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Brennstoffeinspritzvorrichtung mit Druckluftzerstäubung
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Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit Druckluftzerstäubung
einer in einer Zumeßvorrichtung abgemessenen Brennstoffmenge mit einem zum Brennraum
der Maschine offenen Ge-
häuse, in welchem ein vom Kompressionsdruck der Maschine
beaufschlagter, in einer Druckkammer die Zerstäubungsluft erzeugender Differentialkolben
geführt ist.
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Bei diesen bekannten Vorrichtungen vergeht von der Einspritzung an
bis zur Zündung des Brennstoffluftgemisches eine gewisse Zeitspanne, da die Brennstofftröpfehen
eine verhältnismäßig niedrige Temperatur aufweisen und wenigstens auf der Oberfläche
bis zu einer Temperatur erwärmt werden müssen, die ausreichend hoch ist, damit zunächst
eine Vergasung und ein echtes zündfähiges Gemisch erzielt wird, bevor eine bei z.
B. einer Dieselmaschine erforderliche Selbstzündung eintreten kann. Die Verwendung
hoher Einspritzdrücke erzeugt zwar kleine Tröpfchen mit einem größeren Oberflächenvolumen
und verbessert dadurch die Wärmeübertragungswerte. Dennoch bildet die auf diese
Weise reduzierte Zündzeit noch einen bedeutenden Faktor. Im übrigen verbietet sich
die Verwendung sehr hoher Einspritzdrücke zur Erzeugung sehr kleiner Tröpfchen im
allgemeinen auf Grund einer anderen überlegung, nämlich der, daß sehr feine Versprühungen
nicht genügend in die im Verbrennungsraum vorhandene, komprimierte Luftmenge eindringen
können, um sicherzustellen, daß in der verfügbaren Zeit die Verbrennung in befriedigendem
Maße fortschreiten kann.
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Bei Kompressions-Zündmaschinen, wie z. B. Dieselmaschinen, mit niedriger
Geschwindigkeit stellt die Zündzeit - gemessen in Graden der Kurbelwellenumdrehung
- keinen bedeutenden Faktor dar, bildet jedoch bei hohen Maschinendrehzahlen
einen erheblichen Prozentsatz des gesamten Zeitintervalls, der für die Verbrennung
zur Verfügung steht. Somit ist bei hohen Maschinendrehzahlen ein großer Prozentsatz
der gesamten Brennstoffmenge in den Verbrennungsraum des Arbeitszylinders der Brennkraftmaschine
eingespritzt worden, bevor die Zündung beginnt. Bei diesen hohen Drehzahlen ist
auch die Luftbewegoung sehr stark und die Fortpflanzung der Verbrennung bezüglich
des bereits in erheblicher Menge eingespritzten Brennstoffes verhältnismäßig schnell
also nahezu explosionsartig -, was einen glatten, stoßfreien Betrieb ausschließt.
Wenn daher der Beginn der Einspritzung so eingestellt ist, daß sie verhältnismäßig
früh im Vergleich zur oberen Totpunktstellun- des Kolbens, also am Ende des Kompres-Sionshubes
stattfindet, dann kann der äußerst schnelle Druckanstieg, welcher durch die Verbrennung
des angesammelten Brennstoffes entsteht, gefährlich hohe Drücke in dem Zylinder
an seinem oberen Totpunkt erzeugen. Wenn der Beginn der Einspritzung indes verzögert
wird, um diesen Faktor zu umgehen, dann entsteht durch das späte Verbrennen des
letzten Teiles des eingespritzten Brennstoffes ein Energieverlust, der durch die
geminderte Verbrennungs- und Expansiönsleistung hervorgerufen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
zu schaffen, mit deren Hilfe die bei den bekannten Vorrichtun-en vorhandenen Zündverzögerungen
mit den damit verbundenen Nachteilen in Fortf all gelangen. Zum Lösen dieser Aufgabe
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein stationär angeordneter, mit der Brennstoffzuteilvorrichtung
in Verbindung stehender rohrförmiger Tauchkolben, dessen unteres Ende eine durch
ein federbelastetes, bei einem vorbestimmten Druck öff-
nendes Ventil abgeschlossene
erste Auffangkamm er für die abgemessene Brennstoffmenge aufweist, in eine die Druckkammer
für die Erzeugung der Zerstäubungsluft bildende axiale Bohrung des Differentialkolbens
ein,-reift, deren unteres Ende eine durch ein federbelastetes, bei e;nem vorbestimmten
hohen Druck öffnendes und bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck offenbleibendes
Ventil abgeschlossene zweite Brennstoffauffangkammer aufweist, und daß die Federn
der die Brennstoffauffan,-kammem verschließenden
Ventile so bemessen
sind, daß sich das die erste Brennstoffauffangkammer verschließende Ventil erst
dann öffnet, wenn der Druck in der Druckkammer so weit abgefallen ist, daß das Ventil
der zweiten Brennstoffauffangkammer geschlossen ist.
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Mit der Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der Erfindune, ist die
Zündung und Verbrennung des Brennstoffes mit Bezug auf den oberen Totpunkt des Kolbens
der Brennkraftmaschine derart steuerbar, daß die günstigste Verbrennungskennlinie
erzielbar ist. Da sich im Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine kein unverbrannter
Brennstoff ansammeln kann, kann die eingespritzte Menge des Brennstoffes so gesteuert
werden, daß eine Verbrennung bei verhältnismäßio, konstantem Druck stattfindet,
wodurch eine übermäßige Lagerbelastung - z. B. Pleuel- und Kurbelwellenlagerung
- vermindert und ein Klo fen el P bei der Verbrennung ausgeschaltet wird.
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Doch nicht nur bei z. B. Dieselmaschinen, sondern auch bei Otto-Motoren
ist die nach der Erfindung geschaffene Brennstoffeinspritzvorrichtung mit Erfolg
anwendbar. Bekanntlich führen bei einem solchen Vergasermotor die hohen Verdichtungszahlen
häufig zu einer ungesteuerten Verbrennung des komprimierten Gasluftgemisches, wodurch
trotz hoher Oktanzahl .des Brennstoffes es zu dem sogenannten Klopfen oder Klingeln
der Maschine kommt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung schafft hier Abhilfe, da hier
eine abgemessene Brennstoffmenge in einem ununterbrochenen Strom brennender Tröpfchen
eingespritzt wird, wobei also die Zündung vor Eintritt in den Verbrennungsraum des
Arbeitszylinders der Brennkraftmaschine stattfindet.
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Von besonderer Bedeutung ist das Merkmal der Erfindung, wonach der
Differentialkolben einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt aufweist, der einen
im Gehäuse vorgesehenen Zylinderraum, der .einmal über Öffnungen mit der Atmosphäre
und zum anderen über Öffnungen mit der ersten Auffangkammer des Tauchkolbens verbunden
ist, in einen oberen und einen unteren Zylinderraum unterteilt, und daß die obere,
innere Kante des Differentialkolbens mit den Öffnungen zur Auffangkammer des Tauchkolbens
und die obere äußere Kante des im Durchmesser vergrößerten Abschnittes mit den öffnungen
zur Atmosphäre als Kolbenschieber zusaminenwirkt und daß der bei der Aufwärtsbewegung
des Differentialkolbens im oberen Zylinderraum erzeugte Druck zur Betätigung der
Brennstoffzuteilvorrichtung und der bei der Abwärtsbewegung des Differentialkolbens
im unteren Zylinderraum erzeugte Druck zur Dämpfung der Abwärtsbewegung des Differentialkolbens
dient.
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Die nach der Erfindung geschaffene Vorrichtung verbürgt auf diese
Weise, daß die einzuspritzende Brennstoffmenge vor oder bei Beginn des Kompressionshubes
in der zweiten Brennstoffauffangkammer bereitgestellt wird, so daß eine genaue Dosierung
und außerdem sichergestellt ist, daß auch die gesamte bereitgestellte Brennstoffmenge
beim Öffnen des Ventils der zweiten Auffangkammer aus letzterer ausgetragen wird,
was noch wesentlich dadurch unterstützt wird, daß der Druck der in der Druckkammer
komprimierten Luft und der in einer Einschnürung des venturiartio, aus-ebildeten
Ventils erzeugte Druckabfall auf die einzuspritzende Brennstoffmenge einwirken.
Hinzu kommt, daß die zweite Brennstoffauffangkammer durch das genannte Ventil lange
genug geöffnet bleibt, daß eine restlose Austragung des Brennstoffes stattfinden
kann.
