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Einspritzpumpe für Erennkraftmaschinen mit zwei unter Federdruck gegenläufig
beweg "baren, gleichachsig in demselben Pumpenzylinder angeordneten Pumpenkolben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit zwei
unter Federdruck gegenläuAg- bewegbaren, gleich-achsig in demselben Pumpenzylinder
angeardneten Pumpenkolhen, die den Druckraum zwischen sich einschließen und nach
der Verdriggung des Brennstoffes dicht aufeinanderlIegen.
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Die Gleichmäßigkeit der Fürderung einer solchen Pumpe hängt wesentlich
davon ab, daß am Ende -des wirksamen Druckhubes die zwischen den Pumpenkolbien befindliche
Brennstoffmengle g möglichst restlos verdrängt wird, damit sich im daxauffolgenden
Saughube nach Abschluß der Druckleit-img und nach Aufhalten des einen der beiden
Pump:exikolben durch einen Anschlag keine Brennstoffdämpfe zwischen den beiden Pumpenkolben
bilden können. Derahige Dämpfe wurden als Kissen zwischen den. Pumpenkolhen -wirken,
welches sich irn Takte der Pumpe verdichtet und wieder ausdehnt, das Ansaugen des
Brennstofles behindert und dadurch die Förderleistung der Pumpe herabsetzt und unregelmäßig
gestaltet.
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Die Möglichkeit, daß zwischen den Pumpenkolben nach Abschluß des DrLi#cl&anals
Brennstoffreste verbleiben, ist um so größer, je stärker der Gegendruck ist,
wielchen die die Pumpenk-olben gegeneinander bewegenden Fedem zu übenvinden hab-en,
und je größer die Drehzahl ist -, mit der die Pumpe angetrieben wird, da
in diesem Falle u.U. die zur Verfügung stehende Zeit nicht ausreicht, um die beiden
Pumpenkolben unter Verdrängung der gesamten eingeschlossenen Brennstoffmenge aufeinander
aufzusetzen, bevor der Druckkanal geschlossen ist.
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Durch die Erfindung wird dieser Mangel der bisherigen Pumpen beseitigt,
wobelgleichzeitig weitere Vorteile erzielt werden. Die Erfindung besteht im wesentlichen
darin, _daß I
an den Druckkanal ein in den Rückströmkanal führender
EntlastungskaTial für den Druckraum angeschlossen ist, der regelbar ,gesteuert wird.
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Hierdurch wird der Vorteil erreicht -, daß im Augenblick der Eröffnung
der nur einen geringen Gegendruck bietenden Entlastun,-sleitung g die Kolben sich,
ohne wesentlichen Widerstand zu finden, -unter der Wirkung der Feder schnell aufeinander
aufsetzen können, wodurch der zwischen den beiden Pumpenkolben. noch befindliche
Brennstoff in die Entlastungsleitung> verdrängt und somit eine restlose Beseitig
gung der Breimstoffreste zwischen den beiden Pumpenkolhen gewährleistet wird.
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Des weiteren wird durch die Verwendung einer Entlastungsleitung- der
Vorteil erzielt, daß das Ende des Einspritzvorganges in einfacher Weise durch Regelung
des Zeitpunktes des Entlastungsbeginns --ere elt werden kann, t, 9
während
bei den bisher bekannten Pumpen der Gattung gemäß der Erfindung die weniger vorteilhafte
Regelung des Einspritzbegginns durch Einstellung eines grundsätzlich den Saughub
des einen Pumpenkolbens begrenzenden Anschlages vorgesehen war.
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Die Regelung des Einspritzendes durch eine im Pumpenkolben angeordnete,
schräge Steuerkante ist bekannt. Diese bekannten Pumpen arbeiteten jedoch nicht
mit zwei gegenläufig durch Federdruck bewegbaren Pumpenkolben -, bei denen es auf
eine vollständige g Verdrängung des im Pumpenraum eingeschlossenen Brennsto-ffes
am Ende des Druckhubes nach Abschluß der Druckleitung ankommt.
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Des weiteren ist es bekannt, bei einer Maschine mit ge-enläufig bewegbaren
Pumpenkolben den wirksamen Druckhub durch Er-Öffnung, eines im Pumpenkolbeii selbst
angeb ordneten, den Pumpenraum mit der Saugleitung verbindenden Kanals zu beenden.
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doch ist in diesem Falle weder eine Regelung des Einspritzen-des vorgesehen,
noch ist auch die Voraussetzung des Erfindungsgegenstandes gegeben, daß am Ende
des Druckhubes der gesamte Brennstoff aus dem zwischen den Pumpenkolben gebildeten
Pumpenraum verdrängt wird. Ferner wird durch die Ausmündung des überströnikanals
in den Saugkanal bei der bekannten Anordnung ein Zurückdrückeii der im Saugkanal
befindliclien Brennstoffnienge bewirkt, wodurch der Zeitpunkt des Ansaugens u. U.
verzögert werden kann, da die Flüssigkeitssäule ihre Bcwegungsrichtung umkehren
muß. Außerdem ist dieser Vorgang mit einer schädlichen Scbaumbildung- verbunden,
Die Erfindung besteht des weiteren darin, daß.neben der das Einspritzende bestimmenden
Regelung des Entlastungskanals zugleich der den Saugliub des einen Kolbens begrenzen,de
Anschlag zur Regelung des Einspritzbeginns einstellbar ist. Zweckmäßig wird ferner
zur Steuerung des Entlastungskanals an einem der Pumpenkolben, insbesondere an dem
Druckkolben, eine schräge Steuerkante angeordnet, die mit dem Kolben gegen--über
dem Pumpengehäuse verdreht wird. Diese doppelte Regelbarkeit ergibt die
Mög-
lichkeit, unabhängig von der Re elung des .9
Einspritzbeginns oder
des, Einspritzendes die Einspritzinenge zu regeln. Durch gleichsintige e Änderun-
von Einspritzbegginn und Einspritz-ZD ende kann - ebenenfalls auch die Brenn,-,'
e20; stoffmenge bei Verschiebung der Einspritzz,eit konstain gehalten werden. 'Die
Verstellung Z, 21 des Kolbens und des Atischlages kann hierbei. gemeinsam,
z. B. durch ein -emeinsam:e#s Gestänge, oder getrennt erfolgen, so daß #ebenenfalls
auch der Einspritzbc-inn allein verändert werden kann.
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Es ist zwar bekannt, den Einspritzbeginn und. das Einspritzende bzw.
die Einspritzmenge unabhängig voneinander zu regeln, je-
doch erfolgt in diesem
Falle dile Regelung des Einspritzbegginns durcli eine an der Kolbenstirnfläche hefindliche.
Schrägkante und die Reggelung des Einspritzendes ebenfalls durch eine schräg verlaufende
weitere Stetierkante, welche mit dem Pumpenraum in Verbindung ZD steht oder- mit
diesem durch eine Bohrung im Kolben in Verbindung gebracht werden kann. Derart angeordnete
g Schrägk-anten am Kolben sind jedoch für Pumpen der vorliegenden Gattung nicht
brauchbar, da sich die Pumpenkolhen am Ende des Druckhubes zur restlosen Entfernung
der zwischen den Pumpenkolben befindlichen Brennstoffmen-e dicht und ohne schädlichen
Raum gegeneinander legen müssen, was bei Kolbenausbildunglen, der bekannten Brünnstoffpumpen
nicht möglich ist.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i ein Ausführungsbeispiel der Einspritzpumpe
gemäß der Erfindung, Abb. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit kombinierter Regelung,
Abb. 3 ein Regeldiaggramm bei Entlastung durch ein-en verdrehbaren Kolben
mit schrä---er Stieuerkante Abb.4 ein Regeldiagramm bei veränderlicher Hubbegrenzung
des unter Federdruck stehenden Kolbens.
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Wenn der Druckkolben r am Ende der Abwärtsbewegun 'g - seine
tiefste Lage erreicht hat, so strömt durch den ]#inlaßkana12 Brennstoff in den Pumpenraum
3. Bei dem darauffolgenden Aufwärtshub des Druckkolbens i wird zunächst Brennstoff
durch den Einlaßkanal 2 so lange ausgeschoben, bis der Einlaßkanal
2
überdeckt ist. Im Laufe des weiteren Aufwärtshubes wird der im Pumpenraum
3 befindliche Brennstoff gegen den Steuerkolben 4 gedrückt, der unter der
Belastung der Feder 5 steht. Der Steuerkolben4 nimmt nun gleichfalls an der
Aufwärtsbewegung teil, legt den Druckkanal 6
frei, in welchen beim -weiteren
Aufwärtshub des Druckkolbens i Brennstoff- unter Einspritzdruck strömt, um zur Einspritzdüse
zu gelangen. Der Einspritzvorgang dauert so lange an, bis eine in ihrer Wirkungsveise
be-
kannte schräge Steuerkante 7, die in den Druckkulben i eingefräst
ist, den Entlastungskanal 8 freilegt, der wiederum mit dem Druckkanal
6 in Verbindung steht. In diesem Augenblick findet -eine schlagartige Entlastung
des Flüssigkeitsdruckes im -pumpenraum und in der Druckleitung statt. Der überschüssige
Brennstoff kann durch die nun geöffneten Querschnitte entwieichen, und sobald der
Druckkolben i seine obere TotpurLktlage erreicht hat, die so bemessen ist, daß die-,
Stirnfläche 9 des Druckkolbens i die untere Kante des Druckkanals
6 erreicht oder sie etwas überschreitet, setzt sich der Steuerkolben 4 unter
dem Einfluß der Feder 5 auf den Druckkolben i auf und preßt die noch nvischen
den Stirnflächen 9 und jo befindlichen Brennstoffreste in den Druckkanal
6,
von wo sie über den Entlastungskanal 8, die Aussparung an der Steu'erkantc
7 und die Rückströnileitung i i in den Brennstoffvorratstank gelangen. Während
des darauffolgenden Abwärtshubes vom Druckkolben i folgt der Steuerkolben 4 dieser
Bewegung, bis er durch Aufsetzen seines Bundes 12 auf das Gehäuse 13 in seiner Bewegung
gehemmt wird. Zwischen den sich trennenden Stirnflächeng und io bildet sich ein
luftleerer Raum, der auch nicht durch das Vorhandensein von Brennstoffresten oder
deren Dämpfen gestört wird. In diesen Raum strömt Brennstoff, sobald der Druckkolbeni
den Einlaßkanal 2 freigibt.
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Durch Verdrehen des Druckkolbens i kann der Zeitpunkt des Entlastungsbeginns-
be-
liebig beeinflußt werden und damit der Einspritzvorgang früher oder später
abgebrochen werden. Durch diese Maßnahme wird eine stufenlose Veränderung der Einspritzmengen
ermöglicht. Dabei bleibt der Einspritzbeginn ungeändert, während das Ende der Einspriv
zung entsprechend der Einspritzmenge auf einen früheren oder späteren Zeitpunkt
fällt. Wesentlich ist hierbei, daß unabhängig von der Fördermenge am Ende jeder
Einspritzung der Pumpenraum# vollkommen entleert wird, da der unter Federhelastung
stehende Steuerkolben 4 sich während des Entlastungsvorganges fest auf den Druckkolben
i aufsetzt und: den Brennstoff aus dem Pumpenraum 3 entfernt.
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#Abb. 3 zeigt den Verlauf der Fördermenge Q in Abhängigkeit
vom Pumpenwinkel a. Man erkennt, daß der Einspritzbcginn,4, unverändert bleibt und
das Ende der Einspritzung durch den Regelvorgang entsprechend den Punkten
E, E', E' und E... verändert wird.
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In Abb. 2 ist außer der Regelmöglichkeit durch Verdrehen-des mit der
Steuerkante versehen-en Druckkolbens i noch eine weitere Regelmöglichkeit, und zwar
durch, Veränderung der Hubbegrenzung des Steuerkolbens 4 vorgesehen, Ihre Wirkung
ist folgende: Nach Beendigung des Einspritz- und Entlastungsvorganges treffen die
Stirnilächen 9
und io aufeinander. Beim darauffolgenden Abwärtshub des Druckkolbens
i folgt der Steuerkolben 4 der Bewegung des Druckkolbens i, bis er durch Aufsetzen
seines Bundes 12 auf den in seiner Höhe verstellbaren Ring 14 gehemmt wird. jetzt
trennensich die beiden Kolben i und 4 und bilden zwischen ihren Stirnflächen
9 und io >einen luftleeren Raum. Bei dem darauffolgenden öffnen des EinlaßkanalS
2 strömt Brennstoff in den Raun13 und füllt ihn zur Gänze aus. Die Menge des durch
den Einlaßkanal 2 einströmenden Brennstoffes hängt somit von der Hubbegrenzung des
Steuerkolbens 4 in seiner Abwürtsbewegung ab. Bei gleichbleibender Regelstellung
des Druckkolhens i hängt daher auch, die Menge des gefördert-en und durch die Einspritzdüse
in die Brennkraftmaschine gelangenden Brennstoffes von dieser Hubbegrenzung ab.
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Aus Abb. 4 ist zu hersehen, daß der Regelvorgang durch Hubbegrenzung
des Steuerkolbens 4 mit unveränderlichem Einspritzende E
und veränderlichem
Einspritzbeginn entsprechend dien Punkten A, X, A!' und
X" erfolgt.
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Es ist beim Betrieb von Einspr#tzbrennkraftmaschinen m#it stark- wechselnder
Drehzahl erwünsdht, den Zeitpunkt der Einspritzung beliebig verändern zu können.
De ' n dazu verwendeten Einspritzverstellern haftet als empfindlicher Mangel
starker Verschleiß infolge Ausschlagens d-er mechanisch bewegten Teile und der Bedarf
an großen Verstellkräften zur Beeinflussung des Einspritzverstellers an. Durch gleichzeitige
Verwendung der eben beschriebenen Mengenregelung ist es möglich, den Einspritzzeitpunkt
beliebig zu verlegen, ohne dabei die Einspritzmenge zu verändern, aiidererseits
aber auch die Einspritzm#enge zu verändern und wahlweise Einspritzheginn oder Einspritzende
unverändert zu halten oder den Einspritzzeitpunkt der jeweiligen Belastung anzupassen.