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Brennstoff-Einspritzpumpe Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf
die Ausgestaltung von Brennstoff-Einspritzpumpen mit hängend angeordnetem Kolben
und von diesem gesteuerten Ansaug- und Überströmkanälen, von denen ein Überströmkanal
zur Erleichterung der Ausscheidung von Luft- und Gasblasen im oberen Teil des Pumpenarbeitsraumes
mündet. z
Derartige Brennstoff-Einspritzpumpen sind bekannt.
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Bei den bekannten Ausführungsformen werden nun der Überströmkanal
und der Saugkanal, derart angeordnet, daß zuerst der Sangkanal geschlossen wird,
worauf die Förderung in die Druckleitung erfolgt und erst in der tiefsten Stellung
des Pumpenkolbens der Überströmkanal aufgesteuert wird, wodurch der Pumpenarbeitgaum
mit dem- Brennstoffvorratsraum verbunden und- dabei durch Afhebung des Brennstoffdrucks
der Einspritzvorgang beendet wird. Diese Anordnung besitzt den Nachteil, daß der
Arbeitsdruck des niedergehenden Kolbens sich infolge der im Pumpenraum befindlichen
Luft- und Gasteile anfangs nicht mit voller Kraft auf das Einspritzventil auswirkt
und dieses augenblicklich öffnet, sondern zunächst nur eine Verdichtung der Gasteilchen
bewirkt und je nach der vorhandenen Gasmenge erst nach kürzerer oder längerer
Zeit so groß wird, daß er die der Ventilöffnung widerstehende Kraft der Ventilfeder
überwindet. Infolgedessen schwankt die Menge des eingespritzten Brennstoffs trotz
unveränderter Pumpeneinstellung in Abhängigkeit von der zufällig in den Pumpenarbeitsraum
hineingesaugten Gasmenge, wodurch die Verbrennungskraftmaschine unruhig läuft und
auch in ihrem Wirkungsgrad beeinträchtigt wird. Außerdem kann es insbesondere bei
Anwesenheit größerer Gasmengen vorkommen, daß Gasblasen in die Uruckleitung gelangen
und sich darin in gleicher Weise nachteflig auswirken.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile der bekannten.Ausführungsfonn.
'Sie bezweckt, die im Pumpenarbeitsraum etwa vorhandenen Luft-und Gasteilchen vor
Beginn des Einspritzvorganges aus dem Raum zu entfernen. Die Erfindung besteht darin,
daß bei einer Pumpe der oben bezeichneten Art die zusammenwirkenden Steuerkanten
an Kolben und Zylinder so angeordnet sind, daß beim ]#örderhub zunächst die Ansaugbohrung
geschlossen wird, der als Luft-und Gasauslaß dienende Überströmkanal während des
ersten Teils des Förderhubes offen ist und so der Beginn der Einspritzung durch
die Schließung des Überströmkanals bestimmt wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist in dem Überströnikanal ein
Rückschlagventil vorgesehen,
welches das Ansaugen von Brennstoff
durch diesen Kanal in den Pumpenarbeitsraum verhindert. Hierdurch wird mit Sicherheit
vermieden, daß die durch den Überströmkanal hinausgedrängten Gasteilchen beim nächsten
Ansaughub auf dem gleichen Wege rückwärts wieder in den Pumpenraum zurückgesaugt
werden, was insbesondere dann vorkommen könnte, wenn die Pumpe so schnell arbeitet,
daß die Gasteilchen im Augenblick erneuter Brennstoffansaugung sich noch in der
Nähe des Ausstoßes des Überströmkanals befinden. Diese Gefahr ist bei. der bekannten
Anordnung vorhanden.
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In den beiliegenden Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der gemäß
der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung dargestellt, wobei zum besseren Verständnis
die an sich bekannten Einzelteile der BrennstoMinspritzpumpe ebenfalls ausführlich
beschrieben wurden. Es zeigen Fig. i einen Längsschnitt durch eine am Zylinderkopf
einer Verbrennungskraftmaschine angebrachte Brennstoff-Einspritzpumpe mit anhängender
Düse, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Kolbenendes, Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig. i, die Kolbeneinstellvorrichtung darstellend,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. i, die Zylinderausgestaltung darstellend,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Rückschlagventils, Fig.
