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Einspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die Erfindung
bezieht sich auf Verbrernungskraftinaschinen für flüssigen Brennstoff, bei denen
der letztere ohne "Zuhilfenahme k(iinpritnierter Luft eingespritzt wird. Bei derartigen
Maschinen sind schon @inspri@zvorriclitnngen bekannt, die aus eileer Ptimpe, deren
Kolben und Sangventil durch I:xzeliter oder Nocken betätigt werden (wobei sich das
Sangventil sowie auch (las Druckventil nach außen öftnen), und des weiteren aus
einem Zerstäuber bestellen, der niit der Ninipe durch eine Druckleitung verbänden
ist.
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Bei diesen Einsl)ritzvorriclitungen tritt leicht ein verschlepptes
Einspritzen auf infolge nachträglicher Ausdehnung des in der Leitung ko inpriinierten
Brennstoffs und infolge des elastischen , Zusammenziehens der Leitung selbst. Gemäß
.der Erfindung wird ntin dafür gesorgt, daß unmittelbar nach (lein Druckhub der
Pumpe der Druck in der Leitung beseitigt wird, und zwar geschieht dies dadurch,
daß eine sehr kleine Öffnung während des Arbeitens des Motors eine ständige Verbindung
zwischen dein Pumpenkörper und der Druckleitung sichert, wobei jedoch, um eine Dampfbildung
in dem an der Maschine liegenden wärmen Leitungsteil zu verhindern, dieser Teil
unter Druck gehalten wird dadurch, daß ein im Sinne des Zerstäubers sich öffnendes
Riicksclilagvelitil zwischen dem "Zerstäuber und (lein Druckventil der Pumpe angeordnet
wird. Andere Merkmale der Erfindung sind später 1#eschrieben.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Ahb. i zeigt im Schnitt eine Einspritzpumpe und Al>,13h. ia (leg oberen Teil der
Verbrenmingskaminer eines nach der Erfindung eingerichteten Motors. Die Abb. a und
3 sind Ein7elrlarstelltingen des Druckventils in Seiten- und Stirnansicht, das mit
der tut gemäß der Erfindung versehen ist. Abb. d. ist ein wagerechter Schnitt des
Pumpenkörpers durch die Achse des Druckventils und zeigt ein anderes Anwendungsbeispiel
der Erfindung. A.bb. 5 zeigt im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform des an
dein Zerstäuber sitzenden Rückschlag-Ventils. a bezeichnet den Fassungsraum der
Bretinstotfptlinpe und h deren Gehäuse. Wie bekannt, fiii-(lert bei dieser Art von
Einspritzvori,icilttingeil für flüssigen Brennstoff der I't11nlieill:ol"eil r, wenn
der Kolben :les Motors in rler Nähe seiner inneren Totpunl:tlage sich befin,let,
unter der Wirkung eines Exzenters oder Nockens d die gewünschte Preniist,)ffmenge,
die nach Passieren des Druckventils G der Pampe (las selbsttätige Ventil 7 liebt,
(las den wesentlichen Teil des "Zerstäubers e bilIet. Der Brennstoff dringt so in
Forin von feinen Tropfen in die Verbrenmingskainmer t des
Motorzylinders ein,
in dem in diesem Augenblick ein starker Druck herrscht. Zwischen der Punipe und
dem Zerstäuber ist tiotwenrligerweise eine hinreicheil;l lange Rohrleitunged angebracht,
deren Volumen in bezug auf das Volumen einer Brennstofla(lilng ' l)eträchtlich ist.
So schwach wie (Iie Zt1-saminendrückbarkeit der Flüssigkeit auch sein mag, so gewinnt
sie doch wegen dieses llißeerhältnisses eine Bedeutung, die keineswegs zti vernachlässigen
ist, Es ergibt sich daraus, daß die Einspritzung anstatt in dein gewählten Augenblick
sich vollständig zu vollziehen, sich über den ganzen Ausdehnungshub verlängert,
weil die in dem Rohr komprimierte Flüssigkeit sich ebenfalls ausdehnt, wenn der
Druck in .dem Zylinder sich verringert. Der so unzeitig eingeführte Brennstoff wird
infolgedessen sehr schlecht ausgenutzt.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand entweder zum großen Teil
oder überhaupt ganz dadurch beseitigt, daß eine sehr kleine Öffnung 5 (Abb. i bis
3) während des Ganges des '.Motors eine konstante Verbindung zwischen dein Pumpenkörper
a und der Druckleitung d. sichert. Diese Öffnung 5 wirrt zweckmäßig von einem kleinen
Ausschnitt oder einer Nut gebildet, die in dem Ventil 6 selbst angeordnet ist. Da
nun aber bei dieser Anordnung der Brennstoff zunächst dein Zerstäuber zeitweise
ohne unter Druck zu stehen erwärmt werden würde, so läge die Gefahr der Dampfbildung
in diesem Teil dier Leitung nahe. Dieser Teil der Leitung muß also dauernd unter
Druck gehalten werden, und.
dies geschieht durch. Anordnung eins
Rückschlagventils ,in entsprechendem Abstand vor dem Zerstäuber.
