DE919856C - Kraftstoffeinspritzanlage fuer Brennkrafttriebwerke - Google Patents

Description

• Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkrafttriebwerke Die Erfindung betrifft eine KraftstoffeinspritzanJage, die aus einer zweck.mä@Ling einen gleichförmigen, aber regelbaren Förderstrom liefernden Einspritzpumpe und einer oder mehreren durch diesen Förderstrom gespeisten Einspritzdüsen besteht und für Bremnkrafttriebwerke bestimmt ist, deren Kraftstoffbedarf mit wechselnder Belastung und Höhenlage sehr stark, wenigstens urn das Zehnfache, schwankt.
• Bei solchen Anlagen führen die bisher dafür vorgesehenen Einspritzdüsen zu übermäßigen Spitzendrücken, die einen sehr kräftigen Pumpenaufbau bedingen und deshalb auch., besonders bei den hierfür üblichen Kolbenpumpen mit Hubregelung, einen großem Arbeitsaufwand für die Rsgelung des Förderstromes erfordern. Die hohen Spitzendrücke sind darauf zurückzuführen, daß die Düsen für die ausreichende Verteilung und Zerstäwbung des kleinsten Förderstromes bemessen sein müssen, der bei der kleinsten Belastung in großer Höhe auftritt. Für diese k1 eianste Kraftstoffmenge säen die Düsen einten Staudruck erzeugen, der ausreicht, um die für eine gute Verbnennung erforderliche Verteilung und Zerstäubung des sicherzustellen. Wenn nun z. B. bei hoher Belastung in Bodemmähe durch die gleichen Düsenlöcher die zwanzigmal größe-re Kraftstoffmenge in der gleichen Zeit austreten soll, so führt diese Menge bei quadratischem Anstieg des Druckes mit der Mengensteigerung zum vierhundertfachen Staudruck gegenüber dem erwähnten niedersten Staudruck bei kleinster Kraftstoffmenge.
• Zur Milderung der hohen Staudrucke bei großer Fördermenge wurde schon angeregt, an Stelle jeweils einer Düse deren zwei oder drei anzuordnien.
• Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß jeweils statt einer Einspritzdüse mehrere Düsen notwendig werden. Neben dieser Verteuerung ergeben sich dabei Einbauschwierigkeiten. Auch die Kraftstoffzuleitung wird wesentlich verwickelter, und die richtige Abstimmung der nacheinander ansprechenden Düsen ist schwierig.
• Gemäß der Erfindung lassen sich die erwähnten Nachteile vermeiden, wenn man in den Einspritzdüsen ein Steuerglied vorsieht, an. dem der Kraftstoffdruck entgegen der Wirkung einer Feder angreift, die bestrebt ist, das Steuerglied in ninser Lage zu halten, in der es dem von der Pumpe geförderten Kraftstoff einen Weg ständig roffen läßt, der eiere solche Drosselung enthält, die auch bei kleinster Fördermenge noch einen für die notwendige Zerstäubung ausreichenden Staudruck erzeugt, während die Feder in an sich bekannter Weise höherem, zweckmäßig bei dem etwa bei der mittleeren Einspritzmenge entstehenden Staudruck nachgibt und das Steuerglied dabei einen größeren Ausflurßquerschnitt aufsteuert, um weitere wesentliche Drucksteigerungen im Einspritzsystem zu vermeiden.
• Die Zeichnung stiehlst rein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar.
• In Abb. i ist in schematischer Darstellung ein Längsschnitt nach Lvn:ie A-B in Ab.b. 2 durch ein Rückstoßstxahltriebwerk skizziert; Abb. 2 stellt einen Querschnitt nach C-D in Abb. i dar; Abb. 3 zeigt einen Längsschnitt @durch eine der für das Triebwerk verwendeten Einspritzdüsen, und Abb. 4 ist ein Querschnitt nach E-F in Abb. 3 durch das Steuerglied.
