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Brennstoff-Einspritzvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung
für unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren, die mit Betriebsdüsen und auf einen
niedrigen Einspritzdruck abgestimmte Anfahrdüsen ausgerüstet sind, welche durch
eine beiden Düsen gemeinsame Pumpa gespeist werden.
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Unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren haben einen großen Arbeitsdrehzahlbereich.
Derselbe fängt bei Null an und endet bei der für den Motor bestimmten Höchstdrehzahl.
Infolge der beim Anfahren von der kleinen Motordrehzahl abhängigen geringen Geschwindigkeit
des Brennstoffpumpenkolbens und durch den dadurch bedingten langsamen Druckanstieg
im Pumpenraum der Brennstoffpumpe benutzt man zum Anfahren besondere Anfahrdüsen,
die in dem beim Anfahren vorhandenen niederen Drehzahlbereich eine gute Zerstäubung
des einzuspritzenden Brennstoffes gewährleisten. Die Anfahrdüsen sind dabei in der
Regel auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmt als die Betriebsdüsen. Von
einer bestimmten Drehzahl ab wird dann der Brennstoff durch die Betriebsdüsen eingespritzt,
während die Brennstoffmenge der Anfahrdüsen auf ein kleines Maß herabgesetzt wird.
Man läßt nämlich, um ein Verstopfen zu vermeiden, die Anfahrdüsen auch während des
Einspritzens durch die Betriebsdüsen in Tätigkeit. Durch die Verwendung von zwei
Düsenarten ergibt sich die Notwendigkeit zweier Brennstoffpumpen mit den dazugehörigen
Zündpunktverstellungen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Brennstoffeinspritzvorrichtung
für unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren zu vereinfachen. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Leitungen beider Düsen an den gemeinsamen Pumpendruckraum angeschlossen
sind, wobei die zu der gering belasteten Düse führende Leitung nach einem bestimmten
regelbaren Teil des Druckhubes vom Pumpenraum abgesperrt wird,
wonach
die Förderung durch die höher belastete Düse in einer auf irgendeine bekannte Art
(Überströmregelung, Pumpenhubregelung usw.) bemessenen Menge erfolgt.
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Es ist zwar eine Einspritzvorrichtung bekannt, bei der eine Hilfsdüse
und eine Betriebsdüse von einer Brennstoffpumpe gespeist werden. Bei dieser Einspritzvorrichtung
ist jedoch ein Umschaltventil in eine von der Brennstoffpumpeherkommende Hauptdruckleitung
eingeschaltet, welches den Brennstoff wechselweise durch besondere Druckleitungen
zu den einzelnen Düsen leitet. Eine solche Einspritzvorrichtung läßt sich für einen
unter Last anlaufenden Fahrzeugdieselmotor deshalb nicht verwenden, weil sich die
einzelnen Einspritzvorgänge nicht unabhängig voneinander beeinflussen lassen. Auch
bei den bekannten Brennstoffpumpen mit Ausweicherkolben, bei denen zwei Kanäle,
die zu zwei verschiedenen Düsen führen, nacheinander aufgesteuert werden, ist eine
unabhängige Beeinflussung der einzelnen Einspritzvorgänge nicht möglich.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
schematisch dargestellt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung für den direkt antreibenden
Fahrzeugdieselmotor i besteht aus der Brennstoffpumpe 2, der Anfahrdüse 3 und der
Betriebsdüse 4. Ein von dem Fahrzeugdieselmotor i angetriebener Nocken 5 betätigt
den Pumpenkolben 6, der mit Hilfe einer Zahnstange 7, welche in eine Verzahnung
8 des Pumpenkolbens 6 eingreift, verdreht werden kann. Über dem Pumpenkolben 6 befindet
sich der Pumpenraum 9, der über ein mit einer Feder io belastetes Saugventil ii
und eine Leitung 12 mit dem nicht dargestellten Brennstoffvorratsbehälter inVerbindung
steht. Die Anfahrdüse3, die auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmt ist
als die Betriebsdüse 4, und diese, sind beide für sich an den Pumpenraum 9 der Brennstoffpumpe
2 angeschlossen. Während die Betriebsdüse 4 über die Druckleitung 13 und das durch
eine Feder 24 belastete Druckventil 14 an den Pumpenraum 9 angeschlossen ist, ist
die Anfahrdüse 3 über eine Leitung 15, das durch eine Feder 25 belastete Druckventil
16, die Bohrung 17 der Führungsbüchse 18 des Pumpenkolbens 6 und eine Bohrung i9
in letzterem an der Pumpenraum 9 angeschlossen. Die Brennstoffpumpe 2 ist mit einer
für jede Düsenart besonderen Steuerung für die Einspritzdauer versehen. Für die
Anfahrdüse 3 dient dazu eine im verdrehbaren Pumpenkolben 6 zwischen den Bohrungen
17 und i9 angeordnete Aussparung 20 mit einer schräg verlaufenden Steuerkante 21.