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Hierbei ist noch vorgesehen, daß die zweite Brennstoffauffangkammer
durch einen Boden verschlossen ist, welcher einen Sitz für einen konvergierenden
Ab-
schnitt des venturidüsenartig ausgebildeten Ventils bildet, und daß der
Sitz voneinander getrennte konzentrische Ringkanäle aufweist, die durch Durchgänge
einmal mit der Druckkammer über der zweiten Brennstoffauffangkammer und zum anderen
mit dem unteren Ende der zweiten Brennstoffauffangkammer verbunden sind. Von besonderer
Bedeutung ist schließlich das Merkmal der Erfindung, wonach die Brennstoffzuteilvorrichtung
eine Kolbenpumpe ist, deren Zylinderraum mit dem oberen Zylinderraum des Gehäuses
verbunden ist und deren Kolben hohl ausgebildet und mit der Brennstoffzuführleitung
verbunden ist und ein in den Zylinderraum öffnendes Einlaßventil aufweist, während
der Zylinderraum durch ein Auslaßventil mit der ersten Brennstoffauffangkammer verbunden
ist, und daß der Hub des Kolbens durch eine Stellvorrichtung verstellbar ist.
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Zum Verstellen des Kolbenhubes ist eine den Kolben tragende Gewindespindel
vorgesehen, mit der die Eingriffstiefe des Kolbens in den Zylinderraum verstellbar
ist. Was den Differentialkolben anbelangt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
daß dieser in an sich bekannter Weise gegen die Kraft einer Rückstellfeder belastet
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend an Hand der
Zeichnungen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen Schnitt ähnlich demjenigen nach F i
g. 1 bei einer mittleren Betriebslage, F i g. 3 einen Seitenschnitt
der Brennstoffeinspritz-und Zündvorrichtung, in welcher der Kolben in der Stellung
zum Einspritzen einer Brennstoffmenge ist, F i g. 4 einen Schnitt durch die
Brennstoffeinspritzvorrichtung ähnlich der F i g. 3, wobei der Kolben in
der höchsten Stellung steht, F i g. 5 einen Schnitt durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung
mit teilweise fortgebrochenen Teilen. Eine Brennstoffeinspritz- und Zündvorrichtung
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gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht aus einem rohrförmigen
Gehäuse 12 mit einem unteren Endabschnitt 14, der mit einem Gewinde 16
zum
Eingriff in eine mit Gewinden versehene Öffnung ausgestattet ist, welche in bestimmten
Fällen die Zündkerzenöffnung im Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine sein
kann. Das Gehäuse 12 hat eine innere zylindrische Oberfläche 18 an seinem
unteren Ende 14, eine mittlere zylindrische Oberfläche 20 von arößerein Innendurchmesser
als die Oberfläche 18 und eine obere innere zylindrische Oberfläche 22 an
dem oberen Ende 24 von einem Innendurchmesser, der größer ist als der der Oberfläche
20. Zwischen den Oberflächen 18 und 20 erstreckt sich eine ringförinige querverlaufende
Schulter 26, und eine obere ringförmige querverlaufende Schulter
28 erstreckt sich zwischen den Oberflächen 20 und 22. Das Gehäuse 12 hat
eine Anzahl ringförmiger Rippen 30, die auf seinem Außenumfang zur Verstärkung
gebildet sind, und eine Anzahl Lufteinlaßöffnungen 31.
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Ein länglicher rohrförmiger Differentialkolben 40 ist mit seinem unteren
Endabschnitt 42 innerhalb des
unteren Endabschnittes 14 des Gehäuses
12 gleitbar geführt. Auf dem Kolben-40 befindet sich ein im Durchmesser vergrößerter
Abschnitt 44, der an der Schulter 26 anliegen kann, um die Abwärtsbewegunc.,
des Kolbens 40 zu begrenzen. Ein oberer Endabschnitt 46 des Kolbens 40 führt und
hält eine Rückstellfeder 48.
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Eine untere Endwand 50 des Kolbens 40 begrenzt mit dem Endabschnitt
42 eine Brennstoffauffangkammer 52. Die Endwand 50 weist eine nach
unten konvergierende konische innere Endfläche 53 auf (F i g. 5).
Um die Brennstoffkammer 52 erstrecken sich mehrere auf dem Umfang verteilte
senkrechte Durchgangswege 54 herum und sind durch einen Wandabschnitt
55 von ihr getrennt. Die Durchgänge 54 stehen mit einem Ringraum
56 in Verbindung. Die Durchgänge 54 stehen außerdem am oberen Ende mit einem
Druckkammer 58 im Innern des Kolbens 40 in Verbindung.
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Mehrere Brennstoffzufuhrkanäle 60 erstrecken sich radial nach
außen und von der Vorkammer 52 im Winkel nach unten und stehen mit
einem Brennstoffringraum 62 in Verbindung, der unterhalb der Brennstoffvorkammer
52 liegt. Der Kolben 40 hat eine nach unten verlaufende rohrförmige Verlängerung
70 zum Halten zweier Schalen 72 und 74. Die Schalen 72 und
74 werden dadurch gehalten, daß das untere Ende 76
der rohrförmigen Verlängerung
70 umgebördelt wird. Ein Ventil 78 mit einem allgemein bogenförmig
nach unten konvergierenden Abschnitt 80, der in einen nach innen divergierenden
Endabschnitt 82 hineinführt, ist in der Mitte der Schalen 72 und 74
angeordnet. Der obere Endabschnitt 80 des Ventils 78
wird in Richtung
auf einen ergänzenden ringförmigen Ventilsitz 84 auf der Endwand 50 des Kolbens
40 vorgespannt, und zwar durch eine Feder 86, die sich auf den Schultern
88 und 90 auf den Schalen 72 und 74 und dem oberen Endabschnitt
80 des Ventils 78
abstützt. Der obere Abschnitt des Ventils
78 schließt normalerweise den Ringraum 56 und den Brennstoffringraum
62 mit Bezug auf den Durchgang von Luft und Brennstoff aus der Druckkammer
58 bzw. der Brennstoffkammer 52 in dem Kolben 40 nach außen ab. Der
Kolben 40 wird normalerweise durch die schraubenförmige Feder 48 nach unten beaufschlagt,
wobei sich diese Feder 48 auf dem ringförmigen Ab-
schnitt 44 und einer Schulter
91 auf einem Ventilgehäuse 92 abstützt. Die Schulter 91 auf
dem Ventilgehäuse 92 wirkt mit der ringförmigen Schulter 28
Zusammen,
die sich in Querrichtung zwischen den inneren Bohrungen 20 und 22 des Gehäuses 12
erstreckt, um die Abwärtsbewegung des Ventilgehäuses 92 mit Bezug auf das
Gehäuse 12 zu begrenzen. Das Ventilgehäuse 92 wird fest gegen die Schulter
28 gehalten, beispielsweise durch Uinbördeln eines oberen abschließenden
Endabschnittes 94 des Gehäuses 12.
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Das Ventilgehäuse 92 ist mit einer mit Gewinde versehenen Mittelbohrung
96 zur Aufnahme einer mit Gewinde versehenen Regelschraube 98 zum
Abmessen des Brennstoffes versehen. Die Schraube 98 ist durch einen Hebel
100 drehbar und bei einer Relativdrehung zwischen dem Ventilgehäuse
92 und dem Hebel 100
axial beweglich.
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Die Schraube 98 hat eine Nfittelbohrung 102 für die gleitende
Aufnahme eines oberen Endabschnittes 104 eines Brennstoffpumpenkolbens
106. Eine querverlaufende Schulter 99 der Schraube 98 begrenzt
die Aufwärtsbewegung des Kolbens 106. Der Kolben 106
ist mit einem
mittleren Kanal 108 versehen, welcher mit einer darin befindlichen Einlaßventilkaminer
110
in Verbindung steht. Mit dem oberen Endabschnitt 104 des Kolbens
106 ist eine Brennstoffleitung 112 dichtend verbunden, um Brennstoff durch
den Kanal 108 zur Einlaßventilkammer 110 hinzuführen.
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Die Einlaßventilkammer 110 auf dem Kolben 106
ist mit
einem radial nach außen ragenden Abschnitt 113 versehen, welcher einen ringförmigen
Ventilsitz 114 für ein Brennstoffeinlaßventil 116 bildet. Das Brennstoffeinlaßventil
116 wird durch die Feder 118
in Richtung auf den Ventilsitz 114 vorgespannt.
