DE517867C

DE517867C - Einspritzbrennkraftmaschine

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Publication number: DE517867C
Application number: DES91116D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-04-13
Filing date: 1929-04-13
Publication date: 1931-02-12

Description

Brennstoffeinspritzventile, namentlich solche, die für luftlose Einspritzungen eingerichtet sind, besitzen die Eigenart, daß sie bei gegebenem Verbrennungsraum und bei gegebenem Brennstoffdruck die günstigste Wirkung nur bei einer ganz bestimmten Einspritzmenge aufweisen. Die beste Verbrennung wird im allgemeinen nur dann erreicht, wenn der Brennstoffstrahl gerade so viel Durchschlagskraft besitzt, daß er die verdichtete Verbrennungsluft im Verbrennungsraum gänzlich durchdringt, ohne jedoch auf die Wandungen des Verbrennungsraumes aufzutreffen.

Dies wird aber bei einem gegebenen Einspritzventil in der Regel nur bei einer bestimmten Einspritzmenge erreicht. Ist die Einspritzmenge größer als die normale Einspritzmenge, so schlägt der Brennstoff auf die Wandungen des Verbrennungsraumes auf, was zur Verkokung des Brennstoffes oder zur Verdünnung des Schmieröles führt. Ist die Einspritzmenge kleiner als die normale Einspritzmenge, so wird die Verbrennungsluft in der für die Verbrennung zur Verfügung stehenden kurzen Zeit durch den Brennstoff nur zum Teil durchdrungen, so daß die Verbrennung verschlechtert wird.

Daraus geht hervor, daß jedes Einspritzventil bei gegebenem Verbrennungsraum und bei gegebenem Brennstoffdruck nur bei einer bestimmten, angenähert gleichbleibenden Einspritzmenge richtig arbeiten wird. Ein Einspritzventil, daß bei Überlast große Brennstoffmengen, bei Leerlauf dagegen äußerst kleine Brennstoff mengen in den Verbrennungsraum einspritzen muß, wird also in der Regel nur bei bestimmten Belastungen befriedigend arbeiten; in den meisten Fällen wird die Wirkung des Einspritzventiles ungünstig sein.

Diesen Nachteil weisen Einspritzvorrichtungen auf, bei denen bei abnehmender Belastung der Maschine eine Düse stärker als die andere geregelt wird. Es ist auch schon bekannt geworden, den erwähnten Nachteilen dadurch abzuhelfen, daß der Verbrennungsraum mit mehreren Ventilen versehen wurde, die bei größeren Belastungen gemeinsam betrieben, bei kleineren Belastungen gruppenweise abgeschaltet wurden. Das hatte aber zur Folge, daß der Brennstoff in den jeweils längere Zeit außer Betrieb bleibenden Ventilen oder Gruppen von Ventilen großer Hitze ausgesetzt war, so daß der Brennstoff verkokte und die Ventile verstopfte.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine, bei welcher ein Verbrennungsraum mit mehreren bei größeren Belastungen gemeinsam betriebenen und bei kleineren Belastungen einzeln oder gruppenweise abgeschalteten Einspritzventilen versehen ist, und besteht darin, daß bei kleineren Belastungen Gruppen von Einspritzventilen abwechselnd ein- und abgeschaltet werden, so daß eine Überhitzung der abgeschalteten Einspritzven-

tile und des in ihm zurückgebliebenen Brennstoffes vermieden wird.

Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist

auf der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι die Schaltvorrichtung, die Brennstofffördervorrichtung in der Ansicht und die zu den BrennstofEventüen vorgesehenen Leitungen als Schema.

ίο Fig. 2 ist ein Schnitt gemäß Linie II-II von Fig. i.

Im Zylinderkopf A mit dem Einlaßventil B sind die Einspritzventile i, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 angeordnet. Der Brennstoff wird diesen durch entsprechende Leitungen ' a_v a₂ .. . a_a zugeführt. Die Förderung des Brennstoffes erfolgt durch die Brennstoffpumpe C, deren Pumpenkolben C₁ ... c₈ von der Welle D angetrieben werden, welch letztere ihrerseits die WeEe E antreibt. Die Übertragung der mit der Drehzahl η laufenden Welle D auf die mit einer

Drehzahl — laufenden Welle E erfolgt durch

ein Zahnrad F auf das Zahnrad G der Steuerwelle E. Auf der Nockenwelle D sind die Nocken d für die Betätigung der Brennstoffpumpe angeordnet. Die Brennstoffpumpe C (Fig. 2) ist mit dem normalen Einlaßorgan k und dem Druckventil./ versehen. Außerdem ist ein gesteuertes Auslaßorgan g vorgesehen, durch welches nicht nur die Menge des einzuspritzenden Brennstoffes verändert, sondern die Einspritzung überhaupt unterbrochen werden kann. Dies erfolgt durch Stangen h, welche von den Nocken e_x ... e_g der Welle E betätigt werden. Die Stangen k können gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung i außer Bereich der Nocken der Welle E gesetzt werden, so daß sämtliche Pumpen Brennstoff in die Ventile 1 bis 8 fördern.

