DE331452C - Brennstoffpumpenanlage, insbesondere fuer Verbrennungskraftmaschinen mit mehreren Zylindern, mit einer fuer saemtliche Zylinder gemeinsamen Brennstoffpumpe - Google Patents

Description

Eine der wichtigsten Aufgaben bei dem Bau von Mehrzylinderverbrennungskraftmaschinen für flüssigen Brennstoff besteht darin, den Brennstoff gleichmäßig nach den einzelnen Zylindern zu verteilen. Bei Maschinen, denen der Brennstoff unter Druck zugeführt wird, erfolgt diese Verteilung nach den einzelnen Zylindern für gewöhnlich mit Hilfe einer besonderen Pumpe für jeden Zylinder. Es ist aber auch vorgeschlagen worden, z. B. bei ! Dieselmotoren, eine einzige Pumpe für mehrere , Zylinder zu verwenden und den durch diese Pumpe geförderten Brennstoff mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung, von welcher Rohrleitungen nach den einzelnen Zylindern ausgehen, zu verteilen. Dies geschieht in der ; Weise, daß der Brennstoff durch feine, kali- ' brierte Öffnungen hindurchgehen muß, ehe er von der Verteilungsvorrichtung aus in die Rohrleitungen gelangt. Der Widerstand in diesen Öffnungen ist so groß, daß die Ungleichförmigkeiten des Druckes, die in den einzelnen Brennstoffventilen vorkommen können, sowie die Ungleichförmigkeiten des Widerstandes, die in den einzelnen Rohrleitungen vorhanden sein können, im Verhältnis zu den Widerständen in den kleinen Öffnungen vernachlässigt werden können.

Diese Vorrichtung zum Verteilen des Brennstoffes ist aber nicht an umsteuerbaren Maschinen verwendbar, weil die Brennstoffverteilung während der Umsteuerung sowie beim Langsamlaufen der Maschine unsicher wird. Die Brennstoffverteilung nach den Zylindern, wenn eine einzelne Brennstoffpumpe in VerV bindung mit einem Brennstoffverteiler und kalibrierten Öffnungen verwendet wird, hängt nämlich davon ab, daß der· Widerstand bei dem Durchtritt des Öles durch diese kleinen Öffnungen sehr groß ist im Verhältnis zum Widerstand in den verschiedenen Rohrleitungen zwischen dem Verteiler und den Brennstoffventilen sowie im Verhältnis zu den Druckunterschieden, die zwischen dem Luftdruck in den verschiedenen Brennstoffventilen vorhanden sind. Hierdurch wird die genaue Brennstoffverteilung unsicher.

Eine Brennstoffpumpe mit Verteiler und kalibrierten Öffnungen kann auch nicht zur direkten Einspritzung (ohne Verwendung von Druckluft) in mehrere Zylinder verwendet werden, weil sie ja ihren Brennstoff gleichzeitig nach allen Zylindern fördert, während die direkte Einspritzung bedingt, daß das öl am Beginn des Verbrennungshubes jedes Zylinders und somit auf verschiedenen Zeitpunkten für die einzelnen Zylinder, je nach der Kurbellage, eingespritzt wird.

Bei solchen Motoren war man bis jetzt gezwungen, eine besondere Pumpe für jeden

Zylinder zu verwenden. Die genaue Verteilung des Brennstoffes nach den einzelnen Zylindern einer solchen Maschine, vor allem aber bei geringer Belastung, wenn die Brennstoffmengen sehr klein sind, erfordert eine sehr genaue Einstellung der Teile, die der Abnutzung ausgesetzt sind oder sonst leicht aus dem Zustand gebracht werden können, der die genaue Verteilung ermöglicht. Diene • ίο Einstellungsschwierigkeiten werden noch größer bei Maschinen, bei denen der Brennstoff unmittelbar in den Zylindern ohne Verwendung irgendwelcher Vorexplosionskammer eingespritzt wird. Bei solchen Maschinen muß, wie bskannt, auch der Zeitpunkt, in welchem die Einspritzung beginnen soll, viel genauer eingestellt und viel leichter entsprechend verschiedenen Belastungen und Brennstoffen verändert werden können.

Falls es möglich wäre, eine einzige Pumpe, d. h." einen einzigen Kolben und eine einzige Reihe von Reglerventilen für sämtliche Zylinder, zu verwenden, so würde die Genauigkeit der Brennstoffverteilung unter allen Umständen gesichert und die Einstellung des Einspritzaugenblickes erleichtert sein. ~~

Dies wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß für sämtliche* Zylinder eine gemeinsame. Brennstoffpumpe angeordnet ist, die für jede Umdrehung der Motorwelle eine der Zahl der Zündungen entsprechende Anzähl von Druckhüben ausführt. Ferner ist das Pumpengehäuse oder ein damit verbundener Verteilungskasten mit jedem Zylinder durch eine Rohrleitung verbunden, die ein Ventil besitzt. Diese Ventile werden zwangläufig gesteuert und zur Brennstoffzufuhr nach einem der Zylinder bei den einzelnen Druckhüben der Pumpe nacheinander geöffnet. Bei einer Viertaktmaschine mit sechs Zylindern wird z. B. die Umlaufzahl der Pumpe dreimal I so groß wie die Umlaufzahl der Maschine, j und bei einer Zweitaktmaschine mit sechs j Zylindern wird die Umlaufzahl der Pumpe ; sechsmal so groß wie die Umlaufzahl der \ Maschine. |