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Betrachtet man den Augenblick, wo die Einspritzung zu Ende geht, so
sieht man, daß das Rücksch.lagventil i sich unter der Wirkung seiner Feder 16 schließt.
In einem bestimmten Augenblick beginnt das Exzenter 2 das Saugventil 3 der Pumpe
zu öffnen.. Sobald der in dem Rohr 4 komprimierte Brennstoff sich ausdehrat, .tritt
die dieser Ausdehnung entsprechende Menge durch !die Nut 5 des Druckventils 6 und
kehrt zum Ansaugen zurück. Der zwischen dem Rückschla.gventil i Lind dem Zerstäubungsventil
7 vorhandene Kanalteil 8 bleibt so unter Druch. wie es_nöti# ist
[email protected]..@d@. @mp-bldürtg_.
unter. Wirkung der von dem Motor übertragenen Wärme zu- vermeiden. Der in ,dem Rohr
d. vorltaüdene Brennstoff, der mit den heißen Teilen nicht in Berührung ist, kann
vollkommen entladen werden. Wegen des in dem Kanal 8 verbleibenden Druckes wird
der Nachteil der Verlängerung der Einspritzung -nicht vollkommen vermieden, jedoch
ist zu ersehen, daß (las Volumen sehr verringert wird oder werclen kann. Es beträgt
praktisch vielleicht den zehnten oder zwölften Teil des Volumens des Rohres d..
Man kann also sagen, daß eine wesentliche Verbesserung herbeigeführt'wird. Weiter
unten ist gezeigt, durch welches:i-Mittel man den noch bestehenden geringen Fehler
beseitigen kann.
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Die Öffnung 5 hat einen sehr kleinen Querschnitt, aus welchem Grunde
man für .diese eine Nut einem Loch vorzieht, welch letzteres sich verstopfen könnte.
Die Nut ist klein aus zwei Gründen: Zunächst muß die zurückströmende Brennstoffmenge
soviel als möglich g.ebretnst werden, um einen Rückschlag zu vermeiden, der eineKavitation
schaffenkönnte. Ferner ist es nötig, daß beim Anlassen der Maschine die Luft vollständig
aus der Leitung 4 ausgetrieben wird. Dies muß dadurch geschehen, <aß -die Pumpe
etwa von Hand angetrieben und am Ende der Leitung Luft und Brennstoff ausgetrieben
werden. Würde der Verbindungskanal 5 im Ventil 6 zu großen Querschnitt haben, so
würde wegen des Zurücktretens von Luft und Brennstoff das Reinspülen der Leitung
von Luft nicht duchführbar sein. Auch bei Anwendung einer sehr kleinen Verbindungsöffnung
5 ist es aber nötig, daß die Pumpe nur gegen einen geringen Gegendruck in. der Leitung
4 arbeitet. Es würden daher am Ende -d!er Leitung 4 durch Lockern der Mutter'9 Öffnungen
io freigelegt, durch die Luft und Brennstoff, ohne weiteren Gegendruck als den der
Flüssigkeitshöhe X austreten können. Will man diesen Hilfsauslaß vermeiden, so muß
man die Verbindungs-Öffnung 5 während; des Ingangsetzens abschließbar machen. Dies
geschieht durch die in Ahb.4 dargestellte. Ausführungsform, bei der 2o den Pumpenkörper,
21 den eigentlichen Zylinder, 22'das Ventil, 23 seine den Auslaßanschlußbildende
Führung bezeichnen. 24 und 25 sind zwei kleine Löcher, die so klein sind., wie die
praktischen Ausführungsbedingungen es ermöglichen und den Zylinder mit der Druckseite
verbinden, wobei .das Loch 25 hinter dein Ventil 22 mündet. 26 ist eine Schraubnadel,
mittels welcher das Loch 24 verschlossen -,verden kann; 27 ist eine kleine Stopfbüchse,
die die Nadel 26 abdichtet, und 28 ist der @gerändelteDrehknopf .der Nadel.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende: Die durchlochte
Mutter 9 auf dem Zerstäubet bleibt geschlossen und braucht .daher auch nicht mehr
durchlocht zu sein. Die Ventilnadel 26 wird geschlossen. Man kann dann die Pumpe
von Hand oder in anderer Weise drehen, und sie arbeitet, als wenn die Löcher 24
und 25 nicht vorhanden wären. Unter diesen Verhältnissen kann man den :Motor in
Gang setzen und die Ventilnadel 26 nur öffnen, nachdem der Motor einige Augenblicke
gelaufen ist, um sicher zu sein, daß das Rohr d. vollkommen luftfrei ist.
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Es ist zu bemerken, daß die Ventilnadel 26 nicht nur das Öffnen und
Schließen der Kanäle 24 und 25, sondern auch eine erfahrungsmäßige Regelung des
Durchgangsquerschnittes ermöglicht, der aus dem schon angegebenen sowie auch noch
aus dem folgenden Grunde ziemlich klein sein muß: In. dem Augenblick des Öffnens
des Saugventils 3, das sich mechanisch von unten nach oben vollzieht, bewirkt der
-Ventilkopf bei seiner Verschiebung einen geringen Unterdruck in dem Pumpenkörper.
Hieraus würde sich die Bildung von Gasblasen ergeben können. Diese eventuellen ;Gasblasen
werden dann aber durch die Schließbewegung des Ventils wieder ausgetrieben, wozu
es nötig ist, daß sie sich in dem oberen Teil befinden. Die Kleinheit der bewirkten
Verbindung, sei es durch die Nut 5, sei es durch das Ventil 26, verhindert nun,
daß der Unterdruck aus dem Pumpenraum sich in die Rohrleitung fortsetzen könnte.
Es liegt also kein Grund vor, daß sich in der Rohrleitung Gasblasen bilden könnten.
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Man könnte glauben, daß die angegebene Erscheinung nicht mehr auftreten
würde, weil während des Hebens des Ventils 3 der aus der, Rohrleitung kommende Brennstoff
dem Purn= penkörper unter Ausdehnung zuströmt. Dirist nur teilweise richtig, da
die Ausdehnu des Brennstoffs außerordentlich schnell stattfindet und nur *ährend
der allerersten Augenblicke der Hebung des Ventils, um eine
Zahlengröße
anzugeben, vielleicht den Ratlni von 1/ .. ihres Totalreges einnimmt. selbst bei
den größten Drehgeschwindigkeiten. 1)er Gewinn ist also hei dein betrachteten Gesichtspunkt
fast zti vernachlässigen, von einem anderen Gesichtspunkt aus scheint es aber durchaus
nicht so zu sein. Die eventuelle Kavitation kann nicht nur das Ergebnis des Unterdruckes
an sich sein, sondern auch des Stoßes auf das Ventil im Augenblick seines Üffnens.
-Man kann ein Ventil hei einem praktischen -Mechanismus nur durch einen leichten
Stoß öffnen, den man allerdings flurch eine verständige Formgebung des Exzenters
abschwächen kann. Dieser Stoß schafft eine Kavitation, jedoch in diesem bestimmten
Augenblick scheint der Rückstatt des Brennstoffes sie zti vernichten helfen zu müssen.
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Es ist schon vorher auf eine Anordnung hingewiesen worden, diie es
ermöglicht, den kleinen Verlust zu beseitigen, der sich aus ;lein Druck ergibt,
der am Ende der Einspritzung in dein Rauin 8 besteht, welch letzterer zwischen dem
Zerstätibungsventil 7 und dein Rückschlagventil i vorhanden ist. Dieser Verlust
kann praktisch auf ungefähr '/., bi; i Prozent des Verbrauchs bei voller La(lung
zurückgeführt werden. Bei den kle:nell \lotoren kann sich in Anbetracht einerseits
der Ausführungsschwierigkeiten der Anordnung und anderseits der geringe absolute
Wert der -Menge des verlorenen Brennstoffs finit diesem angenäherten Resultat zufrieden
geben. Dies ist aber sticht bei großen Maschinen der Fall, für die man die folgende
Anordnung anwenden kann.
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Die Anordnung besteht darin, (-aß man ein zweites Ventil 12 (Abb.
5) vorsieht, das den Raum 8 und das Rohr .I verbindet, jedoch sich in dein entgegengesetzten
Sinne des Ventils i öffnet und finit einer geeigneten Feder 14. versehen und im
Verhältnis weniger stark ist wie die Feder i i des Ventils 7, und zwar in Anbetracht
der Abmessungen der Köpfe. Auf diese Weise kann sich der in dem Kanal 8 unter Druck
stehende Brennstoff teilweise in (lein Rohr 4. ausdehnen, un#i zwar bis
zu
einem solchen Druck, (Maß er las Ventil 7 nicht mehr selbst heben kann, wenn der
Z@-lintler vollkommen entladen ist, wobei (Mieser Druck indessen .genügt, tun die
Dampfbildung, wie vorher erklärt, zu verhindern. Das einfachste Mittel ist, dieses
Hilfsventil firn Innern des Ventils i anzuord'nen.. wie es in .1b1.5 dargestellt
ist. Diese Abbildung zeigt das Ventil i, (las innen das kleine Hilfsvelitil 12 mit
Rinnenführung 13 und der Feder 14, enthält. Die Entleerung vollzieht sich durch
die Löcher 15. Man wird bemerken, daß, wenn diese Anordnung gut funktioniert, man
(las Ventil i an irgendeiner Stelle der Leitung und nicht unbedingt gegen den Zerstäuber
hin anordnen kann. Es kann also an der Punipe selbst an der Stelle des Druckventils
6 angeln-acht werden.