Die Brennstoffpumpe C kann in mehrere Pumpen, vorteilhafterweise so viele wie Brennstoffventile pro Zylinder notwendig sind, unterteilt sein, wobei entsprechend der Anordnung von mehreren Zylindern entsprechende Ventile von der gleichen Pumpe bedient werden, z. B. sämtliche Ventile 7 von der Pumpe 7.

Die Regelung der Brennstoffmenge kann in beliebiger Weise erfolgen.

Bei größeren Belastungen und bei Überlast arbeiten sämtliche acht Ventile gleichzeitig. Bei kleineren Belastungen dagegen werden bei der ersten Zündung die Einspritzventile 1, 3, 5 und 7, bei der zweiten Zündung die Einspritzventile 2, 4,6 und 8 arbeiten, worauf wiederum die ungeraden Ventile 1, 3, 5 und 7 in Tätigkeit gesetzt werden. Dadurch wird erreicht, daß jedes Ventil annähernd mit derjenigen Brennstoffmenge betrieben werden kann, die nötig ist, damit der Brennstoffstrahl die bestmögliche Durchdringung besitzt.

Der Betrieb kann also z. B. nach dem folgenden Schema erfolgen.

Einspritzventile I. arbeitend aussetzend

i.Umdrehung 1,3,5,7 2,4,6,8^ 4· - 2,

o, ^, u, u . J., 0,0, / I j

r. 3, 5. 7 2,4,6, 8 f 2,4,6,8 1,3, 5, 7 J

usw.

{ z. B. bei Voll- und Überlast

oder

i.Umdrehung 1,2,5,6 3,4,7,8

2. - 3,4,7,8 1,2,5,6

3· - 1,3,5,6 3,4,7,8 j

4· - 3,4,7,⁸ i,2,5,6 J

usw. ,

Die Ventile können bei noch kleineren Belastungen auch so betrieben werden, daß bei der ersten Zündung nur die Ventile 1 und 5, bei der zweiten nur die Ventile 2 und 6, bei der dritten nur die Ventile 3 und 7 und bei der vierten Zündung nur die Ventile 4 und 8 betrieben werden. Bei der fünften Zündung treten wiederum die Ventile 1 und 5 in Tätigkeit, somit ergibt sich für den oben beschriebenen Betrieb folgendes Schema: go

Einspritzventile arbeitend aussetzend

!.Umdrehung 1,5 2,3,4,6,7,8

2. - 2,6 1,5,3,4.7.8

3· ■-■ 3.7 1,2,4,5,6,8

4· - 4,8 1,2,3,5,6,7

i. - i,5 2,3,4,6,7,8.

z. B. bei

¹A Last

usw.

Die Reihenfolge könnte natürlich auch folgende sein: Erste Zündung Ventile 1 und 5, zweite Zündung Ventile 3 und 7, dritte Zündung Ventile 2 und 6, vierte Zündung Ventile 4 und 8 usw. .

Bei Leerlauf kann es sich empfehlen, die Ventile einzeln einzusetzen. In diesem Falle würden nacheinander die Ventile 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 usw. oder aber 1, 4, 7, 2, 5, 8, 3, 6 und ι usw. eingesetzt. Die Folge der Beaufschlagung braucht nicht unbedingt symmetrisch zu sein. So könnte z. B. auch die Reihenfolge i, 3, 5, 7, 5, 4, 6, 8 in manchen Fällen zweckmäßig sein.

Für den Fall von Leerlauf ergibt sich somit folgendes Schema:

ι. Umdrehung

3· -

4· -

Einspritzventile arbeitend aussetzend

ι 2—8

2 ι, 3—8

3 ι, 2, 4—8

4 1,2,3,5—8

5 1—4,6—8

z. B. bei Leerlauf usw.

Im Falle des Beispieles I wird bei der ersten Umdrehung das Aussetzen dadurch bewirkt, daß die Steuerwelle E mit der halben Drehzahl der Welle D umläuft und die Nocken e₂» ^ei> ^ec> ^es gegenüber den Nocken βρ e₃, e₅, e₇ um i8o° versetzt sind. Für den Übergang auf den Betrieb mit allen acht Ventilen sind nur die Stangen h nach links zu ziehen, so daß die Rolle m derselben mit dem Nocken e nicht

to mehr in Berührung kommt und dadurch die Ventile g geschlossen bleiben.

