DE654269C - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der eingespritzten Brennstoffmengen bei Fahrzeugdieselmaschinen - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren nebst zugehöriger Einrichtung zur Regelung der eingespritzten Brennstoffmengen und damit der Leistung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Fahrzeugdieselmotoren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Brennstoffmengen den im Verbrennungsraum jeweils vorhandenen, durch die Einströmverhältnisse bedingten Luftmengen über den gesamten Vollastbereich derart angepaßt werden, daß ein gleichbleibendes oder angenähert gleichbleibendes Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft von einer bestimmten höheren Drehzahl des erwähnten Bereiches an aufrechterhalten bleibt. Als Mittel zur Erzielung der beabsichtigten Wirkung werden an sich bekannte Überströmeinrichtungen verwendet, die entsprechend den durch die jeweiligen Strömungsverhältnisse im Brennstoff förderweg in Abhängigkeit von der Pumpengeschwindigkeit bei Überschreiten der entsprechenden Drehzahl auftretenden Drücken in Wirksamkeit treten. Dabei kann neben der Anzapfung des Brennstoff-Förderweges eine zusätzliche Drosselung des Brennstoffes in der Brennstoffleitung vorgenommen werden. Unter Umständen ist es vorteilhaft, mehrere derartige Überström- und Drosselvorrichtungen im Brennstoff-Förderweg zu verwenden, um auf diese Weise einen beliebigen, gewünschten .Brennstoffkurvenlauf in Abhängigkeit von der Motordrehzahl im Bereich oberhalb einer bestimmten höheren Drehzahl zu erhalten. Als Drosselvorrichtung zur Erreichung der beabsichtigten Wirkung dient ³S eine an sich bekannte, in einem entsprechenden Einsatz gegen den Druck einer Feder verschiebliche Nadel, die, glatt ausgebildet, mit entsprechendem Spiel in der Einsatzbohrung gleiten kann. Diese als Drossel dienende Nadel kann mit dem Schaft des in der Brennstoffpumpe sitzenden Rückschlagventils aus einem Stück bestehen.

Es läßt sich so in dem in Betracht kommenden Drehzahlbereich ein sehr sparsamer Brennstoffverbrauch unter gleichzeitiger Verbesserung der Leistungs- und Drehmomentsverhältnisse sowie ein guter mittlerer wirksamer Druck im genannten Gebiet erreichen, so daß sich eine bessere Anpassung an die 5°^ tatsächlichen Erfordernisse ergibt. Bei hohen Motordrehzahlen sinkt bekanntlich der volumetrische Füllungsgrad der Maschinenzylinder, so daß es gar keinen Zweck hat, in diesem Drehzahlbereich mit der üblichen Brennstoffmenge zu fahren, da diese gar nicht

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Paul FHehr in Kassel.

die zu einer guten Verbrennung ausreichende Luftmenge vorfinden würde. Durch die Abdrosselung der Brennstoffzufuhr zur Düse bei höheren Drehzahlen im Vollastbereich wird man den tatsächlich vorliegenden Verhältnissen in weitest gehendem Maße gerecht, wobei noch hinzukommt, daß bei hohen Maschinendrehzahlen kaum jemals die volle Motorleistung gebraucht wird, die vielmehr bei ίο niedrigen Drehzahlen während des Anfahrens des Wagens oder bei Steigungen hauptsächlich nötig ist.

Die bekannten Anordnungen zur Leistungsregelung sahen verhältnismäßig verwickelte, auf mechanischem Wege wirkende Einrichtungen, wie Fliehkraftregler o, dgl. vor, die auf eine geeignete Stelle der Brennstoff-Förderung einen Einfluß ausübten. Demgegenüber zeichnen sich die neue Betriebsweise und die Einrichtungen nach der Erfindung durch Einfachheit aus, so daß damit eine Verringerung der Möglichkeit betrieblicher Störungen Hand in Hand geht, abgesehen davon, daß sie auch bedeutend billiger im Preis ausfällen. Sie gestatten außerdem ohne große Änderungen der vorhandenen Einrichtungen den nachträglichen Einbau in die Maschinen. Es ist zwar ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung der geförderten Brennstoffmenge bekannt, wobei ebenfalls Drosselstellen und Überstrom vorrichtungen verwendet werden, um die geförderte Brennstoffmenge der Leistung anzupassen. Dies wird jedoch lediglich dazu benutzt, um die Maschine bei jeder Belastung eine bestimmte einstellbare Drehzahl nicht überschreiten zu lassen. Die bekannte Ausführung diente also als reiner ■ Drehzahlregler, während gemäß der Erfindung zur Leistungsregelung im Vollastbereich bei höheren Drehzahlen die bekannten Mittel dazu verwendet werden, die eingespritzte Brennstoffmengie 'der jeweils in dem betr. Drehzahlbereich vorhandenen Luftmenge anzupassen.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsforrn der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Abb. ι ein Schaubild für den Verlauf der in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geförderten Brennstoffmenge für die übliche und für die neue Betriebsweise;