. Die Fig. I, 2 und 3 der Zeichnung stellen I schematische Schnitte je einer Ausführungsform j der Erfindung dar, die für eine Zweitaktmaschine mit sechs Zylindern bestimmt ist. ', Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das zur Erklärung '■. der Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten ^: Ausführungsform dient. ,

In Fig. ι wird vorausgesetzt, daß die Welle 1 ^! mit der Kurbelwelle der Maschine verbunden \ ist und die gleiche Umlauf zahl wie diese hat. Die Welle 1 ist durch das Zahnradgetriebe 7, 8 ! mit einer Welle 9 verbunden, die durch die j Kurbel 10, die Kurbelstange 11 und den Kreuz- j kopf 12 mit einem Kolben 13 in dem Pumpengehäuse 14 verbunden ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 7 und 8 ist derart gewählt, daß, während die Welle 9 sechs Umdrehungen, die Welle 1 eine Umdrehung macht. Das Pumpengehäuse 14 besitzt ein Saugventil 16 und ein Druckventil 15, das die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und einem Verteilungskasten 18 beherrscht, während das Ventil 16 die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Saugleitung 17 überwacht. Der Verteilungskasten 18 besitzt sechs Rohrstutzen 19, von j denen jeder zur Aufnahme einer nicht dar-' gestellten, zu einem der Zylinder der Maschine führenden Rohrleitung dient. Jeder Rohr-' stutzen 19 enthält ein federbelastetes Ventil 20, ^: das durch eine Steuerstange 21 geöffnet werden kann. Jede Steuerstange erhält ihre Bewegung durch je eine Kurbel 24 der Welle 1 unter Vermittlung eines Kreuzkopfes 22 und einer Pleuelstange 23. Die sechs Kurbeln 24 sind derart gegeneinander versetzt, daß sämtliche ■ Ventile 20 nacheinander je einmal geöffnet j werden, während die Welle 1 eine Umdrehung ; macht, und zwar in Zeitpunkten, die den ! Arbeitsvorgängen der einzelnen Zylinder angepaßt sind. Während die Ventile 20 je ein- ; mal nacheinander geöffnet werden, macht der Kolben 13 sechs Druckhübe und sechs Saughübe. Bei jedem Druckhub wird eines der j Ventile 20 offen gehalten, so daß Brennstoff j in d:e zu dem entsprechenden Zylinder füh- : rende Leitung eingepreßt wird. Während ! jeder Umdrehung der Welle 1 erhält somit jeder Zylinder eine bestimmte Brennstoffmenge, die für sämtliche Zylinder gleich groß ist. Die Anordnung ist ferner so getroffen, daß das Öffnen eines Ventils 20 etwas vor dem Beginn des entsprechenden Druckhubes erfolgt, während das Schließen des Ventils etwas j nach dem Ende des Druckhubes erfolgt, wo- ^s' durch das Offenhalten des Ventils während des ganzen Druckhuhes gesichert ist. Die Einstellung der Brennstoffmengen kann beispielsweise durch Änderung der Hublänge des° Kolhens 13 oder durch Regelung des Saugventils oder auf andere geeignete Weise erfolgen. Die Ausführung nach Fig. 1 eignet sich besonders für Dieselmotoren und einige andere Motorgattungen. Für Maschinen, in welche der Brennstoff ohne Verwendung von Druckluft eingespritzt wird und bei denen keine Vorexplosionskammer vorhanden ist, ist die Ausführung nach Fig. 1 wenig vorteilhaft, u. a. weil keine Vorrichtung zur Regelung des Einspritzaugenblickes vorhanden ist. Für solche Maschinen kann eine etwas abgeänderte Pumpenanlage verwendet werden. Zwei Ausführungsformen solcher abgeänderter Pumpenanlagen sind in Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese Ausführungsformen können aber auch, wenn erwünscht, an Motoren mit Vorexplosians-

