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Brennstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen. Die
Erfindung bezieht sich auf solche Einspritzverbrennungskraftmaschinen, bei denen
der Brennstoff unmittelbar durch die Brennstoffpumpe in den Zylinder oder einen
Nebenraum des Zylinders eingespritzt wird. Bei derartigen Maschinen zeigt sich häufig
der Übelstand, daß Brennstoff ungewollt aus der Düse austritt, insbesondere daß
die Düse nachtröpfelt. Dieses den normalen Betriel-, störende Nachtröpfeln der Düse
hat verschiedene Ursachen. Einmal ist es bedingt durch den stark wechselnden Druck,
dem der Brennstoff in der Düse bzw. in der Druckleitung ausgesetzt ist, die durch
die Düsenmündung mit dem Zylinderinnern in Verbindung steht. Eine andere Ursache
liegt darin, daß der in der Druckleitung stehende Brennstoff in der Zeit zwischen
zwei Einspritzungen eine Erwärmung und damit eine Raumausdehnung erfährt. Schließlich
kommt noch als Ursache der Umstand hinzu, daß die Brennstoffsäule in der Druckleitung
am Ende der Einspritzung noch unter Überdruck gegenüber dem Zylinderinnern steht
und der Brennstoff erheblich zusammendrückbar ist; die mit einer gespannten Feder
vergleichbare Brennstoffsäule sucht also nach Vollendung des Pumpendruckhubes ihre
Spannung auszugleichen, und dieser Ausgleich erfolgt in Gestalt von Nachspritzen
oder Nachtröpfeln durch die Düse.
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Um das schädliche Nachspeisen zu verhindern, hat man bereits vorgeschlagen,
den starken Einspritzdruck in dem Augenblick, wenn die Speisung der für den Kolbenhub
berechneten Brennstoffmenge vollzogen ist, dadurch zu vermindern, daß ein besonderer
Kolben neben dem Pumpenkolben verwendet wird, von denen letzterer den Brennstoff
in die zum Arbeitszylinder führende Leitung hineinführt, während der erstere das
eigentliche Einpressen bewirkt; dabei ist zwischen diesem Kolben und dem Arbeitszylinder
kein Ventil eingeschaltet, so daß der Kolben beim Rückwärtsgang zurücksaugend auf
die Brennstoffflüssigkeit wirkt und: dadurch die Brennstoffzufuhr unterbricht. Eine
gleiche Wirkung hat man auch schon bei Brennstoffeinspritzvorrichtungen, bei denen
die Brennstoffpumpe durch einen kurzen Kanal mit der Düse in Verbindung steht, dadurch
zu erreichen versucht, daß das Druckventil der Pumpe nach der Düse hin mit einem
kleinen eingeschliffenen Kolbenstück versehen ist, das bei der Rückwärtsbewegung
des Pumpenkolbens eine seinem Volumen entsprechende .Brennstoffmenge zurücksaugt.
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Die Erfindung bezweckt, das geschilderte Nachtröpfeln der Düse auf
möglichst einfache und vollkommene Weise zu vermeiden, und erreicht diesen Zweck
im wesentlichen dadurch, daß das Druckventil der Brennstoffpumpe an das Ende der
Druckleitung, d. h. in die Düse selbst oder in deren unmittelbare Nähe, verlegt
ist und das einzige Rückschlagventil in dieser Leitung bildet, und daß ferner unmittelbar
nach beendigter Brennstofförderung die zwischen dem Saugventil und dem Druckventil
befindliche Brennstoffsäule durch Druckausgleich nach der Pumpe hin plötzlich entspannt
wird. Dies wird zweckmäßig dadurch erzielt, daß der Steuernocken der
Brennstoffpumpe
hinter seinem höchsten, den Druckhub der Pumpe beendigenden Punkt plötzlich scharf
abfällt, und daß der Pumpenstempel - an Stelle der Steuerrolle - mittels eines schneidenaitigen,
sichelförmigen Daumens an dem Steuernocken anliegt.