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Der Kolben 106 hat einen Randabschnitt 120 mit einem im Vergleich
zum oberen Endabschnitt 104 größeren Durchmesser, der gleitend in einer Brennstoffpumpenbohrung
oder einem Hohlraum 122 in dem Ventilgehäuse 92 angeordnet ist. Eine nach
innen gebogene Lippe 124 auf dem unteren Ende des Randes 120 bildet einen Sitz für
die Feder 118.
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Das Ventilgehäuse 92 weist einen senkrecht oder in Längsrichtung
verlaufenden Durchgang 126 auf seiner Außenseite auf, welcher mit einem querverlaufenden
ringfönnigen Kanal 128 in Verbindung steht, der wieder mit dem Hohlrauni
122 des Ventilgehäuses 92 verbunden ist. Der Hohlraum 122 hat eine ringförmige
Nut oder Ausnehmung 125 auf der Innenseite, um einen Dichtring
127 aufzunehmen, welcher eine gleitende Luft- und Strömungsmitteldichtung
zwischen dem Hohlraum 122 und dem Randteil 120 des Kolbens 106 bewirkt.
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Der Kolben 106 wird normalerweise nach oben in Richtung gegen
die Schulter 99 auf der Schraube 98
beaufschlagt, und zwar durch die
Feder 130, die sich auf der ringförmigen Lippe 124 auf dem Rand 120 des Kolbens
106 und einem kegelstumpfförmigen Ventilsitz 132 eines Brennstofförderventils
134 abstützt. Der Ventilsitz 132 wird an die untere Endfläche 133
des Hohlraumes 122 durch die Feder 130
dichtend angedrückt. Das Brennstofförderventil
134 wird auf seinen Sitz an einer öffnung 135 durch eine Feder
136 angedrückt, die sich auf dem Brennstoffförderventil 134 und einem ringförmigen
Federhaltesitz 138 abstützt, welcher durch eine ringförmige Schulter 140
an dem Ende einer Bohrung 142 in dem Ventilgehäuse 92 festgehalten wird.
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Der Durchgang des Brennstoffes vom Hohlraum 122 nach außen wird durch
ein Brennstoffisolierrohr 144 gesteuert, welches fest in einem rohrförmigen Tauchkolben
146, beispielsweise im Paßsitz, gehalten wird. Der obere Endabschnitt des Druckkolbens
146 ist dichtend innerhalb der Bohrung 142 des Ventil-,gehäuses, beispielsweise
im Paßsitz, angeordnet und dient zur Feststellung des Federhaltesitzes
138.
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Das Brennstoffisolierrohr 144 erstreckt sich nach unten und in der
Mitte des rohrförmi,-len Druckkolbens 146, so daß ein übermäßiges Auseinandergehen
des Brennstoffes beim Durchgang desselben vom Hohlraum 122 nach unten vermieden
wird.
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Der rohrförmige Druckkolben 146 hat einen unteren Endabschnitt 148
von vermindertem Durchmesser mit einer ringförinigen abgeschrägten Endfläche 149
als Sitzfläche für ein Druckkolbenventil 150. Das Druckkolbenventil
150 hat eine konische obere Endseite 151 und eine untere Seite
152, die entsprechend der Innenfläche 53 der Endwand 50 auf
dem Kolben 40 angeordnet ist. Das Druckkolbenventil 150 ist durch eine Feder
153 beaufschlagt, die sich an einer ringförmigen Schulter 154 am oberen Ende
des im
Durchmesser verminderten Abschnittes 148 des Druckkolbens
146 und einer Federhaltevorrichtung 158 abstützt,welche beispielsweisedurchFeststecken
an einem Schaftteil 159 des Druckkolbenventils 150
befestigt ist. Die
Federhaltevorrichtung 158 hat mehrere Öffnungen 160 zum Durchgang
des Brennstoffes. Der Druckkolben 146 weist mehrere querverlaufende öffnungen
162 auf, um Luft in seine innere Kammer 164 einzulassen.
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Beim Aufbau des Luftdruckes in dem Arbeitszylinder wird der Kolben
40 mit Bezug auf das Gehäuse 12 und den Druckkolben 146 entgegen der Beaufschlagung
durch die Feder 48 nach oben gedrückt. Wenn der Kolben 40 ansteigt, dann wird die
Luft in der Druckkammer 58 des Kolbens infolge der abhängigen Bewegung zwischen
dem Kolben 40 und dem Druckkolben 146 zusammengedrückt. Es ist zu beachten, daß
der Flächenunterschied zwischen dem Kolben 40 und dem Druckkolben 146 eine verhältnismäßig
hohe Kompression der Luft innerhalb der Kammer 58 im Vergleich zu dem Druck
in dem Arbeitszylinder ausübt, der auf den Kolben 40 wirksam ist.
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Wenn sich der ringförmige Abschnitt 44 auf dem Kolben 40 über die
Lufteinlaßöffnung 31 des rehrförmigen Gehäuses 12 bewegt, dann wird die Luft
in eine ringförmige Kammer 175 (F i g. 2) hineingezogen, die dann
zwischen dem Kolben und der inneren Wand 20 des Gehäuses 12 vorhanden ist.
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Der ringfönnige Abschnitt 44 auf dem Kolben wirkt mit Bezug auf die
innere Wand 20 des Gehäuses 12 als ein Kolben, um den Luftdruck oberhalb des Kolbens
40 zu erhöhen. Bevor der obere Endabschnitt 46 des Kolbens 40 an den Öffnungen
162
in dem rohrförmigen Druckkolben 146 vorbeigeht, wird die Luft auch innerhalb
der Kammer 164 des Druckkolbens 146 zusammengedrückt. Beim Vorbeigehen des oberen
Endabschnittes 46 des Kolbens 40 an den Öffnungen 162 wird die mittlere Kammer
164 des Druckkolbens 146 wirksam abgedichtet.
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Beim weiteren Anstieg des Kolbens 40 unter dem Einfluß des erhöhten
Luftdruckes in dem Arbeitszylinder infolge des sich beim Kompressionshub nach oben
bewegenden Kolbens wird die Luft oberhalb des Kolbens 40 weiter zusammengedrückt,
und zwar so lange, bis der Luftdruck, der durch die Durchgänge 126 und
128 in dem Ventilgehäuse 92, das zum obe, ren radialen Abschnitt
113 des Brennstoffpumpenkolbens 106 führt, wirksam ist, den Kolben
106 entgegen der Kraft der Feder 130 nach unten( in den Hohlraum 122
beaufschlagt. Eine Bewegung des Brennstoffpumpenkolbens 106 nach unten unter
der Einwirkung des Luftdruckes, der auf den Abschnitt 113 wirkt, pumpt den
Brennstoff aus dem Hohlraum 122 heraus, indem das Brennstofförderventil 134 entgegen
der Kraft der Feder 136 nach unten geöffnet wird. Sodann strömt Brennstoff
in Form kleiner Tröpfchen durch das Brennstoffrohr 144 hindurch und setzt sich zwischen
dem Schaftteil 159 des Druckkolbenventils 150 und dem Endabschnitt
148 des rohrförmi-en Druckkolbens 146 mit vermindertem Durchmesser. Es
- ist zu beachten, daß während des Einspritzhubes das Brennstoffeinlaßventil
116 auf seinen Ventilsitz 114 heruntergedrückt bleibt, wodurch der Durchgang
weiteren Brennstoffes in die Brennstoffpumpenkammer verhindert wird. Die zusätzliche
Kompression der Luft innerhalb der Kammer 164 infolge des Eintritts von Brennstofi.
dort hinein reicht nicht aus, um das Druckkolbenventil 150
in die offene Stellung
zu beaufschlagen, was auf den verhältnismäßig hohen Druck innerhalb der Druckkammer
58 des Kolbens 40 zurückzuführen ist.
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Wenn sich der Druck in dem Arbeitszylinder einem Maximum nähert, dann
nähert sich der Kolben 40 seiner oberen Endlage. Zu diesem Zeitpunkt ist die Luft
innerhalb der Druckkammer 58 des Kolbens 40 genügend zusammengedrückt, um
eine Temperatur von mehr als 512' C zu erreichen. Beim Eintritt dieser Bedingung
ist der Luftdruck innerhalb der Druckkammer 58 ausreichend, um das Ventil
78 entgegen der nach oben gerichteten Kraft der Feder 86
zu öffnen.
Dadurch wird die überhitzte komprimierte Luft in der Kammer 58 durch die
Durchgangswege 54 und den Ringraum 56 nach außen gepumpt und zieht daraufhin
Brennstoff durch die Brennstoffleitung 60 und den Brennstoffringraum
62 nach außen in die öffnung des Ventils 78 hinein. Es ist zu beachten,
daß das Ventil 78 durch einen verhältnismäßig geringeren Druck in der offenen
Stellung gehalten werden kann, als zum öffnen des Ventils 78 erforderlich
ist. Da die Luft innerhalb der Druckkammer 58
des Kolbens 40 bis zu einer
Temperatur erheblich oberhalb der Selbstzündtemperatur der Brennstoffmenge, die
- wie weiter unten beschrieben ist - seit dem vorangegangenen Explosionshub
innerhalb der Brennstoffkammer 52 gespeichert ist, erwärmt wird, entzündet
sich der Brennstoff in dem einschnürenden Abschnitt des Ventils 78 und gelangt
in dem entzündeten Zustand in den Arbeitszylinder. Die Luft und der Brennstoff werden
weiterhin durch das Ventil 78 in den Arbeitszylinder eingespritzt, bis die
Brennstoffmenge in der Brennstoffkammer 52 erschöpft ist und zwischen der
Druckkammer 58 in dem Kolben 40 und dem Druck innerhalb des Arbeitszylinders
ein Gleichgewicht hergestellt ist.
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Wenn sich der Kolben in der Expansionsphase seines Zyklus mit dem
zugehörigen Druckabfall bewegt, dann wird der Kolben 40 durch die Druckfeder 48
nach unten aedrückt. Das Ventil 78 wird ebenfalls durch die Feder
86 nach oben gedrückt. Bei der ersten Zunahme der Relativbewegung zwischen
dem Kolben 40 und dem Druckkolben 146 erzeugt der abgesenkte Druck innerhalb der
Kammer 52 einen Druckunterschied auf den entgegengesetzten Seiten des Druckkolbenventils
150. Daher bewirkt der Druck innerhalb der Kammer 164 infolge des Zusammendrückens
der darin befindlichen Luft während der vorangegangenen Aufwärtsbewegung des Kolbens
40 ein Öffnen des Druckkolbenventils 150,
wodurch eine neue abgemessene Brennstoffmenge
innerhalb der Brennstoffkammer 52 gespeichert wird. Es wird außerdem infolge
des Druckunterschiedes auf den entgegengesetzten Seiten des Druckkolbenventils
150 Luft auf die Druckkammer 58 übertragen, und zwar gemeinsam mit
der Brennstoffbeschickungsmenge.
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Wenn der Kolben 40 unter dem Druck der Feder 48 seine Abwärtsbewegung
fortsetzt, wird die in der Kammer 175 infoloe des Schließens der Lufteinlaßöffnungen
31 durch den ringförmigen Abschnitt 44 eingefangene Luft komprimiert, wodurch
sie die Ab-
wärtsbewegung des Kolbens 40 dämpft, um eine stoßfreie Rückkehr
des Kolbens 40 in seine anaezeiate Stellung zu ermöglichen. Die eingefangene Luft
ent-C c
weicht dann verhältnismäßig langsam infolge eines C
Durchleckens
um den Abschnitt 44 herum.
Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 40
wird der Brennstoffpumpenkolben 106 in seine angehobene Stellung gegen die
Schulter 99 auf der Schraube 98
nach oben gedrückt, und zwar durch
die Feder 130.
Bei einer Aufwärtsbewegung des Brennstofffpumpenkolbons
106 infolge der Beaufschlagung durch die Feder 130 wird das Brennstoffeinlaßventil
116 entgegen der Feder 118 nach unten gedrückt, was auf den Brennstoffdruck
innerhalb der Brennstoffleitung 112 zurückzuführen ist, der beispielsweise durch
eine Brennstoffpumpe (nicht gezeigt) aufrechterhalten wird. Wenn ein Druckgleichgewicht
zwischen dem Brennstoff in der Brennstoffleitung 112 und dem Hohlraum 122 erreicht
ist, dann wird das Brennstoffeinlaßventil 116 gegen seinen Ventilsitz 114
zurückgedreht und bereitet dadurch die Brennstoffeinspritz-und Zündvorrichtung
10 für ihren nächsten Arbeitsgang vor. Es ist zu beachten, daß die Stellung
der Regelschraube 98 mit Bezug auf das Ventilgehäuse 92 den Hub des
Brennstoffpumpenkolbens 106 bestimmt, der dadurch die Menge des bei jedem
Arbeitsgang der Brennstoffeinspritz- und Zündvorrichtung 10 in die Brennstoffvorkammer
52 eingespritzten Brennstoffes steuert.