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Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Es ist bei Brennstoffeinspritzpumpen
für Brennkraftmaschinen, welche einten von einer Kolbenkante gesteuerten Ansaugkanal
aufwelsen, bekannt, die von der Pumpe zu fördernde Brennstoffmenge dadurch zu verändern,
daß bei unveränderlichem Hub, des Pumpenkolbens dessen Totpunktlagen relativ zum
Zvlinder vorändert werden (Regelung der Fördermenge durch Hubverlegung). Eine solche
Pumpe zeichnet sich zwar durch große Einfachheit aus, weil sie nur einen: Saugkanal,
ein Druckventil und einen einfachen, immer den gleichen Hub ausführenden Kolben
ohne besondere Kanäle und Steuerkanten aufweist, sie hat aber den Nachteil, daß
sich mit der Veränderung der Fördermenge auch der Winkelabstand des Einspritzbeginns
von der inneren Totlage des Motorarbeitskolbens ändert, daß dagegen das Förderende
seine Winkellage relativ zu diesem Totpunkt immer beibehält, während man im allgemeinen
gerade das Gegenteil anstrebt. Ferner besteht der Nachteil, da.ß das Ende der Förderung
und damit auch der Einspritzung mit dem Hubende des Pumpenkolbens zusammenfällt;
hierbei nähert sich die Pumpenkolbengeschwindigkeit allmählich dem Wert Null, so
daß in gleichem Maße auch der Förderdruck allmählich abfällt, daß also die Einspritzung
des Brennstoffes am Ende der
Förderung schleichend erfolgt, daß
dementsprechend auch dessen Zerstäubung und Verbrennung unvollkommen wird und daß
der mit einer solchen Einspritzung arbeitende Motor zum Rußen und Nachbrennen neigt.
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Diebekannten Einspritzpumpen, bei welchen die Einspritzung immer im
gleichen Winkelabstand von der inneren Arbeitskolbentotlage beginnt und in einem
von der Einspritzmenge abhängigen veränderlichen Winkelabstand von dieser Totlage
endet, weisen eine ziemlich vielteilige und verwickelte, also umständlich herzustellende
und teuere Gestaltung auf. Eine dieser Bauarten hat einen von der Kolbenstirnkante
gesteuerten Ansaugekanal oder ein Ansaugeventil, Einrichtungen zum Hinundlierdrehen
des Kolbens und eine mit dem Pumpenarbeitsraum verbundene Ein= tiefung der Kalbenmantelfläche
mit einer schräg zur Kolbenachse verlaufenden Steuerkante, die entweder mit dem
Ansaugekanal oder mit einem besonderen Riickströmkanal zusammenwirkt. Eine andere
Ausführungsform weist an Stelle des hin und leer drehbaren Kolbens einen besonderen,
gesteuerten N ebenauslaß auf, sowie f'sinrichtungen, um dessen Eröffnungsbeginn
relativ zur Pumpenkolbenbewegung zu verstellen. Bei einer dritten Bauform ist zwischen
dem Pumpenkolben und dem Zylinder ein axial verstellbarer Schieber angeordnet, der
je nach seiner Stellung den Pumpenarbeitsraum über einen durch den Kolben geführten
Kanal nach einer kürzeren oder längeren Kolbenhubstrecke mit einem Rückströmraum
verbindet. Die Einpassung eines solchen Schiebers zwischen Kolben und Zylinder derart,
daß er im Betrieb trotz der hohen, in Einspritzpumpen auftretenden Drücke einerseits
genügend dicht hält, anderseits immer genügend leicht beweglich bleibt, ist sehr
schwierig.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Einspritzpumpe, bei welcher
die Einspritzung immer im gleichen Winkelabstand von der inneren Arbeitskolbentotlage
beginnt und in einem von der Einspritzmenge abhängigen veränderlichen Winkeilabstand
von dieser Totlag'e endet, die sich gegenüber den bekannten Bauarten durch eine
einfachere, also auch leichter herstellbare Gestaltung auszeichnet und die zufolge
ihrer Einfachheit besonders betriebszuverlässig ist.
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Erfindungsgemäß werden die folgenden, an sich bekannten Merkmale in
einer Kombination vereinigt: i. ein Saugventil für die Zuström.ung des Brennstoffs
zum Pumpenarbeitsraum, 2. ein von der Zylinderinnenwand zu einem Rückströmraum führender
Überströrnkanal, 3. eine mit diesem Kanal zusammenarbeitende, ständig mit dem Pumpenarbeitsraum
verbundene Ausnehmung auf der Kolbeninantelfläche, 4. ein Pumpenkolben, dessen Hub
immer gleich groß, aber verleg bar ist.
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Die Anordnung des Saugventils hat die Wirkung, daß die Förderung mit
dem Beginn des Einwärtshutyes des Pumpenkolbens einsetzt, weil sich das Saugventil
in diesem Augenblick schließt.
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Sobald die .'#,usnelimung auf der Kolhenmantelfläche und hiermit auch
der Pumpenarbeitsraum mit dein Überströmkanal und damit auch mit dem Rückströmraum
in Verbindung tritt, hört die Förderung von Brennstoff zur Einspritzstelle auf.
Diese Ausneliinung kann als einfache Eindrehung ausgebildet sein.
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Die Verlegung des Pumpenkolbenhubes relativ zum Zylinder hat die Wirkung,
daß die Verbindung des Pumpenarbeitsraums mit dem Rückströmraum nach einer längeren
oder kürzeren Hubstrecke vorn Hubbeginn ab erfolgt, daß also die zur Einspritzstelle
geförderte Brennstoffmenge sich entsprechend der Hubverlegung ändert.
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Vorteilhaft wird die Anordnung so getroffen, daß die größte mögliche
Hubverlegung, der eine Änderung der von der Pumpe je Arbeitsbub geförderten Menge
vom Wert Null bis zum vorgesehenen Höchstwert entspricht, kleiner als der Pumpenkolbenliul)
ist. Dadurch wird erreicht, d:aß auch bei der maximalen Fördermenge je Arbeitshub
die Förderung sich nicht bis zur inneren TotpunIctlage des Pumpenkolbens, in der
die Kolbengeschwindigkeit zum Wert Null abfällt, erstreckt, sondern nur bis zu einer
solchen Stelle des Kolbenhubes, an welcher der Kolben noch eine endliche Geschwindigkeit
aufweist, daß also auch bei der Förderung der maximalen Fördermenge die Einspritzung
nicht allmählich, sondern schnell beendet wird.
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Die Zeichnung zeigt in den Abb. i und a schematisch je ein Pumpengetriebe
zur Erzielung der Hubverlegung, in den Abb. 3 bis 5 eine Pumpe nach der Erfindung
bei drei verschiedenen Fördermengeneinstellungen, und zwar je in den Stellungen
a äußere Totpunktlage des Pumpenkolbens (Beginn des Einwärtshubes = Förderbeginn),
b Förderende, c innere Totpunktlage des Pumpenkolbens.
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In den Abb. 3c, da, .4bb, .Ic. 5a, 5b, 5c ist der Pumpenzylinder vereinfacht
dargestellt.
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Es bedeutet i den Pumpenzylinder. 2 den Pumpenkolben, 3 das Saugventil.
.I das Druckventil, 5 die Pumpenantriebswelle, l1. den stets gleichbleibenden Hub
des Pumpenkolbens.
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Im Beispiel nach Abb. i sitzt auf der
Pumpenantriebswelle
5 ein Exzenter 6, das von einem Bügel 7 umfaßt wird und den Pumpenkolben 2 antreibt.
Zur Hubverlegung ist der Zylinder i relativ zur Pumpenantriebswelle 5 durch ein
in einer Führung 8 verschiebbares Schiebeglied 9 verschiebebar.
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Im' Beispiel nach Abb. 2 ist der Pumpenkolben 2 an einen Hebel i2
mittels eines zwischen den Hebelenden liegenden Gelenks 13 angeschlossen. Die Pumpenantriebswelle
5 ist über ein Kurbelgetriebe io, i i mit dem einen Hebelende verbunden; das andere
Hebelende 14 ist an einen Schwenkarm 15 angelenkt, der um eine Achse 16 verschwenkt
werden kann. Bei einer Verschwenkung des Armes 15 verschieben sich die Totpunktlagen
des Pumpenkolbens 2 gegenüber dein Zylinder i. ° Abb. 3 a, 3 b zeigt die erfindungsgemäß
ausgestaltete Pumpe. Von dem durch die Zufuhrleitung 2o mit Brennstoff beschickten,
den Pumpenzylinder i rings umgebenden Saugraum 21 führt der das Saugventil 3 enthaltende
Saugkanal 23 zum Arbeitsraum 25 der Pumpe. Der Saugraum 21 dient zugleich als Rückstoßraum
für den bei jedem Kolbenhub überschüssig geförderten Brennstoff. An den Arbeitsraum
der Pumpe ist die das Druckventil 4 enthaltende Auslaßleitung 24 angeschlossen,
welche sich hinter dem Druckventil als zur Einspritzstelle führende Förderleitung26
fortsetzt. Die Wand des Zylinders i weist einen überströnikanal 28 auf, der zum
Saugraum 21 führt. Der Kolben trägt eine Aus.nehmung 30, die durch einen Kanal 31
in ständiger Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 25 steht und deren dem Arbeitsraum
zugekehrte Kante 32 den Überströmkana128 steuert.
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Die Abb. 3 zeigt die Pumpe in der Einstellung auf Nullförderung. Wenn
der Pumpenkolben seine äußere Totpunktlage einnimmt (Abb. 3 a), steht die Steuerkante
32 des Pumpenkolbens 2 in gleicher Höhe mit der steuernden Kante 33 des ÜberstrÖmkanals
28. Bei der geringsten Einwärtsbewegung des Pumpenkolbens kommt deshalb der Kanal
28 über die Ausnebmung 30 und den Kanal 31 mit dem Pumpenarbeitsraum 25 in
Verbindung, und beim weiterem Einwärtshub bis zum inneren Hubende (Abb. 3c) strömt
der vorher in den Arbeitsraum 25 eingesaugte-Brennstoff durch die genannten Kanäle
in den Saugraum 21 zurück, so daß keine Förderung zur Einspritzstelle erfolgt. Die
Stellungen a (Beginn des Einwärtshuhes) und b (Förderende) fallen hierbei also zusammen.
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Abb. 4 zeigt die Pumpe in der Einstellung auf mittlere Förderung.
Bei der Einstellung auf Nullförderung (Abb. 3 a) war der Abstand der Kodbenstirnkante
35 von der steuernden Kante 33 des Ü berströmkanals 28 gleich rn. Dieser in Abb.4a
mit mi bezeichnete Abstand ist nunmehr etwas kleiner als in. Die steuernde Kante
32 der Kolbenausnehmung 30 steht im Abstand hi von der steuernden Kante 33
des Überströmkanals 28. Bei Beginn des, Einwärtshubes ist deshalb der üb,erströmkanal
28 vom Arbeitsraum 25 abgesperrt; die Pumpe fördert zur Einspritzstelle. Diese Förderung
dauert so lange, bis die Steuerkante 32 sich mit der Steuerkante 33 deckt (Abb.
4b). -Beim Weiterhub bis zur inneren Totpunktlage (Abb.4c) steht nunmehr der Überströmkana128
in Verbindung mit dem Pumpenarbeitsraum 25, so daß keine Förderung zur Einspritzstelle
mehr stattfindet. Die Fördermenge entspricht der Strecke hi.
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Bei der Einstellung auf große Förderung gemäß Abb. 5 sind die Totpunktlagen
noch weiter nach außen verlegt, so daß bei der äußeren Totpunktlage (Abb. 5 a) der
Abstand m@ zwischen der Kalbenstirnkante 35 und der steuernden Kante 33 des Überströmkanals
28 noch kleiner ist als mi. Die steuernde Kante 32 der Kolbenausnehmung 30 befindet
sich hierbei im Abstand h" der größer ist als der frühere Abstand lt i, von der
steuernden Kante 33 des Überströmkanals 28. Beim Einwärtshub wird sonach eine der
Strecke hentsprechende Brennstoffmenge zur Einspritzstelle gefördert, die Förderung
wird wieder unterbrochen, wenn diie steuernden Kanten 32 und 33 zur Deckung kommen
(Abb.5b). Beim weiteren Einwärtshub bis zur inneren Totpunktlage (Abb. 5c) wird
der Brennstoff aus dem Pumpenarbeitsraum 25 über den Überströnikanal 28 zum Saugraum
21 verdrängt.
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Die Strecke h, ist kleiner als der Hub h des Pumpenkolbens, so. daß
die Eröffnung des Überströmkanals 28 schon stattfindet, wenn der Pumpenkolben noch
eine erhebliche Geschwindigkeit hat; es wird deshalb auch bei der der Strecke h,
entsprechenden großen Einspritzmenge ein plötzliches Aufhören der Förderung erreicht.