kammer oder- mit Drucklufteinspritzung ver- ! wendet werden.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Verteilungskasten 18 ein zwangläufig geführtes Ventil 25 angeordnet. Ferner besitzt das Pumpengehäuse ein Überströmventil 26. Das Ventil 25 ist derart gesteuert, daß es erst nach dem Beginn des Druckhubes der Pumpe geöffnet und vor dem Ende des Druckhubes geschlossen wird. Wenn das Ventil 25 geschlossen ist, wird die durch den Kolben > geförderte Brennstoffmenge durch das Ventil 26 in die Saugleitung zurückgedrückt.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: In dem Diagramm in Fig. 4 entspricht der Bogen zwischen zwei Radien einem Druckhub und einem Saughub des Pumpenkolbens. Während ! des Saughubes wird ein Ventil 20 im Punkte i¹ geöffnet, in 1 beginnt der Druckhub, von 1 bis i⁴ wird Flüssigkeit durch das Ventil 26 gedrückt, indem das Ventil 25 geschlossen ist. In i⁴ wird das Ventil 25- geöffnet, von 1* bis i⁵ strömt Flüssigkeit durch das Ventil 25 in den Verteilungskasten 18 und von dort durch das offene Ventil 20 in die zugehörige Rohrleitung 19. In i⁵ wird das Ventil 25 geschlossen, und in 1' hört der Druckhub auf. In 1"' wird das bis jetzt offen gehaltene Ventil 20 geschlossen, worauf sich derselbe' Vorgang wiederholt, indem das nächste Ventil 20 geöffnet wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein selbsttätiges Druckventil 15 zwi- sehen dem Pumpengehäuse 14 und dem Verteilungskasten 18 verwendet. Ferner ist ein zwangläufig gesteuertes Saugventil 27 vorgesehen, das einen Teil der durch den Kolben. verdrängten Flüssigkeitsmenge in die Saugleitung am Beginn und Ende des Druckhubes zurückfließen läßt und dabei allein oder zusammen mit einem gewöhnlichen Saugventil 16 das Eintreten des Brennstoffes in das Pumpengehäuse zuläßt. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit derjenigen der Ausführungsform nach Fig. 2 überein, es wird nur ein Teil des Pumpendruckhubes für die Brennstoffzufuhr ausgenutzt". ' Die Änderung der Brennstoffmenge bei den ;

Aus'führungsformen nach Fig. 2 und 3 kann durch Änderung der Länge des Pumpenhubes oder mit Hilfe entsprechender Steuervorrichtungen für die Ventile 25 und 27 erfolgen. Anstatt der dargestellten Kurbeln, die zum Treiben der Ventile und des Pumpenkolbens dienen, können entsprechend gestaltete Daumenscheiben oder Exzenter verwendet werden.

An bestimmten Maschinen ist es erforderlich, daß der Pumpenkolben für jede Zündung \

ο zwei ganze Hübe ausführt, und zwar derart, j daß zwischen je zwei Einspritzungen nach | zwei einzelnen Zylindern ein Druckhub vofkommt, der nicht ausgenutzt wird, indem der während dieses Druckhubes geförderte Brennstoff durch ein Rücklaufventil, z. B. 26 in Fig. 2, zurückgepreßt wird. Dies "kann dadurch leicht erreicht werden, daß die Kurbel oder die Daumenscheibe, durch welche die Ventile 25 und 27 betätigt werden, die halbe Umlaufzahl wie die Pumpe hat, oder auch dadurch, daß durch besondere Einrichtungen jeder zweite Druckhub übergangen und die ganze Brennstoffmenge durch die Ventile 26 bzw. 27 in die Saugleitung zurückgedrückt wird. -

Eine solche Pumpenanlage kann beispielsweise an Maschinen mit einem, zwei oder drei Zylindern verwendet werden, um eine Pumpe mit kleinem Hubvolumen zu erhalten, das zum größten Teil ausgenutzt werden kann.

Auch kann das Ventil zwischen dem Pumpengehäuse und dem Verteilungskasten wegfallen und durch ein Druckventil in jeder von dem Verteilungskasten ausgehenden Rohrleitung ersetzt werden. Es ist einleuchtend, daß in -85 solchem Falle kein besonderes Pumpengehäuse erforderlich ist, indem der Kolben in dem Verteilungskasten selbst arbeiten kann.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Brennstoffpumpen anlage, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen mit mehreren Zylindern, mit einer für sämtliche Zylinder gemeinsamen Brennstoffpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine der Zahl der Zündungen entsprechende Anzahl Druckhübe für jede Umdrehung der Maschinenwelle ausführt, sowie daß das Pumpengehäuse oder ein damit verbundener Verteilungskasten (18) mit den einzelnen Zylindern durch getrennte Rohrleitungen verbunden ist, von denen jede ein gesteuertes Ventil (20) enthält, das zwangläufig geöffnet wird, wenn dei zugehörige Zylinder mit Brennstoff gespeist werden soll.

2. Ausführungsform nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pumpengehäuse und dem Verteilungskasten ein gesteuertes Druckventil (25) angeordnet ist, das die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und dem Verteilungkasten (18) zwecks Regelung der in den Verteilungskasten gelangenden Brennstoffmenge nur während eines Teiles des Druckhubes offen hält, während im Pumpengehäuse außer dem Saugventil (16) ein Rücklaufventil (26) angeordnet ist, durch das der vom Pumpenkolben geförderte Brennstoffüberschuß in die Saugleitung der Pumpe zurückgeleitet wird (Fig. 2).

3. Ausführungsform nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pum- ' pengehäuse ein selbsttätiges Druckventil (15) und ein selbsttätiges Saugventil angeordnet ist, daß ferner zwischen dem .Pumpengehäuse und der Saügleitung ein

gesteuertes Rücklauf ventil (27) vorgesehen" ist, das einen Teil der durch die Pumpe beförderten Brennstoffmenge während des Druckhubes in die Saugleitung zurückleitet (Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.