6 einen Teillängsschnitt durch den Zy-
linder und den Kolben einer
Ausführungsforrn mit andersartiger Anordnung der Steuerkanäle.
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Der Pumpenkolben besitzt in an sich bekannter Weise nahe seiner Bodenfläche
i' eine Aussparung 2 mit Begrenzungsflächen 3 und 4, welche durch einen Kanal
5 mit dem Pumpenarbeitsraum unterhalb der Bodenfläche i' verbunden ist.
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Der Kolben arbeitet in einem Zylinder, der aus einer in das Gehäuse
7 mit einem ringförmigen Zwischenraum 8 eingesetzten Hülse
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besteht. Zwei auf gegenüberliegenden Zylindermantellinien angeordnete Kanäle
9 und io verbinden den Arbeitsraum des Zylinders mit dem Ringraum
8, der weiterhin an seinem oberen Ende mit einer zum Brennstoffvorratsbehälter
führenden Leitung ii versehen ist. Ein ähnliches, ebenfalls mit dem Ringraum
8 verbundenes Leitungsrohr, 12 ist durch eine Kappe 12 verschlossen und wirkt
in später zu beschreibender Weise als Luftpolster.
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Die Begrenzungsflächen 3, 4 steuern durch Zusammenwirken mit
den Brennstoffkanälen 9 und io den Beginn und die Beendigung der Brennstoffzufuhr
und des Pumpendruckes. Sie sind in an sich bekannter Weise kurvenförrnig ausgebildet,
so daß durch passende Winkeleinstellung des Kolbens verschiedene Pumpenleistungen
ermöglicht werdenkönnen. Die hierzu dienende Einstellvorrichtung besteht aus folgenden
Teilen: Oberhalb der Zylinderhülse 6 und von ihr durch den Raum 16 getrennt,
ist in das Gehäuse 7
eme Nabe 15 eingesetzt, welche ein in einer Erweiterung
13 des Gehäuses umlaufendes Zahnrad 14 trägt. Dieses steht mit einer Zahnstange
18 in Eingriff, die in einer in dem Gehäuse 7 angeordneten, die Erweiterung
13 schneidenden und durch 'eine Platte ig' abgeschlossenen waagerechten Nut ig hin
und her gleitet. Der Kolbeni ist in dem durch das Zahnrad#4 hindurchtreten-. den:
Teil seines Schaftes als Sechskant ausgebildet, so daß er durch Verstellen der Zahnstange
18 gedreht werden kann, ohne in seiner Aufundabbewegung gehindert zu werden.
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Der Kolbenschaft berührt mit einer kopfartigen Erweiterung 22, die
Deckelplatte einer Führungshülse 25, die in dem oberhalb der Kolbendrehvorrichtung
(13 bis ig') liegenden Teil 7,o der Gehäusebohrung auf und ab gleitet und durch
eine am Gehäuse befestigte und in einem Schlitz 54 der Hülse geführte Stiftschraube
53 gegen Drehung gesichert ist. Zwischen der Deckelplatte ünd dem Boden der
Gehäusebohrung ist die mit Abschlußplatten 23 und 24 versehene Spiralfeder
?a angeordnet.
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Ein auf die Führungsplatte 25 mittels Rolle 27
drückender,
durch einen Exzenter gesteuerter Schwinghebel 26 bewirkt den Abwärtsgang
bzw. Druckhub des Pumpenkolbens, während die Rückholfeder 21 den Aufwärtsgang bzw.
Saughub des Kolbens hervorruft.
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Unterhalb des Arbeitszylinders 6 befinden sich die das Einspritzventil
bildenden Teile, nämlich der Düsenkopf 28, der Ventilsitz 29 und das Verlängerungsrohr
30. Eine in das Gehäuse 7 einschraubbare Kappe 31 preßt diese Teile
zusammen mit der Zylinderhülse 6 gegen eine Schulter 3z des Gehäuses, wobei
ein Ringspalt 33 zwischen der Kappe 31 und der Hülse 6
verbleibt.
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Der im Raum 35 unterhalb des Kolbens i befindliche Brennstoff
wird durch im Teil 30
befindliche Kanäle 36 zu der im Ventilkörper
?,9 befindlichen Kammer 37 gefördert und drückt hier auf die Fläche
39 des Einspritzventilkolbens 38, so daß dieser entgegen der Wirkung
der gegen den- F lansch 44 der Kolbenspindel 45 anliegenden Feder 43 sich ein begrenztes
Stück aufwärts bewegt und dadurch den Brennstoff durch die Austrittskanäle 40 im
Teil 29 und 41 im Düsenkopf 28 austreten läßt. Die Stärke der Feder 43 und
ihre Belastung bestimmt hierbei den- Kleinstwert des Einspritzdruckes.
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Zum Ablassen von Brennstoffteilen, die durch Undichtigkeiten zwischen
dem Kolben der Zylinderwand und dem Gehäuse heraustreten, dient der Kanal 47 am
unteren und der Kana146
am oberen Zylinderende, wobei der letztere
auch den Luftüberschuß der Luftpolsterkammer 12 abführt.
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Das erfindungsgemäß verwendete Rückschlagventil im: Überströmkanäl
besteht aus der die Öffnung des Kanals io bedeckenden, in einer Rir(gnut 49 der
Außenwandung des- Zylinders 6
angeordneten und mit einem Ansatz
50 in einer Aussparung 51 desselben gehaltenen Ringfeder 48.
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Die Zylinderhülse 6 wird durch Stift 52 gege#i Drehung
gesichert im Gehäuse 7 gehalten.
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Die vorstehend beschriebene Brennstoff-Einspritzpumpe wird mit der
Kappe 3x in eine passende konische Bohrung des Verbrennungszylinders
55 eingesetzt und durch Bolzen 56
befestigt. Der zwischen dem Gehäuse'7
und dem Zylinder 155 verbleibende Ringraum 57 dient zusammen mit dem
Kanal 58 zur Zurückführung der aus den Kanälen 46 und 47 austretenden Brennstoffteilen
zu dem nicht dargestellten Brennstoffvorratsbehälter.
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Der o » bere Teil des Pumpenzylinders -6 trägt eine
Bohrungsaufweitung, an deren unterer Kante 59 sich irgendwelche Staub- oder
sonstigen festen Teilchen absetzen.
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Die Einspritzpumpe arbeitet folgendermaßen: Bei der in de-r Zeichnung
dargestellten Arbeitsläge befindet sich der Pumpenkolben in seiner obersten Stellung.
Der Brermstoff gelangt infolgedessen unter geringem Druckgefäll aus dem Vorratsbehälter
durch die Leitung ii in den Ringraum 8 und von dort durch den Einlaßkanal
9 in den Pumpenarbeitsraum. Der Raum 35, die Leitungen 34 und
36 und die Ventilkammer 37 sind bereits mit früher zugeführtem Brennstoff
angefüllt. Der nunmehr herabgehende Kolben schließt zunächst den Einlaßkanal
9 ab und drückt dann so lange Brennstoff und evtl. darin befindliche Gasteilchen
durch den Kolbenkanal 5, den Ringraumz und den Überströmkanal io in denRingraum
8 zurück, bis die Steuerkante 4 des Kolbens den Kanal io bedeckt. In dem
nunmehr abgeschlossenen Pumpenarbeitsraum und den anschließenden Verbindungsleitungen
bis zur Ventilkammer 37 steigt jetzt der Druck schnell an, so daß das Ventil
38 sich öffnet und der Brennstoff durch die Düsenöffnung 422 in den Verbrennungszylinder
eingespritzt wird. Dies tritt so lange ein, bis die Steuerkante 3 des Kolbens
den Einlaßkanal 9 freigibt, so daß der Arbeitsdruck aufhört, das Ventil
38 sich schließt und der übrigbleibende Brennstoff in den Ringkanal
8 zurückgedrückt wird.
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Die Luftkammer 12 wirkthierbei als Druäkpuffer und verringert die
durch da# Öffnen und Schließen der Kanäle 9 und io auf der Pumpeneintrittsseite
auftretenden Druckschwankungen.
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Da die auf der Druckseite der Pumpe liegenden Brennstoffräume klein
sind und auch zwischen Einspritzventil und purnpenafbeitsraum keine weiteren Ventile
vorhanden sind, hört tatsächlich mit dem Öffnen des Kanals 9 das Einspritzen
von Brennstoff in den Verbrennungszylinder auf.
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Das Rückschlagventil 48 im Überströmkanal ist nicht zwingend erforderlich,
gibt aber den Vorteil, daß der Brennstoff beim Einsaugen nur durch den Kanal
9 und dann im Kanal 5 aufwärts fließt und dadurch die vorhandenen
Gasblasen vor sich her in den zum Überströmkanalio führenden Ringraum
2, treibt, während bei fehlendem Rückschlagventil. die Möglichkeit besteht,
- daß der. Brennstoff auch durch den K,anal,io in den Ringrauin 2 und den
Kanal 5
tritt und hierdurch die Abtrennung der Gasteilchen erschwert.
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Abb. 6 zeigt eine andere Ausführungsfonn der Erfindung. Grundsätzlich
entspricht die Bauart der bisher beschriebenen, jedoch sind die miteinander zusammenarbeitenden
Kanäle und steuernden Kanten zwischen dem Zylinder 6
und dem Pumpenkolben
:i vertauscht.
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#-Der Purapenkolben i hat wieder an seinem unteren Ende die steuernde
Kante i. Die Aussparung 2, die sich bei der Bauart der Abb. i am Pumpenkolben befindet,
ist jetzt in die Zylinderwandung verlegt, und besteht aus zwei Teilen :2" und :zb.
jeder Teil ist in dem Zy-Ender 6 einerseits durch eine ebene Kante, andererseits
durch eine schraubenförmig verlaufende Kante 3" und 4" begrenzt. Diese schraubenförmigen
Kanten entsprechen den Flächen 3 und 4 der Abb. i. Der Pumpenkolben i besitzt
eine innere Bohrung 5, die dem Kanal 5 der Abb. i entspricht. Gemäß
Abb. 6 erstrecken sich von dieser mittleren Bohrung 5 zwei radiale
Bohrungen A und B nach außen. In die Aussparung 2" mündet die Eintrittsöffnung
9 und in die Aussparung 2b die AÜstrittsöffnung io.
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Die Wirkungsweise entspricht genau derjenigen der Ausführungsforin
nach Abb. i. In der gezeichneten Stellung der Abb. 6 hat der Pumpenkolben
i die höchste Lage seines Saughubes, so daß der ganze Raum unterhalb des Kolbens
durch die Öffnung 9 mit Brennstoff gefüllt worden ist, der auch die inner6
Bohrung 5
des Kolbens anfüllen kann. Beim Druckhub des Kolbens i abwärts wird-
zunächst die Eintrittsöffnung 9 durch die steuernde Kante i' geschlossen.
Bei weitereni Abwärtsgang des Kolbens strömt die Flüssigkeit aus dem Pumpendruckraum
aufwärts durch die Bohrungen 5
und A in die Aussparung 9b und
die Auslaßöffnung io. Zu gegebener Zeit überfährt die Bohrung A die schraubenförmige
Kante 4a. jetzt ist der Brennstoff unterhalb des Kolbens vollständig abgeschnitten,
und der eigentliche Arbeitshub des Kolbens beginnt, durch den der Brennstoff durch
die untere Spritzdüse in den Verbrennungsraum eingespritzt wird. Nach
gewisser
Zeit überfährt die Bohrung B die schraubenförmige Fläche 3". Der Druckraum der Pumpe
steht jetzt durch die Bohrungen 5,
B und 9 wieder mit. dem Vorratsbehälter
in Verbindung, so daß die Einspritzung in die Maschine beendet ist. Auch bei dieser
Ausführungsform können vor Beginn der Einspritzung alle im Brennstoff enthaltenen
Luft- und Gasblasen durch die Bohrungen 5, A und io nach oben ,entweichen.
Durch Verdrehung des Kolbens i können wieder Anfang und Ende der Einspritzung verändert
werden.