Für die unter II erwähnte Betriebsart braucht nur eine Versetzung der Nocken e zu erfolgen, während die unter III und IV angedeutete Ausführungsmöglichkeit dadurch entsprechend dem Beispiel I ausgeführt werden kann, indem der Welle E eine vier- bzw. achtmal geringere Drehzahl als der Welle D erteilt wird.

Anstatt acht könnten natürlich ebensogut sechs oder zehn Ventile in jedem Zylinder angeordnet sein.

Auch kann die Zahl der Ventile eine ungerade sein. Bei Anordnung von fünf Ventilen z. B. könnte bei kleineren Belastungen die Folge der Beaufschlagung 1, 3 — 2, 4 — 3, 5 zweckmäßig sein. Oder es könnten die Ventilgruppen i, 3, 5 — 2, 4, ι — 3, 5, 2 — 4, i, 3 — 5, 2, 4 nacheinander eingeschaltet werden, worauf die Ventile 1, 3, 5 wiederum an die Reihe kämen.

Die einfachste Ausführung umfaßt zwei Ventile pro Arbeitsraum. In diesem Falle würden die Ventile bei Teilbelastung abwechslungsweise abgeschaltet.

Bei Maschinen, die mit Nachladung bzw. Aufladung betrieben werden können, empfiehlt es sich, die Einspritzventile derart zu steuern, daß nur bei höchster Überlast sämtliche Ventile miteinander in Tätigkeit treten, während bei Vollast bzw. Normallast, wenn also die Maschine ohne Aufladung bzw. Nachladung betrieben wird, die Ventile einzeln oder gruppenweise abgeschaltet werden.

Grundsätzlich werden nur bei Höchstlast sämtliche Ventile gleichzeitig betrieben. Sobald die Belastung abnimmt, werden ein, zwei, drei Ventile abwechslungsweise abgeschaltet, also zunächst die Ventile 1, 2, 3, 4, 5, 6,7 und 8 usw.; beim weiteren Nachlassen der Belastung die Ventilgruppen 1, 5 — 2, 6 — 3, 7 — 4, 8 usw. und beim weiteren Nachlassen der Belastung z. B. die Gruppen 1, 4, 6 ·—■ 2, 5, 7 ·—■ 3, 6, 8 — 4, 7, ι — 5, 8, 2 — 6, i, 3 — 7, 2, 4 — 8, 3, 5 usw. Bei Normaüast, die bei Motoren mit Aufladung rund 50% der höchsten Überlast beträgt, würden z. B. die Hälfte, im Falle des Ausführungsbeispieles drei Ventile abwechslungsweise abgeschaltet.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf Zweitaktmaschinen. Die Erfindung läßt sich aber auch ohne weiteres auf Viertaktmaschinen, auf doppelt wirkende Maschinen sowie auf Gegenkolbenmaschinen anwenden.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei Anordnung mehrerer Ventile jedes Ventil mit derjenigen Brennstoffmenge betrieben werden kann, die für das gute Arbeiten des Ventiles am geeignetsten ist. Die Gefahr der Verstopfung der stillgelegten Ventile oder der Überhitzung des in diesen Ventilen enthaltenen Brennstoffes wird dadurch umgangen, daß die Ventile abwechslungsweise in Tätigkeit treten.

Claims

Patentansprüche:

1. Einspritzbrennkraftmaschine, bei welcher ein Verbrennungsraum mit mehreren bei größeren Belastungen gemeinsam betriebenen und bei kleineren Belastungen " gruppenweise abgeschalteten Einspritzventilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleineren Belastungen Gruppen von Einspritzventilen abwechselnd ein- und abgeschaltet werden, so daß eine Überhitzung der abgeschalteten Einspritzventile und des in ihnen zurückgebliebenen Brennstoffes vermieden wird.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile einzeln ein- und abgeschaltet werden können.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abzuschaltenden Ventile einer Gruppe zur Zylinderachse symmetrisch liegen.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abzuschaltenden Ventile einer Gruppe zur Zylinderachse unsymmetrisch liegen.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Beaufschlagung der einzelnen Ventile oder Ventilgruppen immer gleichbleibt.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Beaufschlagung der einzelnen Ventile oder Ventilgruppen wechselt.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Beaufschlagung der einzelnen Ventile oder Ventilgruppen periodisch wiederkehrend wechselt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen