Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Dieselbrennkraftmaschine, in der jeweils eine Ein¬ spritzdüse über eine Druckleitung an einer Brennstoffpumpe angeschlossen ist, wobei die Brennstoff umpe einen Zylinder mit mindestens einer Brennstoffleitung für den Zu- und Ab¬ fluss von Brennstoff und einen Pumpenraum sowie einen Pum¬ penkolben aufweist, und der Pumpenkolben mit einer von einem Druckmittel beaufschlagten Axialkolbeneinheit verbun¬ den und von dieser angetrieben ist.
Es ist eine grosse Zahl von Brennstoffeinspritzvorrichtun¬ gen für Dieselbrennkraftmaschinen bekannt, wobei bei den meisten dieser Vorrichtungen der Pumpenkolben von einer Nockenwelle angetrieben wird. Aus der schweizerischen Pa- tentschrift Nr. 539 778 ist eine Brennstoffeinspritzvor- richtung bekannt, bei welcher der Antrieb der Pumpenkolben mittels einer von einem Druckmittel beaufschlagten Axial¬ kolbeneinheit erfolgt. Diese Vorrichtung umfasst eine För¬ derpumpe für den Brennstoff, welche Teil eines Leitungssy- stems für die Zuführung von Brennstoff zu einer oder mehre¬ ren Brennstoffdüsen ist. Die Förderpumpe steht in Verbin¬ dung mit einem KraftstoffSpeicher und einem Druckregelven¬ til, welches den Förderdruck im Brennstoffleitungssystem regelt. Von der Förderpumpe wird der Brennstoff zu einem elektromagnetisch betätigten Hydraulikventil, dann zu einem Schieberventil und nachfolgend zu einem Servokolben und zur Einspritzdüse geleitet. Das Magnetventil ist mit einem
elektrischen Steuergerät verbunden, welches Steuersignale für den Beginn und das Ende der Einspritzung an das Magnet¬ ventil abgibt. Das mit dem Magnetventil verbundene Schie¬ berventil weist zwei Steuerkanten auf, welche den Zufluss von Brennstoff zur Kolbenfläche des Servokolbens steuern. Der Schieber des Schieberventils ist einerseits von Brenn¬ stoff mit dem Druck der Förderpumpe beaufschlagt, und an¬ derseits mit einer Federkraft belastet, welche geringer ist als die vom Förderdruck der Pumpe erzeugte"Kraft. Der Ser- vokolben ist direkt mit dem Pumpenkolben der Einspritzpumpe verbunden, wobei der Pumpenkolben Brennstoff aus einem Pum¬ penraum zur Einspritzdüse fördert. Die in den Pumpenraum einfliessende Brennstoffmenge wird durch den an der Förder¬ pumpe herrschenden Druck und eine in der Leitung angeordne- te Drossel bestimmt.
Bei Beginn des Einspritzzyklus* wird das Magnetventil durch ein Steuersignal in eine Lage gebracht, in welcher das Schieberventil von der Fδrderpumpe unter Druck gesetzt und dadurch der Schieber des Schieberventils einen Durchlass von der Brennstoffleitung zur Arbeitsfläche des Servokol¬ bens freigibt. Der Servokolben, und damit der Pumpenkolben, wird in Bewegung gesetzt und der Einspritzvorgang gestar¬ tet. Zum gewünschten Zeitpunkt für das Ende der Einsprit- zung wird dem Magnetventil über die elektrische Steuerein¬ richtung ein zweites Signal zugeleitet, wodurch dieses eine andere Schaltstellung einnimmt und das Schieberventil vom Brennstoffdruck ab der Förderpumpe entlastet. Der Schieber des Schieberventils wird durch die Federkraft verschoben und gibt einen Durchlass frei, welcher die Arbeitsfläche des Servokolbens mit einer drucklosen Rücklaufleitung des BrennstoffS stems verbindet. Der Einspritzhub wird abgebro¬ chen und der Pumpenkolben, und damit der Servokolben, durch den Förderdruck im BrennstoffSystem zurückgestossen. Der Rücklaufweg des Servokolbens ist durch die einfliessende Menge von Brennstoff bestimmt, welche wiederum von der im Zulauf angeordneten Drossel vorgegeben wird. Bei Teillei-
stungen bleibt der Servokolben am Ende des Fülltaktes schwebend stehen, d.h. seine Stellung ist nicht fixiert. In dieser ungenauen Stellung des Servokolbens ist die Brenn¬ stoffeinspritzvorrichtung bereit für einen neuen Einspritz- hub.
Brennstoffeinspritzvorrichtungen der beschriebenen Art er¬ möglichen durch den Einbau des Schieberventiles die Verwen¬ dung von relativ kleinen Magnetventilen. Sie weisen jedoch den Nachteil auf, dass die genaue Dosierung der Einspritz¬ menge mit Schwierigkeiten verbunden ist." Die elektrische Steuerung und das ganze BrennstoffSystem müssen sehr genau aufeinander abgestimmt werden, um insbesondere bei schnell laufenden Dieselmotoren den Brennstoff in der richtigen Menge und zum richtigen Zeitpunkt in den Brennraum der
Dieselbrennkraftmaschine einzubringen. Diese Abstimmung ist schwierig und mit grossem technischem Aufwand verbunden. Da der Servokolben in einem grossen Lastbereich nicht von einem Anschlag ausgeht ist die Brennstoffdosierung trotzdem sehr ungenau. Der schwebende Servokolben kann wegen der
Leckverluste nicht genau positioniert werden, und Viskosi¬ tätsänderungen des Brennstoffes bewirken einen unterschied¬ lichen Füllgrad. Die elektrische Zeitsteuerung kann diese Abweichungen nicht erfassen und ausgleichen. Als Folge tre- ten bei mehreren Pumpen, bzw. Zylindern, unterschiedliche Füllungen auf. Die bekannte Einspritzvorrichtung weist zu¬ dem keine Notlaufeinrichtung auf, und der Einspritzvorgang kann bei einem Ausfall der elektrischen Steuerung nicht durchgeführt werden. Je nach Art des verwendeten Brennstof- fes weist das Hydrauliksystem eine andere Charakteristik auf, und unter Umständen ist die Funktionsfähigkeit der Hydraulikelemente nicht mehr gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die erwähnten Nachteile zu vermeiden, und eine Brennstoffeinspritzvor- richtung mit einem von einem Druckmittel angetriebenen Pum¬ penkolben zu schaffen, welche sowohl bei schnell wie lang-
sam laufenden Dieselmotoren und für alle Arten von Brenn¬ stoffen einsetzbar ist, bei welcher die eingespritzte Brennstoffmenge nicht zeitabhängig, sondern volumetrisch bestimmt wird, und welche auch bei Ausfall des elektrischen Teiles eine Notlaufeinrichtung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Pumpenkolben mit mindestens einer mit dem Pumpenraum verbundenen Steuerkante versehen und um seine Längsachse verdrehbar ist, die Axialkolbeneinheit über ein Hydraulik¬ system an einer vom Brennstoffsystem unabhängigen Druck¬ quelle angeschlossen und in diesem Hydrauliksystem zwischen Druckquelle und Axialkolbeneinheit eine mechanisch und/oder elektrisch schaltbare Steuereinrichtung mit mindestens einem Hauptschieber angeordnet ist, die Steuereinrichtung mindestens einen über eine Verbindungsleitung mit dem Pum¬ penraum verbundenen und von Brennstoff beaufschlagten Rück¬ stellkolben aufweist und in den mit dem Pumpenraum in Ver¬ bindung stehenden Brennstoffleitungen mindestens eine wei- tere Steuereinrichtung angeordnet und über Leitungen mit dem Pumpenraum verbunden ist.
Bei der Erfindung wird das Prinzip des mit Steuerkanten versehenen Pumpenkolbens mit einer Antriebseinheit verbun- den, welche einen von einem Druckmittel beaufschlagten An¬ triebskolben aufweist. Das Brennstoffsystem der Brennstoff¬ pumpe und das Druckmittelsystem der Axialkolbeneinheit sind voneinander unabhängige Systeme, welche über eine Steuer¬ einrichtung miteinander verknüpft sind. Die Steuereinrich- tung ist mechanisch und/oder elektrisch schaltbar und weist zudem einen Rückstellkolben auf, welcher mit dem Pumpenraum verbunden ist und von Brennstoff beaufschlagt wird. Diese Verbindungsleitung vom Pumpenraum zum Rückstellkolben der Steuereinrichtung bewirkt mit der Steuerkante am Pumpenkol- ben eine direkte Beeinflussung des DruckmittelS stems durch das BrennstoffSystem. Je nach Stellung des Pumpenkolbens, bzw. der daran angeordneten Steuerkante, wird die Steuer-
einrichtung zu einem gewünschten Zeitpunkt von unter Hoch¬ druck stehendem Brennstoff beaufschlagt und das Druckmit¬ telsystem der Axialkolbeneinheit gesteuert. Diese Anordnung gewährleistet den Abbruch des Einspritzvorganges sobald der Pumpenkolben einen gewünschten Weg zurückgelegt hat, und damit ein genau bestimmtes Volumen von Brennstoff ausge- stossen wurde.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Haupt- Schieber der Steuereinrichtung Steuerräume und Steuerkanten zum Oeffnen und Schliessen der Druckmittelleitungen zum Axialkolben auf, und dieser Hauptschieber wirkt am einen Ende mit einer Schubstange und am anderen Ende mit dem von Brennstoff beaufschlagten und mit dem Pumpenraum verbunde- nen Rückstellkolben zusammen. Mindestens ein Teil der
Schubstange bildet den Kern einer Magnetspule, und diese Magnetspule ist mit einem elektrischen Impulsgeber verbun¬ den. Im weiteren ist die Schubstange Teil einer mechani¬ schen Sperreinrichtung, und diese Sperreinrichtung legt die Schubstange und die Steuerkanten des HauptSchiebers in einer SteuerStellung fest.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung im Hydrauliksy- stem mit einer Steuernockenwelle in Verbindung steht, und die Nockenscheibe auf die Schubstange der Steuereinrichtung einwirkt. Bei dieser Anordnung kann eine Nockenwelle von geringer Masse eingesetzt werden, da sie nur Steuerelemente bewegen uss. Dies im Gegensatz zu Einspritzvorrichtungen, bei welchen die Nockenwelle die Pumpenkolben antreibt, und die einer schweren und aufwendigen Konstruktion bedürfen. Die Steuernockenwelle wirkt direkt auf die Schubstange des Hauptschiebers und dient als Betätigungsorgan des Haupt¬ schiebers oder als Notsteuerung bei Ausfall der Magnetspu- le. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Axial¬ kolben doppeltwirkend und die Druckmittelzuleitung zum Ar¬ beitsraum mit der voll beaufschlagten Kolbenfläche ist über
die Steuereinrichtung zur Druckquelle und die Druckmittel¬ zuleitung zum Ringraum mit der Ringfläche des Kolbens di¬ rekt zur Druckquelle geführt.
5. Eine weitere Verbesserung der Brennstoffeinspritzvorrich¬ tung lässt sich dadurch erreichen, dass die obere Endfläche des Pumpenkolbens eine erste Steuerkante bildet, in Rich¬ tung der Längsachse am Mantel des Pumpenkolbens eine schräg zur Längsachse verlaufende Rinne mit einer zweiten Steuer- 0 kante angeordnet und über einen Kanal mit dem Pumpenraum verbunden ist, und im Pumpenzylinder mindestens ein Durch¬ lass für Brennstoff angeordnet ist, welcher im unteren Tot¬ punkt des Pumpenkolbens oberhalb der ersten Steuerkante und im oberen Totpunkt des Pumpenkolbens unterhalb der zweiten 5 Steuerkante liegt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet der Durchlass in die Brennstoffleitung mit den Steuerkanten die zweite Steuereinrichtung und ist über die Verbindungsleitung mit dem Ruckstellkoϊben der Steuerein¬ richtung des Hydrauliksystems verbunden. 0
Eine verbesserte Ausführungsform der zweiten Steuereinrich¬ tung ist dadurch gekennzeichnet, dass diese zweite Steuer¬ einrichtung in der Brennstoffleitung aus einem üeberström- /Saugventil und einem auf den Ventilschaft des üeberstrδm- 5 /Saugventiles wirkenden Schaltkolben besteht, das üeber- strδm-/Saugventil über eine Speiseleitung mit dem oberen Ende des Pumpenraumes und der Kolbenraum des Schaltkolbens über eine Leitung mit dem Durchlass im Pumpenzylinder ver¬ bunden ist. Durch diese Anordnung kann der Durchlass im 0 Pumpenzylinder so dimensioniert werden, dass er optimal auf seine Steuerfunktion abgestimmt ist. Das Zu- und Abströmen von Brennstoff in den Pumpenraum erfolgt über die Speise¬ leitung am oberen Ende des Pumpenraumes, wobei deren Abmes¬ sungen und die Abmessungen des Üeberström-/Saugventiles 5 ebenfalls optimal auf diese Zu- und Abflussvorgänge dimen¬ sioniert sind.
Beim Betrieb der erfindungsgemässen Brennstoffeinspritzvor- riσhtung wird der Pumpenkolben mittels einer an sich be¬ kannten Steuereinrichtung von der Motorenleistung abhängig in eine Stellung gebracht, bei welcher die Steuerkanten die Einspritzung der gewünschen Brennstoffmenge bewirken. Der Start des Einspritzvorganges wird über die Steuereinrich¬ tung im Druckmittelsystem mittels eines elektrischen Impul¬ ses über die Magnetspule oder mittels der Steuernockenwelle bewirkt. Die Steuereinrichtung gibt den Druckmittelzufluss zur Axialkolbeneinheit frei und diese bewegt den Pumpenkol¬ ben, wobei der Brennstoff im Pumpenraum unter Druck gesetzt wird. Bei einem bestimmten Druck öffnet das Zuströmventil zur Einspritzdüse, und der Brennstoff wird in die Diesel- brennkraftmaschine eingebracht. Sobald der Pumpenkolben den gewünschten Weg zurückgelegt hat wird der Pumpenraum über die Verbindungsleitung mit der Steuereinrichtung gekoppelt, und der Druckstoss bewirkt über den Rückstellkolben ein Rückstellen des Hauptschiebers und sperrt dadurch die Zu¬ fuhr von Druckmittel zur voll beaufschlagten Kolbenfläche der Axialkolbeneinheit. Die Ringfläche bleibt weiterhin be¬ aufschlagt und bewirkt ein sofortiges Zurückfahren des Axialkolbens und einen sofortigen Druckabbau im Pumpenraum. Infolge der rein volumetrischen Bestimmung der eingespritz¬ ten Brennstoffmenge ist diese Brennstoffeinspritzvorrich- tung ausserordentlich genau, da keine Zeitglieder notwendig sind. Der Start des Einspritzvorganges lässt sich durch be¬ kannte und erprobte Mittel genau festlegen und an die Steuereinrichtung übertragen. Durch die Trennung des Brenn¬ stoffsystems vom DruckmittelSystem ist der Einsatz von spe- ziellen Hydraulikölen oder anderen Druckmitteln möglich, welche die bei Brennstoffeinspritzvorrichtungen gewünschte hohe Lebensdauer gewährleisten. Die Verbindung der Schräg¬ kantensteuerung am Pumpenkolben mit einer druckmittelbeauf¬ schlagten Antriebseinheit ergibt eine sehr hohe Betriebssi- cherheit und konstruktive Unabhängigkeit. Ein grosser Vor¬ teil dieser Brennstoffeinspritzvorrichtung besteht darin, dass sämtliche Bauelemente axial zueinander angeordnet wer-
den können, und bei Anordnung von mehreren Einspritzvor¬ richtungen jede von der anderen unabhängig ist. Die schwe¬ ren und aufwendigen Antriebsnockenwellen entfallen voll¬ ständig, was insbesondere bei grossen und schnell laufenden Dieselmotoren wesentlich ist. Trotzdem ist die Notsteuerung über die Nockenwellen-Steuerung mit einer leichten Nocken¬ welle gewährleistet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- • spielen .unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen;
Fig. 1 einen Schnitt in schematischer Darstellung durch eine Brennstoffpumpe mit Antriebseinheit, Haupt¬ schieber und Druckmittelsystem Fig. 2 einen Schnitt in schematischer Darstellung durch die Brennstoffpumpe mit der zweiten Steuerein¬ richtung im Brennstoffsystem Fig. 3 die Steuereinrichtung des DruckmittelSystems im Längsschnitt mit Hauptschieber-Sperreinrichtung und Nockenwellen-Steuerung
Figur 1 zeigt eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einer Einspritzdüse 1, einer Brennstoffpumpe 3, einer Axialkol¬ beneinheit 20 und einer Steuereinrichtung 31. Die Brenn- stoffpumpe 3 besteht aus einem Pumpenzylinder 4 mit einem Pumpenraum 6, in welchem ein Pumpenkolben 7 geführt ist. Der Pumpenz linder 4 ist mit einer Brennstoffleitung verse¬ hen, welche aus einer Zuleitung 15, einem Brennstoffkanal 5 und einer Ableitung 16 besteht. Diese Brennstoffleitungen sind Teil eines BrennstoffSystems in welchem der Brennstoff durch eine Förderpumpe unter relativ niedrigem Druck geför¬ dert wird. In der BrennstoffZuleitung 15 ist ein Rück¬ schlagventil 17 eingebaut, welches verhindert, dass Brenn¬ stoff in die Zuleitung 15 zurückströmt und im Brennstoffka- nal 5 auftretende Druckstösse auf die Brennstoffzuleitung 15 übertragen werden. Zur Reduktion von Druckstössen ist in der Brennstoffableitung 16 eine Drossel 18 eingebaut. Vom
Pumpenraum 6 führt eine Druckleitung 2 zur Einspritzdüse 1. In diese Druckleitung 2 ist ein Steuerventil 19 eingeschal¬ tet, welches bei Erreichen eines bestimmten Druckes im Pum¬ penraum 6 den Durchfluss zur Einspritzdüse 1 freigibt und beim Absinken des Druckes die Druckleitung 2 wieder ver- schliesst.
Der Pumpenkolben 7 ist an seinem unteren Ende mit dem Axialkolben 22 der Axialkolbeneinheit 20 verbunden. Der Pumpenkolben 7 ist nicht nur in axialer Richtung verschieb¬ bar, sondern kann mittels einer VerStelleinrichtung 60 um die Längsachse 8 verdreht werden. Bei der Versteileinrich¬ tung 60 handelt es sich um eine bei Brennstoffeinspritzpum¬ pen mit Schrägkantensteuerungen bekannte Einrichtung. Die Axialkolbeneinheit 20 besteht aus einem Zylinder 21, dem
Axialkolben 22, dem Arbeitsraum 25 und dem Ringraum 26. Der Axialkolben 22 ist doppeltwirkend und weist eine gegen den Arbeitsraum 25 gerichtete Kolbenfläche 23 auf, welcher eine dem Ringraum 26 zugeordnete Ringfläche 24 gegenüberliegt. Die Axialkolbeneinheit 20 ist Bestandteil eines Druckmit¬ telsystems, in welchem beliebige bekannte Druckmittel ein¬ setzbar sind. Im vorliegenden Beispiel wird Hochdruckhy- drauliköl verwendet. Das Druckmittel wird der Axialkolben¬ einheit 20 über die Druckmittelleitungen 27, 28 zugeführt, welche von einer Druckquelle 29 gespiesen werden.
Zwischen Druckquelle 29 und Druckmittelleitung 27 ist eine Steuereinrichtung 31 eingebaut. Die Steuereinrichtung 31 umfasst einen Hauptschieber 32, einen Rückstellkolben 34, eine Magnetspule 38 mit zugehörigem Magnetkern 39, eine me¬ chanische Sperreinrichtung 41 und eine Nockenwellensteue¬ rung 61. Das Hydrauliköl enthaltende Druckmittelsystem ist vom BrennstoffSystem getrennt, und die Arbeitsbewegungen des Axialkolbens 22 werden durch den Hauptschieber 32 ge- steuert. Dieser Hauptschieber 32 ist in Figur 3 genauer dargestellt und weist zwei Schieberkörper 62, 63 mit Steuerkanten 64, 65 auf. Dem Schieberkörper 62 ist ein
Steuerraum 66 , und dem Schieberkörper 63 ein Steuerraum 67 zugeordnet. Dazwischen befindet sich ein dritter Steuerraum 68. Hinter jedem der Schieberkörper 62, bzw. 63, sind Druckentlastungsräume 69, 70 und Dichtkolben 71, 72 ange- ordnet, wobei die Druckentlastungsräume 69, 70 mit einer Leckleitung 88 verbunden sind. Die Schieberkδrper 62, 63 und die Dichtkolben 71, 72 sind mittels eines Kernes 73 im richtigen Abstand zueinander angeordnet und miteinander verbunden. An einem Ende des Hauptschiebers 32 ist eine Schubstange 37 angeordnet, welche mit dem Schieberkörper 63 verbunden ist, wobei ein Teil der Schubstange 37 den Kern 39 der Magnetspule 38 bildet. Die Schubstange 37 erstreckt sich über die Magnetspule 38 hinaus und wird von der mecha¬ nischen Sperreinrichtung 41 umschlossen. An diese mechani- sehe Sperreinrichtung 41 schliesst sich die Nockenwellen¬ steuerung 61 an.
An der gegenüberliegenden Seite des Hauptschiebers 32 wirkt der Rückstellkolben 34 über einen Zapfen 74 mit dem Schie- berkörper 62 zusammen. Ein zum Rückstellkolben 34 gehören¬ der Kolbenraum 75 steht über eine Verbindungsleitung 33 mit dem BrennstoffSystem in Verbindung. Diese Verbindungslei- tung 33 ist wie aus Figur 1 und 2 ersichtlich in einen Durchlass 14 im Pumpenzylinder 4 eingeführt, welcher in den Pumpenraum 6 führt.
Das Druckmittelsystem wird mittels der Druckquelle 29 be¬ trieben, wobei zur Steuerung des Druckes in diesem System ein Druckregelventil 30 vorgesehen ist. Von der Druckquelle 29 führt eine Druckleitung 35 zum Hauptschieber 32 und eine weitere Druckmittelleitung 28 zum Ringraum 26 der Axialkol¬ beneinheit 20. Eine Rücklaufleitung 36 führt vom Haupt¬ schieber 32 zu einem Druckmittelbehälter 76.
In der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage strömt Brenn¬ stoff von der Brennstoffzuleitung 15 über den Brennstoffka¬ nal 5 und den Durchlass 14 in den Pumpenraum 6. Dabei be-
findet sich der Pumpenkolben 7 in seiner untersten Lage und auch der mit dem Pumpenkolben 7 verbundene Axialkolben 22 ist im unteren Totpunkt. Der Hauptschieber 32 wird von einer Feder 77 in seiner Ausgangslage gehalten, und der Schieberkörper 62 verschliesst die Verbindung der Drucklei¬ tung 35 zur Druckmittelleitung 27. Bei Beginn eines Ein¬ spritzvorganges wird von einem elektrischen Impulsgeber 40 die Magnetspule 38 angeregt, und über die Schubstange 37 der Hauptschieber 32 in Richtung des Rückstellkolbens 34 verschoben. Dadurch gibt der Schieberkörper 62 die Verbin¬ dung zwischen dem Steuerraum 66 und dem Steuerraum 68 frei, und anderseits verschliesst der Schieberkörper 63 die Ver¬ bindung zwischen dem Steuerraum 68 und dem Steuerraum 67. Dadurch strömt Druckmittel unter hohem Druck von der Druck- leitung 35 zur Druckmittelleitung 27 und damit in den Ar¬ beitsraum 25 der Axialkolbeneinheit 20. Der Axialkolben 22 verschiebt sich nach oben und stösst den Pumpenkolben 7 in Richtung des oberen Endes des Pumpenraumes 6. Durch diese Axialbewegung wird der Durchlass 14 im Pumpenzylinder 4 geschlossen, und im Pumpenraum 6 wird Druck aufgebaut. Bei Erreichen eines bestimmten Druckes öffnet das Steuerventil 19, und über die Einspritzdüse 1 wird Brennstoff in den Verbrennungsraum einer Dieselbrennkraftmaschine einge¬ spritzt. Der im Pumpenraum 6 herrschende Druck wird über einen am Mantel des Pumpenkolbens 7 angebrachten Kanal 13 einer Rinne 11 mit einer Steuerkante 12 zugeführt. Sobald diese Steuerkante 12 den Durchlass 14 erreicht entwickelt sich im Brennstoffkanal 5 und in der Verbindungsleitung 33 ein Druckstoss, welcher sich mit Schallgeschwindigkeit aus- breitet. Dieser Druckstoss dringt in den Kolbenraum 75 an der Steuereinrichtung 31 ein und bewirkt über den Rück¬ stellkolben 34 ein sofortiges Verschieben des Hauptschie¬ bers 32 in Richtung der Magnetspule 38. Dadurch wird die Druckleitung 35 und der Steuerraum 66 durch den Schieber- körper 62 gesperrt, und der Schieberkörper 63 mit der
Steuerkante 65 gibt die Verbindung zwischen dem Steuerraum 68 und dem Steuerraum 67, und damit zwischen der Druckmit-
telleitung 27 und der Rücklaufleitung 36 frei. Im Arbeits¬ raum 25 der Axialkolbeneinheit 20 sinkt der Druck sofort ab, und der Druck im Ringraum 26 bewirkt das Stoppen des Axialkolbens 22 und den Beginn der Rückwärtsbewegung. Im Pumpenraum 6 wird der Druck abgebaut, und das Steuerventil 19 schliesst die Druckleitung 2 bei einem bestimmten Wert. Sobald die durch die obere Endfläche 9 des Pumpenkolbens 7 gebildete Steuerkante 10 den Durchlass 14 erreicht, wird der Pumpenraum 6 wieder mit Brennstoff gefüllt und die Pumpenkolben-/Axialkolbeneinheit verbleibt im unteren Tot¬ punkt in Wartestellung bis ein neuer Einspritzzyklus be¬ ginnt.
Die in Figur 2 dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung weist eine zweit -Steuereinrichtung 42 auf. Der Pumpenkol¬ ben 7, die Axialkolbeneinheit 20 und die Steuereinrichtung 31 sind gleich ausgebildet wie bei dem in Figur 1 gezeigten und beschriebenen Beispiel. Am Pumpenzylinder 4 ist zusätz¬ lich zum Durchlass 14 eine Speiseleitung 46 für Brennstoff angeordnet, welche am oberen Ende des Pumpenraumes 6 in diesen eingeführt ist. Die zweite Steuereinrichtung 42 um- fasst ein Ueberström-/Saugventil 43 mit einem Ueberström- raum 53, einen Schaltkolben 44 und ein Ausgleichsventil 54. Der Ueberströmraum 53 ist einerseits über die Durchström- leitung 52 mit dem Brennstoffkanal 5 und anderseits mit der Brennstoffableitung 16 verbunden. Ein unterhalb des Schalt¬ kolbens 44 angeordneter Kolbenraum 45 steht über die Lei¬ tung 47 mit dem Durchlass 14 in Verbindung. Der Schaltkol¬ ben 44 liegt am Ventilschaft 48 an, wobei das Ueberström- /Saugventil 43 durch eine Feder 50 in der Schliessposition gehalten ist. Unterhalb des Schaltkolbens 44 ist eine wei¬ tere Feder 49 angeordnet, welche den Schaltkolben 44 an den Ventilschaft 48 andrückt. Das Ausgleichsventil 54 ist als Rückschlagventil ausgebildet und steht über eine Bohrung 55 mit dem Kolbenraum 45 in Verbindung. Wenn im Kolbenraum 45 ein geringerer Druck als in der Leitung 16 herrscht, öffnet das Ventil 54 und gibt den Ventilsitz 56 frei, wodurch
Brennstoff in den Kolbenraum 45 und die Leitungen 47 und 33 nachströmt.
Bei Beginn des Arbeitshubes des Pumpenkolbens 7 ver- schliesst die Steuerkante 10 den Durchlass 14, und durch den im Pumpenraum 6 aufgebauten Druck wird das Ventil 43 gegen den Ventilsitz 51 gepresst. Sobald die Steuerkante 12 den Durchlass 14 erreicht, breitet sich der Druckstoss über die Leitung 33 zum Rückstellkolben 34 in der Steuereinrich- tung 31 und über die Leitung 47 in den Kolbenraum 45, und damit auf den Schaltkolbeή 44 aus. Wie bereits zu Figur 1 beschrieben, wird über die Steuereinrichtung 31 die Bewe¬ gung des Axialkolbens unterbrochen. Der Druckstoss auf den Schaltkolben 44 bewirkt über den Ventilschaft 48 ein sofor- tiges Oeffnen des Ueberström-/Saugventiles 43, wodurch der im Pumpenraum 6 herrschende Druck über die Leitung 46 in den Ueberströmraum 53 und damit die Brennstoffleitung 16 entlastet wird. Dieser Druckabfall im Pumpenraum 6 hat zur Folge, dass das Steuerventil 19 sofort und zu einem genau bestimmten Zeitpunkt schliesst und das Nachströmen von Brennstoff zur Einspritzdüse 1 verhindert.
In Figur 3 ist zusätzlich zum Hauptschieber 32 die mechani¬ sche Sperreinrichtung 41 und die Nockenwellensteuerung 61 dargestellt. Die mechanische Sperreinrichtung 41 besteht im wesentlichen aus einem Sperrkörper 78, Klinken 79 und Ent¬ riegelungsbolzen 80. Die Schubstange 37 ragt in den Sperr¬ körper 78 hinein und weist in dessen Bereich eine Schulter 81 auf. Wird die Schubstange 37 mittels der Magnetspule 38 nach links verschoben, so nimmt die Schulter 81 den Sperr¬ körper 78 mit, und die federbelasteten Klinken 79 rasten in die Nocken 82 ein. Dadurch kann die Stromzufuhr zur Magnet¬ spule 38 unterbrochen werden, und es besteht keine Ueberla- stungs- und Ueberhitzungsgefahr. Die Rückstellung der Schubstange 37 erfolgt am Ende des Einspritzvorganges über den vom Einspritzdruck beaufschlagten Rückstellkolben 34. Dabei wird die Schubstange 37 gegen die Kraft der Feder 83
nach rechts gedrückt, und die Entriegelungsbolzen 80 nach aussen getrieben. Diese Entriegelungsbolzen 80 heben die Sperrklinken 79 an und geben dadurch die Nocken 82 am Sperrkörper 78 frei. Die Feder 77 drückt nun den Sperrkör- per 73 wieder in seine Ausgangsläge zurück.
Aus Sicherheitsgründen ist beim dargestellten Beispiel zu¬ sätzlich zur Magnetspule 38 der Einspritzansteuerung eine Nockenwellensteuerung 61 angeordnet. Diese besteht aus der Nockenscheibe 84 mit dem Nocken 85 und der am Sperrkörper 78 befestigten Abiaufrolle 86. Die Nockenwelle wird von einem nicht dargestellten Antrieb, welcher mit dem Kurbel¬ trieb in Verbindung steht, angetrieben. Bei Ausfall der elektrischen Impulsgeber 40 oder der Magnetspule 38, oder bei einem Stromausfall treibt der Nocken 85 über die Ab¬ laufrolle 86 den Sperrkörper 78, und damit die Schubstange 37 bei Beginn des Einspritzvorganges nach links. Die Bewe¬ gung des Sperrkörpers- 78 und der Schubstange 37 bedarf nur geringer Kräfte, und die Nockenwelle und deren Ansteuerung 61 kann deshalb leicht und ohne grossen kinematischen Auf¬ wand gebaut werden. Die Rückstellung der Schubstange 37 am Ende des Einspritzvorganges erfolgt in gleicher Weise wie oben beschrieben. Im dargestellten Beispiel ist neben der Magnetspule 38 noch eine zweite Magnetspule 87 angeordnet. Beide erhalten über die elektrische Leitung 89 elektrische Impulse vom elektrischen Impulsgeber 40. Durch Betätigung dieser Magnetspule 87 mit einem elektrischen Impuls kann die Schubstange 37 nach rechts verschoben, und damit der Einspritzvorgang vorzeitig abgebrochen werden. Dies ermög- licht einen Notstop der Einspritzvorrichtung, da durch diese Verschiebung des Hauptschiebers 32 die Beaufschlagung des Axialkoibens 22 der Axialkolbeneinheit 20 unterbrochen und der Kolben 22 zurückgefahren wird.