Abb. 2 und 3 bringen zwei verschiedene, schematisch gehaltene Ausführungsformen für die zugehörigen Anordnungen. In dem Schaubild nach Abb. 1 bezeichnet die ausgezogene Kurve I den in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erfolgenden Anstieg der Brennstoffmenge ohne die Beeinflussung durch die neue Regelweise, die strichpunktierte Kurve II dagegen den Kurvenverlauf mit der neuen Regelart. Es ist ersichtlich, daß von einer bestimmten höheren, der üblichen Drehzahl entsprechenden Drehzahl« an dann die zur Düse gelangende Brennstoffmenge hinter dem üblichen Betrag entsprechend zurückbleibt.

Bei der Anordnung gemäß Abb. 2 fördert eine Brennstoffpumpe üblicher Bauart den ihr durch die Leitung 2 zufließenden Brennstoff über eine Leitung 3 zu einer Brennstoffdüse 4 üblicher Ausbildung am Zylinder. An einer Stelle der Förderleitung 3 zweigt in hekannter Weise, eine Überströmleitung 5 ab, die zum Brennstoffbehälter oder in die Zuführungsleitung 2 zur Brennstoffpumpe 1 zurückführt und die unterhalb der üblichen höheren Drehzahl η entsprechend Abb. 1 durch ein Rückschlagventil 6 geschlossen ist, das unter der Spannung einer Feder 7 steht. Der Federdruck ist dabei so bemessen, daß das Ventil 6 erst bei einem einer bestimmten höheren Drehzahl der Maschine entsprechenden Förderdruck gelegenen Spannung in der Leitung sich öffnet und so die Verringerung der zur Düse 4 gelangenden Brennstoffmenge eintritt. Die Einrichtung läßt sich noch dahingehend erweitern, daß man an Stelle nur einer Überströmleitung 5 deren mehrere vorsieht, die gegeneinander derart abgestuft sind, daß bei weiterer Steigerung des Druckes in der Leitung 3 eine immer mehr sich steigernde Brennstoffmenge aus dieser Leitung abgezapft wird. Es ist so ein beliebiger Verlauf für die Brennstoffkurve II nach Abb. 1 erreichbar.

Die Anordnung nach Abb. 3 unterscheidet sich von der -im vorigen Absatz erläuterten dadurch, daß die Allzapfstelle der Förderleitung zur Düse unmittelbar an die Brennstoffpumpe heranverlegt ist. Es ist auf das Pumpengehäuse i' ein dreiteiliger Körperß, 8', 8" aufgesetzt, der von entsprechenden, zur Brennstoffleitung 3' nach der Düse führenden Bohrungen durchgesetzt ist. Von dem Teil 8 zweigt die Überströmleitung 5' ab, die durch ein Rückschlagventil 6' mit Feder 7' geschlossen gehalten wird. Daneben ist noch eine Drosselstelle bekannter Art vorgesehen. Diese besteht aus einem in der Förderleitung angeordneten glatten Kolben 9, der in der Bohrung 10' eines im Teil 8' angeordneten Einsatzstückes 10 verschieblich sitzt und der unter dem Drucke einer Feder 11 steht. Der Durchmesser des Kolbens und der Bohrung 10' im Einsatz 10 ist so bemessen, daß ein Spalt verbleibt, wie er für die jeweilig verlangte Drosselung entsprechend der üblichen Drehzahl und für den jeweilig gefahrenen Brennstoff nötig ist.