• Das Strahltriebwerk besteht im wesentlichen aus einem Gebläse i, dessen Gebläserad eine bei 2 und 3 gelagerte Welle 4 hat. Die Lager 2 und 3 sitzen in der Achse eines zylindrischen Gehäuses 5, über das ein Außenzylinder 6 geschoben und mit Stehbolzen 7 daran gehaltert isst. Der Außenzylinder ist an einem Fuß 8 befestigt. Der Ringraum 9 zwischen den beiden. Zylindern bildet die Verbrennungskammer, in die Kraftstoff über z. B. acht Einspritzdüsen i o so eingeführt wird, daß er möglichst gleichmäßig über den ganzen Ringquerschnitt vierteilt wird. Alle acht Düsen sind an eine Ringleitung i i angeschlossen, die mit dem Auslaß einer Einspritzpumpe 12 über eine Leitung 13 verbunden ist. Die Pumpe fördert leinen regelbaren Kraftstoffstrom gleichförmig zu den Düsen. Der Antrieb der Pumpe ist über ein Schraubenradpaar 14, eine Welle 15 und ein Kegelradpaar 16 von der Welle 4 abgeleitet. In die Verbrennungskammer 9 ragen auch elektrische Zündkerzen hinein, von denen .eine bei 17 angedeutet ist. Das Gebläse i treibt Luft von links her in die Brernrikamrner .hinein an dem gleichförmig einspritzenden Kraftstoff vorbei. Das Gemisch verbrennt und strömt über die Schaufeln eines auf der Welle 2 befestigten Turbinenrades 32 nach links ab. Dabei dreht sieh das Turbinenrad und treibt über die Welle q. .das Gebläse i an. Die die Schaufeln dies Turbinenrades verlassenden Gase strömen ins Freie und erzeugen. die Rückstoßkraft.
• Die Einspritzdüsen, über die der Kraftstoff möglichst gleichmäßig verteilt .und gut zerstäubt in die Brennkammer austreten soll, sind wie folgt ausgebildet In reimen. am Außenzylindier 6 befestigten Körper 18 ist ein Steuersahlebier i9 e #ngepaß .t. Eine Schraubenfeder 2o, di!e mit ihrem einen Ende an einem Bunid 2 i .des Steuerschiebers angreift und sich mit ihrem anderen Ende über einen Ring 22 an einer Schulter der abgesetzten Gehä:.uselängsbohrung abstützt, eist bestrebt, den Schieber in der in Abb. 3 gezeichneten Lage zu -halten. Dabei drückt die Feder das mit Rillen 23 verseherne innere Stirnende des Schiebers gegen einen längs durchbohrten Nippel 24, der im, das Gehäuse 18 eingeschnaubt ist und an seinem äußeren Ende einen Gewindeansatz 25 zum Anschließen der vorn der Einspritzpumpe kommenden Drucklieiteang :hat.
• Von seinem unteren spritzscitigen. Ende her isst der Steuerschieber axial angebohrt. In diese mit 26 bemichniete Axialbohrung münden zwei von der Mantelfläche dies Sehebers ausgehende Stichkanalpaare 27 und 28 in zwei verschiedenen Querebenten tangential ein. Während die äußeren Mündungszonen der beiden oberen Stichkanäle 28 in der gezeichneten Stellung des Steuerschiebers durch die Wand der Führungsbohrung für den Schieber abgedeckt sind, stehen die entsprechenden Mündungszonen der beiden unteren Kanäle 27 über eiere in dien Körper i 8 eingestochene Ringnut 29 und Bohrungen 3 o, den Federrauer 3 i sowie die Rillen 23 in offener Verbindung nut der Durchflußb.ohrung im Nippe124. Der Durchflußwiderstand für den Kraftstoff (Bemin) durch die beeiden unteren Stichkanäle 27 ist so bemessen, daß bei der kleinsten vorkommenden Durchflußmenge noch ein für die ,notwendige Zerstäubung und Verteilung des ausspritzenden. Kraftstoffeis, ausreichender Staudruck entsteht. Wenn dann. bei zunehmender Durchflußmenge der Staudruck ansteigt, wird der Steuerschieber entgegen -der Spannung der Feder 2o verschoben, bis auch das iobere Stirhkanalpaar 28 aufgesteuert wird. Bei geeigneter Bemessung des Durchgangs dieser Stichkanäle wird auch bei der größten Durohflußmen ge nur noch ein unwesentlicher Druckanstieg im Einspritzsystem auftreten.
• Wenn man die Steuerung so einrichtet, daß beispielsweise bei eimiem Verhältnis der kleinsten zur größten ESnspritzrnenge von 1:2o der Schieber etwa bei dem bei der mittleren Einspritzmenge auftvetenden Staudruck den zusätzlichen Ausflußquems.ahnd:tt aufsteuert, und wenn man diesen zusätzliohen. Querschnitt gleich ;groß bemrißt wie den von Anfang , an offnen, so würde sich der .Spitzendruck im Kraftstoffsystem auf etwa ein Viertel senken lassen gegenüber dem Spitzendruck, der auftreten würde, wenn kein zusätzlicher Querschnitt au@gestewert werden würde.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kraftstoffeinspritzanlage für Brennkrafttriebwer'ke,deren Kraftstoffbedarf mit wechselnder Belastung und Höhenlage sehr stark (um wenigstens das Zahnfache) schwankt, bestehend aus einer zweckmäßig einen ,gleichförmigen, aber regelbaren Förderstrom erzeugenden Pumpe und einer oder mehreren durch. diesem, Förderstrom gespeisten Einspritzdüsen zur Verteilung des Kraftstoffes in den oder die Brennräume des Triebwerkes, gekeunzei.ahnet durch ein Steuerglied in der Ftimspritzdüse, an dem der Kraftstoffdruck entgegen der Wirkung einer Feder angreift, die bestrebt ist, das Steuerglied in einer Lage zu halben, in der es dem vom, der Pumpe geförderten Kraftstoff -einen Weg ständig offen lä,ßt, der ein Drosselung enthält, die auch bei kleinster Fördermenge noch einen für die notdige Zerstäubung ausreichenden Staudruck erzeugt, während die Feder in an sich bekannter Wie bei ihäherem, zweckmäßig bei denn etwa bei der mittlerem Einspritzmenge entstehenden Staudruck nachgibt und das Steuerglied dabei euren. größeren Ausflußquers,dhnitt aufsteuert, um weitere wesentliche Drucksteigerungen in dien Einspritzanlage zu vermeiden. 2. Einspritzanlage :na@eh Anspruch i, dadurch gekennzelahnet, daß das Aufsteuern des größeren AusflutßqueTsohnitbts .stufenweise erfolgt. 3. Einspritzanlage nach Anspruch i oder 2, dadurch gekenürzemdhnet, daß das Steuerglied selbst di-e Düsenmündung enthält. 4. Einspritzanlage mach Anspruch 3, äadvrch gekennzeichnet, daß die Düsenmündung gleich- ;achsig zu dem sich bei der Steuerbewegung in. der Hauptrichtung des Strahleis bewegenden Steuerglied angeordnet Ist. 5. Einspritzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmündung durch eine Aussparung des Stenerglmedes gebildet werd und daß von der Führungsfläche des Steuer- gliedes zu dieser Aussparung mehrere Stich- kanäle führen, die tangenrtial ihr zwei verschi,e- denen Ebenen in die Aussparung einTnünden und von denen die wem von Stellen der Füh- rungsfläche abzweigen, die auch in der Ruhe- lage des Steuergliedes in offener Verbindung mit dem Kraftstoffzulauf stehen, während die Abzweigstellen der anderen Stich in dien Ruhelage des Sbenengliedes durch dessen. Füh- rungsboihrung verdeckt sind. 6. Einspritzanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichkanäle gleichen Querschnitt haben. Angezogene Druckschriften: Deutsche PabentsohTiften Nr. 733 041, 671 686, 494552.