Die Einspritzdauer der direkt an den Pumpenraum 9 angeschlossenen Betriebsdüse 4
wird durch ein an den Pumpenraum 9 angeschlossenes, durch eine Feder 22 belastetes
Ventil 23 gesteuert. Es ist natürlich auch möglich, daß die Einspritzdauer der Betriebsdüse
4 durch einen im Pumpenkolben 6 angeordneten verdrehbaren Schieber gesteuert wird,
der über eine Aussparung mit schräger Begrenzungskante mit einer im Pumpenkolben
6 vorgesehenen Überströmbohrung, die mit einer nach außen führenden Abflußleitung
in Verbindung steht, zusammenarbeitet. Der Nocken 5 ist in seinem ersten Teil als
Betriebs-, hocken und in seinem zweiten Teil als Anfahrhocken ausgebildet. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ist zum Anfahren und zum Betrieb je eine Düse
benutzt worden. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, daß zum Anfahren und zum
Betrieb je mehrere Düsen benutzt werden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Direkt antreibende Dieselmotoren werden
in der Regel mit Hilfe von Druckluft aus dem Ruhezustand in Bewegung gebracht. Schon
bei der ersten Umdrehung des Dieselmotors wirdBrennstoff eingespritzt. Dies geschieht
durch den vom Nocken 5 angetriebenen Pumpenkolben 6, der den Brennstoff durch die
Bohrung ig, die Aussparung 2o, die Bohrung 17 über das Druckventil 16, die Druckleitung
15 und die Anfahrdüse 3 in den Brennraum des Dieselmotors i einsRritzt. Da beim
Anfahren eine ziemlich große Brennstoffmenge eingespritzt werden muß, steht der
Bohrung 17 die größte Weite der Aussparung 2o gegenüber. Die Einspritzung durch
die Anfahrdüse 3 wird beendet, sobald die Steuerkante 21 die Bohrung 17 überdeckt
hat. Bei Einstellung der vollen Anfahrbrennstoffmenge wird die ganze Kurve des Nockens
5 benützt. Durch die Zuführung von Brennstoff erfährt der Dieselmotor i eine zusätzliche
Beschleunigung, so daß dessen Drehzahl steigt. Mit steigender Drehzahl wird die
Anfahrbrennstoffmenge verringert. Dies geschieht durch Verdrehen des Pumpenkolbens
6 mit Hilfe der Zahnstange 7 in der Weise, daß der Bohrung 17 eine immer kleiner
werdende Weite der Aussparung 20 gegenüberzustehen kommt. Von dem Augenblick an,
in dem der Dieselmotor i eine solche Drehzahl erreicht hat, daß die Brennstoffzufuhr
durch die Betriebsdüse 4 beginnen kann, wird die Brennstoffzufuhr durch die Anfahrdüse
3 so stark verringert, daß nur noch eine ganz geringe Menge Brennstoff durch diese
eingespritzt wird, die ein Verstopfen derselben verhindert. Da nun ein Entweichen
des Brennstoffes durch die auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmte Anfahrdüse
3 praktisch nicht mehr möglich ist, öffnet durch den weiteren Druckanstieg im Pumpenraum
9 die Betriebsdüse 4. Derselben wird der Brennstoff durch die Druckleitung 13 zugeführt.
Es wird nunmehr nur noch der erste Teil der Kurve des Nockens 5 benutzt. Die Einspritzung
durch die Betriebsdüse 4 wird durch Aufsteuern des Ventils 23 beendet. Die maximale,
durch die Betriebsdüseq.
eingespritzte Brennstoffmenge endet da,
wo beim Nocken 5 die Anfahrkurve anfängt.
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Es ist natürlich auch möglich, daß sich die Einspritzungen durch die
Anfahr- und die Betriebsdüse überschneiden, d. h. die Einspritzung durch die Betriebsdüse
q. beginnt- schon, wenn die Einspritzung durch die Anfahrdüse 3 noch nicht beendet
ist. Durch die Möglichkeit der unabhängigen Beeinflussung der beiden Einspritzvorgänge
könnte man bei höheren Drehzahlen die Anfahrdüse 3 zum Teil in Betrieb halten. Es
werden sich dann durch den von der höheren Drehzahl des Dieselmotors i abhängigen
schnelleren Druckanstieg im Pumpenraum beide Düsen nacheinander öffnen, weil der
Brennstoff nicht allein in der kurzen Zeit durch die Anfahrdüse 3 entweichen kann.
Hierfür ist jedoch zubeachten, daß die Einspritzung durch die Anfahrdüse 3 nicht
nach dem Ende der Einspritzung durch die Betriebsdüse q. beendet wird, weil sonst
eine schädliche, durch die Anfahrdüse 3 eintretende Entlastung der Druckleitung
15 in den Brennraum der Brennkraftmaschine i stattfindet. Durch die Überschneidung
der einzelnen Einspritzvorgänge würde sich auch eine besondere Zündpunktverstellung
für die Betriebsdüse q. erübrigen, weil das Einsetzen der Einspritzung durch die
Betriebsdüse ¢ in veränderlichem Maße von derEinstellung derAnfahrbrennstoffmengensteuerung
abhängig ist. Zur Vereinfachung der Bedienung ist es zweckmäßig, die Brennstoffzufuhr
durch die Anfahrdüse 3 durch einen Regler zu betätigen, der an der Zahnstange 7
angreift und vom Dieselmotor i angetrieben wird.
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Durch die neue Erfindung ist es möglich, die Brennstoffzufuhr zu einem
direkt antreibenden Dieselmotor durch einfachere Mittel als bisher durchzuführen.