DE814968C - Brennstoffeinspritzpumpe - Google Patents

Description

• Brennstoff einspritzpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzpumpe zur aufeinanderfolgenden Speisung einer Mehrzahl von Motorzylindern mit einem in einer Bohrung hin und her bewegten und außerdem gedrehten kolbenförmigen Pump- und Verteilerelement, das z. B. über ein auf seinem Umfang angeordnetes Nutensystem den bei den Pumpenhüben geförderten Brennstoff entsprechend seiner Drehung nacheinander den verschiedenen an die Bohrung angeschlossenen Zylinderspeiseleitungen zuteilt.
• Aufgabe der Erfindung ist eine genaue und regelbare Festlegung des Zeitpunktes des Einspritzbeginns und der jedem Zylinder zugefeilten Brennstoffmenge unter Aufrechterhaltung kurzer Einspritzzeitspannen über einen größeren Drehzahlbereich. Dabei ist dafür gesorgt, daß die Einspritzung jeweils dann stattfindet, wenn sich das Pump- und Verteilerelement nahezu mit seiner größten Geschwindigkeit bewegt. Die Pumpe zeichnet sich weiterhin durch eine gedrängte Bauart und einen guten Wirkungsgrad aus, sie besitzt nur eine beschränkte Anzahl von Teilen, die eine Feinstbearbeitung erfordern, und läßt verhältnismäßig billige Antriebs- und Montierungsmittel zu.
• Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Brennstoffweg zwischen dem die Brennstofförderung bewirkenden und dem den Brennstoff den Zylinderspeiseleitungen zuteilenden Teil des kolbenförmigen Pump- und Verteilerelementes ein einziges, sich durch den Brennstoffdruck entgegen z. B. einer Belastungsfeder öffnendes Speiseventil angeordnet ist. _ Weiterhin kennzeichnet sich die Pumpe erfindungsgemäß durch eine z. B. mit dem Brennstoffeinlaß verbundene Überlaufkammer und eine in dem kolbenförmigen Pump- und Verteilerelement vorgesehene Überlauföffnung, die durch einen axialen Kanal mit dem vor dem Speiseventil befindlichen Druckraum verbunden ist und mit der Überlaufkammer in Verbindung treten kann. Dabei ist das kolbenförmige Pump- und Verteilerelement zweckmäßig mit Mitteln zur Regelung des Überlaufes von Brennstoff von der Überlauföffnung zur Überlaufkammer versehen. Diese Mittel körnen durch einen drehzahlabhängigen Reglergesteuert werden, der unmittelbar auf der Pumpenantriebswelle angeordnet sein kann.
• Eine beispielsweiseAusführungsform desErfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung. In dieser sind Fig. i eine Seitenansicht einer Brennstoffspeisevorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Fig. i, Fig. 3 ein Grundriß der Vorrichtung, Fig. 4 ein Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. 5, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile, Fig. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 in Fig. 3, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 3, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile, Fig. 7 ein Teilschnitt nach Linie 7-7 in Fig. 2, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile. Fig. 8 ein Teilschnitt nach Linie 8-8 in Fig. 3, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile, Fig. 9 ein Schnitt nach Linie 9-9 in Fig. 8, mit Blickrichtung im Sinne der eingetragenen Pfeile.
• In den verschiedenen Figuren sind entsprechende Teile mit ähnlichen Bezugszeichen versehen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Brennstoffförderpumpe i, einer Brennstoffeinspritzpumpe 2 und einem Regler 3, die zu einer einzigen, verhältnismäßig kleinen und gedrängten Einheit zusammengebaut sind, welche an der Maschine als Ganzes befestigt und wieder abgenommen werden kann.
• Die Brennstofförderpumpe i kann eine gebräuchliche Zahriradförderpumpe oder auch eine solche anderer Bauart sein. Statt die Brennstofförderpumpe in der dargestellten Weise unmittelbar an die Brennstoffeinspritzpumpe anzubauen, ist es gegebenenfalls auch möglich, die Brennstofförderpumpe als getrennten Bauteil auszubilden, der mittels einer Brennstoffleitung mit der Brennstoffeinspritzpumpe verbunden ist und dieser so den Brennstoff zuführt. Die Brennstofförderpumpe i erhält den Brennstoff aus einem Brennstofftank durch eine Leitung, die den Brennstofftank mit dem Einlaßstutzen 5 verbindet, während der von der Pumpe i geförderte Brennstoff durch den Auslaßstutzen 6 dem Einlaßstutzen 38 der Brennstoffeinspritzpumpe zugeleitet wird.
• Die Brennstoffeinspritzpumpe 2 besteht aus einem Pumpenkopf 7, der in eine Ausnehmung in dem Hauptpumpengehäuse 8 paßt und damit durch Bolzen o. dgl. 9 verbunden ist. .
• Die Brennstoffeinspritzpumpe 2 wird durch die Nockenanordnung io auf der Nockenwelle ii betätigt, die wie z. B. bei Viertaktmaschinen angeschlossen und geeignet ist, mit halber oder voller Maschinendrehzahl zu arbeiten. Die Nockenwelle ist dementsprechend mit einer Anzahl von Nocken versehen, die der halben Anzahl der Auslässe gleich ist, wenn die Pumpe mit der Maschinendrehzahl arbeitet, und sie besitzt die gleiche Anzahl Nocken wie Auslässe, wenn die Pumpe mit halber Maschinengeschwindigkeit arbeitet. Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe hat beispielsweise sechs Auslässe, und7die Nockenanordnung weist demzufolge drei Nocken auf, welche den Kolben in hin und her gehende Bewegung versetzen, welcher bei jeder Umdrehung der Nockenwelle ii und der Nockenanordnung io zwei vollständige Arbeitsgänge ausführt.
• Die Nockenwelle ii ist nahe ihren gegenüberliegenden Enden auf dem Kugellager 12 und dem Lager 13 drehbar gelagert. Der Anschlußflansch 14 ist so ausgebildet, daß die Pumpena-iordnung in richtiger Stellung an der Maschine befestigt werden kann. Auf der Nockenwelle ii ist das schräg verzahnte Zahnrad 15 angeordnet, das bei Drehung der Nockenwelle ii umläuft und mit dem schräg verzahnten Zahnrad 16 auf der Welle kämmt, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
• Der Pumpenkopf 7 enthält die Bohrung 18, in welcher der hin und her bewegliche und drehbare Kolben i9 angeordnet ist. An die Bohrung 18 ist eine Reihe von Auslaßkanälen 2o angeschlossen, von denen jeder die Bohrung 18 mit seinem entsprechenden Auslaßstutzen 21 verbindet. Von jedem der Auslaßstutzen führt eine Leitung 22 zu dem entsprechenden Maschinenzylinder.
• In dem Pumpenkopf 7 befindet sich konaxial mit der Bohrung 18 die Kammer 23, in welcher das Speise-oder Rückschlagventil 24 gelagert ist, welches den Brennstoffausstoß aus der Bohrung 18 regelt. Der durch das Speise- oder Rückschlagventil 24 hindurchgegangene Brennstoff fließt durch den Speisekanal 25 bei jedem Hub des Kolbens i9 zu der ringfö.-migen Brennstoffaufnahmenut 26 in dem Kolben i9, von wo der Brennstoff zu der Verteilernut 27 gelangt, welche bei der Hinundherbewegung und D:ehung des Kolbens i9 nacheinander mit jedem deAuslaßkanäle 20 in Verbindung tritt.
• Dar Kolben i9 ist mit einer axialen Bohrung 28 versehen, welche sich von dem oberen Ende des Kolbens bis zu einer Überlauföffnung 29 erstreckt, die mit der ringförmigen Überlaufrinne 3o auf dem Kolben i9 in Verbindung steht.
• Der Pumpenkopf 7 enthält die Überlaufkammer 31, in welcher die den Kolben i9 umgebende Regelmuffe32 angeordnet ist. Die Regelmuffe ist in der Achse des Kolbens mit Hilfe des Exzenterstiftes 33 verstellbar. Dieser Stift 33 befindet sich auf der drehbaren Welle 34, die durch einen Schwenkhebel 35 und eine Stange 36 mit dem Regler 3 verbunden ist, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
• Die Überlaufkammer 31 steht durch einen Kanal 37 mit der Einlauföffnung 38 in Verbindung, an welche die von der Brennstofförderpumpe i kommende Speiseleitung angeschlossen ist, durch welche Brennstoff von der Förderpumpe über den Kanal 39 der Bohrung 18 zugeleitet wird. Der andere Kanal 37" steht mit der Öffnung 3811 in Verbindung, die mit einer Brennstoffrückflußleitung mit einem nicht dargestellten Überlaufventil verbunden ist, wodurch der gewünschte Brennstofförderdruck in der Pumpe aufrechterhalten wird. Zum Zwecke der Schmierung der Pumpe ist der Kanal 40 vorgesehen, von dem ein Teil des Schmieröls nach Passieren des Filters 1i in den Kanal 42 und von diesem in den unteren 'feil der Bohrung 18 gelangt. Ein ariderer Teil des Öls wird von dem Ka#ial 40 durch Kaliäle 43 und 44 dem Gleitschuh 54 bzw. dem Lager 13 zugeleitet, um auch hier für die nötige Schmierung zu sorgen.
• Dar Gewindestopfen 46 dient zum Verschluß des oberen Erades der Kammer 23 und kann herausgeschraubt werden, so daß man das Speise- oder Rückschlagventil 24 auswechseln kann.
• D:e Brenrstofförderpurnpe i, bei der es sich, wie oben gesagt, um eine Zahnradpumpe handeln kann, wird durch die Welle 17 angetrieben, auf welcher das schrägzahnige Zahnrad 16 befestigt ist, das in der schon beschriebenen Weise durch das schrägzahnige Zahnrad 15 angetrieben wird.
• Mit dem Zahnrad 15 kämmt auch das Zahnrad 47, das dadurch gedreht wird und seinerseits die Welle 48 in Umlauf setzt, auf welcher sich auch am entgegengesetzten Ende (las Zahnrad 49 befindet, das mit dem Zahnrad 5o kämmt, welches, wie nachfolgend beschrieben, (lein Kolben i9 eine Drehbewegung erteilt.
• D, -r Kolben i9 hat eine flachseitige Verlängerung 51, die mit (lern Zahnrad 5o über den Teil 52 und den Federsitz 53 verkeilt ist. Die Drehung des Zahnrades 5o bewirkt somit gleichzeitig eine Drehung des Kolbens i9. D"r Gleitschuh 54 ist mit einer Rolle 55 versehen, die mit der Nockenanordnung io auf der Nockenwelle ii zusammenarbeitet. Bei Drehung der Nockenwelle ii drücken die einzelnen Nocken der Nockerianordnung io den Kolben i9 in eine von der Achse der Nockenwelle abgewendete Richtung, d. h. in Richtung des Pumpenhubes des Kolbens i9. Das Ende des Kolbens i9 ist mit dem keilförmigen Teil 56 verbunden, über den der Federsitz 57 paßt. Die Schraubenfedern 58 und 59 dienen dazu, dem Kolben i9 seinen Rückhub zu erteilen. Die Schraubenfedern 58 und 59 liegen zu diesem Zweck mit ihren entgegengesetzten Eiiden an den Federsitzen 53 und 57 an. Dabei hat die Feder 58 einen kleineren Durchmesser als die Feder 59, und sie ist innerhalb der Feder 59 angeordnet.
• Der Regler 3 befindet sich innerhalb des Gehäuses6o, das mit Hilfe von Bolzen 61 oder anderer geeigneter Mittel an dem Hauptpumpengehäuse 8 befestigt ist.
• Die Reglerwelle 62 ist an die Nockenwelle i1 angeschlossen und dreht sich mit dieser.
• Die Reglerwelle 62 hat einen gezahnten oder gerieften Teil 63, auf welchem ein Sternstück 64 starr befestigt ist. Das Sternstück 64 trägt die Reglergewichte 65, die darauf schwenkbar angeordnet sind. Jedes der Gewichte hat einen Teil, der über das Kugellager 68 an dem Flansch 66 der Hülse 67 anliegt. Die Hülse 67 ist auf der Reglerwelle 62 in der Längsrichtung verschiebbar, und sie ist an dem dem Flansch 66 gegenüberliegenden Ende mit Flanschen 69 und 70 versehen, die Sitze für die Federn 71 bzw. 72 bilden.
• Weiterhin ist ein Reglerhebel 73 in Form eines Joches 74 vorgesehen, dessen Gabeln die Reglerwelle62 umschließen. Jede Gabel ist schwenkbar auf dem Hebel 75 angeordnet, der seinerseits schwenkbar auf dem Flansch 7o am Ende der Hülse 67 gelagert ist. Die Stange 36 steht mit dem Hebel 73 bei 734 in Verbindung. Der Reglerhebel 73 trägt einen Nocken 76, welcher mit der Platte 77 in Berührung treten kann, die so eingestellt ist, daß der Nocken 76 die Platte 77 gerade bei voller Geschwindigkeit und voller Belastung berührt. Der Federteil 78 und die einstellbare Regelschraube 79 dienen dazu, die Maschinenleistung im Falle einer Prüfung festzulegen.
• Das Speise- oder Lieferventil 24 kann beliebige gebräuchliche Ausbildung haben.
• Beim Betrieb der Vorrichtung erhält die Brennstoffförderpumpe i Brennstoff durch die Zufuhrleitung 5 und fördert den Brennstoff durch die Ausstoßleitung 6 zu dem Einlaß 38 der Brennstoffeinspritzpumpe 2. Der Brennstoff gela?igt dann durch den Kanal 39 zu der Bohrung 18 und füllt auch den Kanal 394 und den Raum 384 an. Infolge des an den Raum 384 angeschlossenen Überlaufventils wird der gewünschte Brennstoffdruck in der Pumpe aufrechterhalten. Diese Anordnung findet Verwendung, wenn die Brennstoffförderpumpe i eine Zahnradpumpe ist. Werden dagegen andere Förderpumpenkonstruktionen benutzt, wie z. B. die üblichen Membranpumpen, so sind die Überlaufventile und die von dem Raum 384 zu dem Brennstofftank führende Überlaufleitung nicht erforderlich. Der Raum 384 kann dann durch einen Stopfen verschlossen werden.
• Der Zulauf von Brennstoff Du den Kanälen 39 und 394 bleibt stets aufrechterhalten, und beim Abwärtshub des Kolbens tritt Brennstoff in die Bohrung 18 ein. Der abwärts gerichtete Rückhub des Kolbens i9 wird durch die Federn 58 und 59 bewirkt, während der Kolben seinen Pumpenhub durch die Nocken der Nockenanordnung io erhält, die an der Rolle 55 des Gleitschuhes 54 angreifen. Bei Drehung der Nockenwelle ii wird der Gleitschuh 54 von der Nockenwelle wegbewegt, und der von dem Gleitschuh 54 getragene Kolben i9 bewegt sich selbsttätig mit dem Gleitschuh 54 mit, wobei der Kolben seinen Pumpenhub ausführt.
• Wenn der Brennstoffdruck in der Bohrung 18 während des Pumpenhubes des Kolbens i9 ausreicht, um die Kraft der Feder des Speise- oder Rückschlagventils 24 zu überwinden, so wird das Ventil von seinem Sitz abgehoben und der Brennstoff durch das Ventil in den Speisekanal 25 getrieben, von wo der Brennstoff zu der ringförmigen BrennstoffaufnahmenUt 26 auf den Umfang des Kolbens i9 gelangt. Von hier fließt der Brennstoff zu der Verteilernut 27 und alsdann nacheinander zu den verschiedenen Auslässen 20, wenn die Verteilernut 27 mit jedem der genannten Auslässe in Deckung kommt.
• Der Brennstoff in der Bohrung 18 fließt in die axiale Bohrung 28 in dem Kolben i9 und läuft durch die Überlauföffnung 29 in die Überlaufkammer 31. Die Zeit des Überlaufes des Brennstoffes in die Überlaufkammer 31 hängt von der Stellung der Muffe 32 in der Kammer 31 ab und kann durch Einstellung der Muffe 32 in der Richtung der Achse des Kolbens i9 geregelt werden. Die Einstellung der Muffe 32 regelt daher auch die Brennstoffmenge, welche durch das Speise- oder Rückschlagventil geliefert wird, bevor der Brennstoffdruck in der Bohrung 18 durch Überlauf durch die axiale Bohrung 28 und die Überlauföffnung 29 in der beschriebenen Weise eire Verminderung erfährt-. Der Überlauf vermindert den Druck des Brennstoffes in der Bohrung 18 so weit, bis die Kraft der Speise- oder Rückschlagventilfeder ausreicht, um das Speise- oder Rückschlagventil auf seinen Sitz zurückzudrücken, wodurch die weitere Abgabe von Brennstoff an .den Speisekanal 25 bis zum nächsten Pumpenhub des Kolbens ig verhindert wird.
• Die Einstellung der Regelmuffe 32 erfolgt selbsttätig durch Drehung der drehbaren Welle 34 durch den Schwenkhebel 35 und die Stange 36, welche mit dem selbsttätigen Regler 3 in Verbindung steht. Die Drehung der Welle 34 bewirkt eine Bewegung des exzentrischen Stiftes 33, der mit der Regelmuffe 32 verbunden ist. Die Drehung der Welle 34 veranlaßt so eine Gleitbewegung der Regelmuffe 32 längs des Kolbens ig, wodurch die Stellung der Muffe 32 gegenüber der Überlaufnut 30 verändert wird. Dadurch tritt eine Regelung des Überlaufes und damit eine Regelung der Brennstoffmenge ein, die von der Pumpe jedem der Auslaßkanäle 2o zugeführt wird.
• Bei jedem Hub wird der Kolben ig durch das Zahnrad 15 auf der Nockenwelle ii gedreht, indem dieses das Zahnrad 47, die Welle 48 und das Zahnrad 49 in Drehung versetzt, welches wiederum das Zahnrad 5o dreht, wodurch die Verteilernut nacheinander mit jedem der Auslaßkanäle 2o zur Deckung gebracht wird.
• Der Schwenkhebel 35 ist mit einem Zapfen 8o versehen, der durch einen Bund 81 auf der Stange 82 bewegt werden kann und dabei die Pumpe und die Maschine abschaltet.
• Aus der voraufgegangenen Beschreibung ergibt sich, daß durch die erläuterten einfachen, wirksamen und wirtschaftlichen Mittel alle Aufgaben der Erfindung gelöst und alle erstrebten Vorteile erreicht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoffeinspritapumpe zur aufeinanderfolgenden Speisung einer Mehrzahl von Motorzylindern mit einem in einer Bohrung hin und her bewegten und außerdem gedrehten kolbenförmigen Pump- und Verteilerelement, das z. B. über ein auf seinem Umfang angeordnetes Nutensystem bei den Pumphüben geförderten Brennstoff entsprechend seiner Drehung nacheinander den verschiedenen an die Bohrung angeschlossenen Zylinderspeiseleitungen zuteilt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennstoffweg zwischen dem die Brennstofförderung bewirkenden und dem den Brennstoff den Zylinderspeiseleitungen zuteilenden Teil des kolbenförmigen Pump- und Verteilerelementes (ig) ein einziges, sich durch den Brennstoffdruck entgegen z. B. einer Belastungsfeder öffnendes Speiseventil (24) angeordnet ist. z. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine z. B. mit dem Brennstoffeinlaß (38) der Pumpe verbundene Überlaufkammer (31) und eine in dem kolbenförmigen Pump- und Verteilerelement (ig) vorgesehene Überlauföffnung (2g), die durch einen axialen Kanal (28) mit dem vor dem Speiseventil (24) befindlichen Druckraum verbunden ist und mit der Überlaufkammer (31) in Verbindung treten kann. 3. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlauföffnung (2g) in eine ringförmige Nut (3o) auf dem kolbenförmigen Pump- und Verteilerelement (ig) mündet, durch welche die Überlauföffnung (2g) mit der Überlaufkammer (3i) in Verbindung treten kann. 4. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenförmige Pump- und Verteilerelement (ig) mit Mitteln zur Regelung des Überlaufes von Brennstoff von der Überlauföffnung (2g) zur Überlaufkammer (3i) versehen ist. 5. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmittel aus einer verstellbaren, das kolbenförmige Pump- und Verteilerelement (ig) umgebenden Muffe (32) bestehen, in der die Überlauföffnung (2g) bzw. die sich daran anschließende ringförmige Nut (30) je nach der Muffenstellung einen größeren oder kleineren Teil des Hubweges des kolbenförmigen Pump- und Verteilerelementes (ig) zurücklegt, während dessen ein Übertritt von Brennstoff aus der Öffnung (2g) .bzw. der Nut (30) in die Überlaufkammer (31) unterbunden ist. 6. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Regelmittel, also z. B. der verstellbaren Muffe (32), durch einen drehzahlabhängigen Regler erfolgt. 7. Brennstoffeinspritzpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Belastungsfeder auf das Speiseventil (24) regelbar ist. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 702 173.