Diese Anordnung arbeitet grundsätzlich in der gleichen Weise wie die ersterwähnte. Durch die Einschaltung einer solchen Drosselstelle in den Brennstoff-Förderweg steigt der Druck vor derselben in höherem Maße als

hinter derselben an; es ergeben sich also mit wachsenden Motordrehzahlen steigende Druckunterschiede zwischen Leitungspunkten vor und hinter der Drosselstelle, wo bei mit ansteigender Brennstofförderung durch die Pumpe eine immer stärkere Drosselung des Brennstoffes einsetzt und sich so ebenfalls nach Erreichen der betr. höheren Drehzahl ein Kurvenverlauf des Brennstoffverbrauchs

ίο in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl ergibt, wie ihn die Linie II der Abb. ι wiedergibt. Ein weiterer Vorzug dieser Anordnung liegt darin, daß durch die Einschaltung der Drosselstelle in der Förderleitung 3' der Druck nur unter entsprechender Abdämpfung an der Düse und in der Förderleitung hinter der Drosselstelle zur Auswirkung gelangt, was für die empfindlichen Düsen, insbesondere die feinen A.ustrittsbohrungen und die Federung darin nur von Vorteil ist. Außerdem übt der in der Bohrung 10' verschiebliche Kolben 9 eine Pumpwirkung auf die Leitung 3¹ in der Weise aus, daß der hinter der Drosselstelle bis zur Düse angeordnete Leitungsteil beim Aufhören der Förderung leergesaugt wird, so daß dieses Leitungsstück vom Druck entlastet wird, wobei gleichzeitig das Nachlecken des Brennstoffes an der Düse unterbunden wird. Mit ansteigendem Druck vor der Drosselstelle wird der Kolben 9 entgegen der Spannung der Feder 11 nach oben bewegt, wodurch der Arbeitsraum der Pumpe eine entsprechende Vergrößerung erfährt. Dadurch wird die Speicherung einer entsprechend größeren Brennstoffmenge darin ermöglicht. Hinzu kommt noch, daß bei den hohen Arbeitsdrücken das Brennöl eine gewisse Zusammendrückbarkeit besitzt, daß also dadurch ebenfalls je Raumeinheit des Pumpenarbeitsraumes die Speicherfähigkeit erhöht wird. Bei Aufhören der Brennstofförderung und damit bei Wegfall des Druckes in der Förderleitung überwiegt die Spannung der Feder 11 und drückt den Kolben 9 in seine untere Endstellung, wobei die Pumpwirkung hinter der Drosselstelle in Erscheinung tritt.

Die Drosselstelle kann man auch an einer beliebigen Stelle der Förderleitung oder an der Düse selbst anbringen. In letzterem Falle läßt sich der an der Düse anzuordnende Teil unter sinngemäßer Abwandlung entsprechend der Ausbildung nach Abb. 3 ausführen. Weiterhin läßt sich der Kolben 9 mit dem Rückschlagventil 12 der Brennstoffpumpe zu einem Stück derart vereinigen, daß als KoI-ben der verlängerte Schaft dieses Ventils .dient. Endlich lassen sich selbstverständlich auch bei der Anordnung gemäß Abb. 3 mehrere in entsprechender Abstufung nacheinander wirksam werdende Überströmleitungen vorsehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Angleichen der bei Fahrzeugdieselmaschinen einzuspritzenden Vollastbrennstoffmenge an die mit steigender Drehzahl der Maschine sich ändernde rauchfrei verbrennbare Höchstbrennstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß der mit steigender Drehzahl wachsende Forderdruck des Brennstoffes herangezogen wird, um einen mit steigendem Druck größer werdenden Anteil der Brennstofförderung aus der Druckleitung über andere Ventile als die Düse abströmen zu lassen.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Überströmeinrichtung (5, 5') noch eine Drosselstelle (9, 10') in der Brennstoffleitung sich befindet.

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Überströmeinrichtungen angeordnet sind, die in einem bestimmten Verhältnis gegeneinander derart abgestuft sind, daß sie nacheinander zur Wirkung kommen, wobei gegebenenfalls an mehreren Stellen hinter den Überströmeinrichtungen Drosselstellen sich befinden, die ebenfalls in einem bestimmten Verhältnis gegeneinander abgestuft sind*.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselvorrichtung ein mit entsprechendem Spiel in eine Bohrung (10') eingesetzter glatter Kolben (9) dient.

5. Drosselvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als Drossel dienende Kolben (9) mit dem Schaft des in der Brennstoffpumpe (1) sitzenden Rückschlagventils (12) aus einem Stück besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen