-
Wenn der Motor und mit ihm der Kolben 2, 2 a eine bestimmte Geschwindigkeit
erreicht, kann der Hilfskolben 8 infolge dieser Bremsung nicht mehr in seine tiefste,
durch sein Anstoßen an einem Anschlag 40 bestimmte Stellung gelangen, bevor der
Kolben 2, 2 a einen neuen Förderhub beginnt. Hierdurch wird der Hub des Hilfskolbens
verkürzt, und die Öffnung der Auslaßleitung 7 erfolgt nach Zurücklegung von Bruchteilen
des Förderhubes des Kolbens 2, 2a, welche um so kürzer sind, je mehr die Geschwindigkeit
zunimmt. Hierdurch wird eine entsprechende Herabsetzung der Förderleistung der Pumpe
erzielt.
-
Um den freien Querschnitt der Drosselstelle 13 regeln zu können, enthält
die Pumpe noch ein Regelglied 50, welches um seine Achse drehbar ist und eine schräge
Vorderfläche 50 a aufweist. Durch Verdrehung dieses Gliedes 50 gibt man dem
freien Querschnitt der Drosselstelle 13 veränderliche Werte. Ferner ist in diesem
Glied 50 ein Auslaßkanal 51 vorgesehen, welcher in der Stellung, in welcher der
Querschnitt der Drosselstelle 13 am kleinsten oder sogar Null ist, mit einem Auslaßkanal
52 zusammenfällt, was dem Hilfskolben 8 ermöglicht, während des Förderhubes des
Kolbens 2, 2a in seiner tiefsten Stellung zu bleiben, wodurch ein Förderüberschuß
der Arbeitspumpe für das Anlassen erzielt wird.
-
Es ist zu bemerken, daß die Drehung des Gliedes 50 um seine Achse
durch die Bedienungsperson des Motors, dem die betreffende Einspritzpumpe angehört,
oder selbsttätig durch einen Drehzahlregler erfolgen kann. In jedem Fall entsprechen
die kleinsten Werte des Querschnitts der Drosselstelle 13 den niedrigen Drehzahlen
des Motors, während die größten Werte den höheren Drehzahlen des Motors entsprechen.
-
Um jede Förderung der Pumpe zu unterbinden, wenn der Motor sich entgegengesetzt
zu seinem normalen Drehsinn zu drehen beginnt, was insbesondere bei Anlassen vorkommen
kann, wird der Hilfskolben 8 in seiner obersten Stellung, in welcher er die
Auslaßleitung7 offenhält, mittels eines Verschlußgliedes 53, welches in eine Stellung
gebracht wird, in welcher es den Kana112 vollständig verschließt, durch einen hydraulischen
Impuls blockiert, welcher durch eine Pumpe erzeugt wird, welche von dem Motor angetrieben
wird, wenn sich dieser in entgegengesetztem Sinn zu drehen beginnt (Anlauf des Motors
nach rückwärts).
-
Falls an den Kanal 12 ein Auslaßkanal 51, 52 angeschlossen ist, welcher
gerade beim Anlassen des Motors offen ist, muß natürlich das Verschlußglied 53 in
seiner Schließungsstellung nicht nur den die Flüssigkeit aus dem Zylinder 11 in
den Zylinder 1 a zurückführenden Abschnitt des Kanals 12 verschließen, sondern auch
diesen Auslaßkanal 51, 52.
-
Die den Steuerimpuls des Verschlußgliedes 53 erzeugende Pumpe ist
zweckmäßig eine Zahnradpumpe 54, deren Einlaß durch eine Leitung 56 mit einem Zylinder
57 verbunden ist, in welchem das Verschlußglied 53 verschiebbar ist. Solange die
Pumpe 54 in ihrer normalen durch die Pfeile angegebenen Drehrichtung läuft, erzeugt
sie keinen Druckimpuls in dem Zylinder 57, so daß eine Gegenfeder 58 das Verschlußglied
53 in der Stellung halten kann, in welcher die in diesem angebrachten Ringnuten
den
Kanal 12 und den Kanal 52 offenhalten. Sobald der Motor
rückwärts zu laufen beginnt und daher eine Umkehr der Drehrichtung der Pumpe 54
bewirkt, schickt diese Pumpe einen Druckimpuls in den Zylinder 57, wodurch das Verschlußglied
53 nach rechts verschoben wird, so daß die Kanäle 12 und 52 verschlossen werden.
Hierdurch wird der Hilfskolben 8 verhindert, nachdem er ein erstes Mal durch den
Förderhub des Kolbens 2, 2a in seine oberste Stellung gebracht wurde, in welcher
er die Auslaßleitung 7 öffnet, wieder in seine untere Stellung abwärts zu gehen.
Wenn das Verschlußglied 53 einmal in seine Stellung gebracht ist, in welcher es
die Kanäle 12 und 52 verschließt, legt es eine Austrittsöffnung 59 frei, welche
den Austritt der durch die Leitung 56 ankommenden Flüssigkeit ermöglicht.
-
Damit die Flüssigkeit in der Leitung 56 bei der Umkehr der Drehrichtung
der Pumpe 54 einen genügenden Druck hat, ist in der Einlaßleitung 55 vor
der Stelle des Anschlusses der Leitung 56 an diese Leitung ein Rückschlagventi160
vorgesehen, welches sich in Richtung auf die Pumpe 54 öffnet.
-
Die Zahnradpumpe 54 kann eine beliebige Pumpe sein, welche z. B. als
Zubringerpumpe dient, an deren Förderseite die Leitungen 4 und
19 angeschlossen sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gehört diese
Pumpe 54 einem hydraulischen Drehzahlregler an, der z. B. den den freien Querschnitt
der Drosselstelle 13 regelnden Teil 50 betätigt. Der Drehzahlregler, welchem die
Pumpe 54 angehört, kann natürlich einen beliebigen anderen Teil des Motors steuern,
welcher in Abhängigkeit von der Drehzahl verstellt werden soll.
-
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform hält der Hilfskolben eine
Auslaßleitung offen, welche an den Zylinder 1 der Pumpe oder gegebenenfalls an die
Auslaßleitung 5 angeschlossen ist und so jede Förderung zu der Einspritzdüse oder
den Einspritzdüsen verhindert, sobald der Motor rückwärts läuft. Es ist jedoch zu
bemerken, daß der Hilfskolben auch im Rahmen der Erfindung andere Funktionen ausüben
kann. So kann z. B. der Hilfskolben anstatt einer Auslaßleitung die Einlaßleitung
der Pumpe steuern. Der Hilfskolben schließt dann bei seiner Blockierung in der Stellung,
in welcher er normalerweise seinen Rückgang beginnt, die Einlaßleitung der Pumpe.
-
Die Erfindung ist auch auf bekannte Pumpen (siehe z. B. die französische
Patentschrift 1157 404) anwendbar, bei welchen der Pendelkörper selbst die Förderung
des Brennstoffs in die Förderleitung 5 während seines Hingangs bewirkt und während
seines Rückgangs Brennstoff von seiner einen Seite auf die andere überführt, wobei
er ihn durch einen mit einer Drosselstelle versehenen Kanal schickt. Das beim Anlauf
des Motors nach rückwärts in seine Abschlußstellung gebrachte Verschlußglied muß
dann in diesen Kanal eingeschaltet sein.
-
Die Erfindung ist also überall da anwendbar, wo die Regelwirkung durch
einen Hilfskolben erzeugt wird, dessen Hingänge durch Impulse bewirkt werden, deren
Frequenz zu der Drehzahl des Motors proportional ist, während seine durch eine Rückholkraft
erzeugten Rückgänge durch eine Drosselstelle gebremst werden, welche in einem Kanal
angeordnet ist, durch welchen eine von dem Pendelkörper während seiner Rückgänge
in Bewegung gesetzte Flüssib keit strömen muß.