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Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Abb. i in einer
Ausführungs, form in einem Längsschnitt durch die in Betracht kommenden Teile einer
Verbrennungskraftmaschine schematisch veranschaulicht, während Abb. 2 eine Einzelheit
in etwas abgeänderter Ausführung zeigt.
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Die Brennstoffpumpe A, die durch die Steuerscheibe B angetrieben wird,
steht durch die Druckleitung C mit der Düse D in Verbindung, in der ein Rückschlagventil
E angeordnet ist. Dieses Ventil bildet das Druckventil der Brennstoffpumpe, die
selbst kein besonderes Druckventil, sondern nur ein Saugventil & enthält. Der
Pumpenstempel a2 mit Steuerrolle a3 wird durch eine Feder a4 in kraftschlüssiger
Verbindung mit der Steuerscheibe B gehalten. Der Steuernokken b1 ist so geformt,
daß er hinter seinem höchsten, den Druckhub beendigenden Teil scharf abfällt und
dadurch den Saughub der Pumpe augenblicklich nach Beendigung des Druckhubes mit
großer Geschwindigkeit einleitet, und daß der Saughub sich bis zum Beginn des nächsten
Druckhubes erstreckt. Um die Geschwindigkeit des Pumpenstempels beim Beginn des
Saughubes noch zu steigern und den Übergang vom Druckhube zum Sauhube möglichst
plötzlich stattfinden zu lassen, empfiehlt es sich, den Pumpenstempel an Stelle
der Steuerrolle mit einem schneidenartigen, sichelförmigen Daumen as zu versehen,
wie in Abb. 2 veranschaulicht ist.
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Die beschriebene Anordnung hat die Wirkung, daß ein Nachtröpfeln von
Brennstoff aus der Düse vollständig vermieden wird. Angenommen, der Druckhub der
Pumpe sei eben vollendet, dann steht die Brennstoffsäule in der Druckleitung unter
Überdruck, und im Zylinder herrscht hoher Gegendruck. Da nun augenblicklich nach
Beendigung des Druckhubes infolge plötzlichen Abgleitens der Steuerrolle a3 oder
des Daumens a5 vom höchsten Punkt des Steuernockens b1 der Saughub der Pumpe mit
großer Geschwindigkeit beginnt, so gibt der Pumpenstempel mehr Raum frei, als die
Brennstoffsäule zu ihrer Entspannung nötig hat; der Druck des gesamten, zwischen
Düse und Pumpe befindlichen Brennstoffes gleicht sich also nach dem Pumpenraum hin
aus, und ein Nachspritzen von Brennstoff wird vermieden. Der Brenn-Stoff entspannt
sich bis unter Atmosphärendruck, da erst dann das Saugventil der Pumpe öffnet; größerer
Unterdruck entsteht aber auch im Zylinder nicht, und daher kann auch weiterhin kein
Auströpfeln aus der Düse - infolge Überdrucks des Brennstoffes gegenüber dem Druck
im Zylinder - stattfinden. Da sich der Saughub, nachdem er mit großer Geschwindigkeit
begonnen hat, in seinem weiteren Verlauf bis zum nächsten Druckhube hinzieht, so
kann sich auch die Ausdehnung des Brennstoffes infolge der Erwärmung, der er in
der Zeit zwischen zwei Einspritzungen, namentlich in der Nähe der heißen Düse, ausgesetzt
ist, nach dem Pumpenraum hin ausgleichen. Da ferner das Druckventil in der Düse
selbst liegt, so ist auch die Brennstoffsäule den Einwirkungen des Zylinderdruckes
entzogen, und ein Nachtröpfeln des Brennstoffes aus dieser Ursache ist also ebenfalls
ausgeschlossen.
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Das Entspannen der Brennstoffsäule unmittelbar nach beendigtem Druckhube
könnte auch anstatt durch rasches Zurückziehen des Pumpenkolbens auf andere Weise,
z. B. durch Öffnen des Saugventils oder eines Überströmventils bewirkt werden.