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Verfahren zum Regeln der Brennstoffbeschickung mehrzylindriger Brennkraftmaschinen
Bei normalen Einspritzbrennkraftmaschinen ist es bekannt, zwecks Regelung der Brennstoffmenge
den Arbeitsraum der Brennstoffpumpe durch ein Drosselventil mit einer Rückleitung,
z. B. zum Saugraum, zu verbinden.
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Es ist auch bekannt, bei mehrzylindrigenPumpen für luftlose Einspritzung
in Brennkraftmaschinen die einmalige Einstellung mit Hilfe des Drosselventils vorzunehmen
und die Regelung der Fördermenge im Betrieb durch Veränderung des Kolbenhubes zu
bewirken.
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Umgekehrt ist auch schon vorgeschlagen worden, die Fördermenge der
Pumpe im Betrieb mittels dieses Drosselventils zu regeln und das Einstellen der
Einzelpumpen einerseits sowie die gemeinsame Verstellung aller Einzelpumpen und
die Handbetätigung der Pumpe anderseits durch je eine weitere Vorrichtung zu bewirken,
wobei beide Vorrichtungen den Kolbenhub ändern.
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Bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung, welche einen kraftschlüssig
angetriebenen Pumpenkolben und einen federbelasteten Speicherkolben aufweist, ist
es ferner *bekannt, die Brennstoffmenge mittels einer in einen von der Maschinendrehzahl
abAängigen Druckmittelstrom eingeschalteten Drossel zu regeln, deren gegebenenfalls
noch durch den Überströmbrennstoff der Einspritzpumpe gesteigerte Staudruck mittels
eines federbelasteten Kolbens das Brennstoffverstellglied steuert.
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Bei dieser letzteren Bauart kann übrigens der Staudruck und damit
die vom Regler aufrechterhaltene Drehzahl durch eine mit Gewinde versehene
Reglernadel
mit Hilfe eines Hebels eingestellt bzw. geändert werden.
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Im Gegensatz zu diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Regeln der Brennstoffbeschickung mehrzylindriger
Brennkraftmaschinen jener Bauart, bei der die einzelnen Zylinder über ein nöckengesteuertes
Ventil mit je einer Vorkammer in Verbindung stehen, in welcher während eines Teiles
des Verdichtungshubes Brennstöffl.uft-Gemiscli aus dem Arbeitsraum des Zylinders
gespeichert, von einem ununterbrochen einströmenden Brennstoffstrahl angereichert
und beim nächstfolgenden Lüften des Ventils, d. h. beim nächstfolgenden Saughub,
in den Zylinderraum eingeblasen wird, wo dieses angereicherte Gemisch mit der in
diesen Zylinder einströmenden, Luft das normale Arbeitsgemisch bildet. Die ununterbrochene
Brennstoffzufuhr zu den Einspritzdüsen der einzelnen Vorkammern erfolgt dabei über
ein gemeinsames Verteilungsrohr durch eine mit gleichbleibender Leistung arbeitende,
kraftschlüssig angetriebene Pumpe, deren Druckseite zwecks Regelung des Staudruckes
in der Förderleitung in an sich bekannter Weise durch eine ventilgesteuerte Rückleitung
mit dem Brennstoffbehälter verbunden ist.
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Erfindungsgemäß wird die Rückleitung zum Brennstoffbehälter über eine
willkürlich einstellbare Nadeldrossel und ein dieser nachgeschaltetes Entlastungsventil
geführt, das von einer einstellbaren Feder belastet ist.
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:Mittels der Nadeldrossel, die in an sich bekannter Weise mit einem
Gewinde und einem durch ein beliebiges Schaltgestänge verstellbaren Hebel versehen
ist, kann die Brennstoffrückleitung willkürlich abgedrosselt werden, um den Förderdruck
in der Leitung zu den Einspritzdüsen nach Bedarf zu steigern.
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Das erfindungsgemäß der Nadeldrossel nachgeschaltete Entlastungsventil
öffnet sich selbsttätig, sobald der Staudruck in der Brennstoffrückleitung die Ventilfedervorspannung
überwindet. Auf diese Weise gleicht das Entlastungsventil den in den Vorkammern
der Zylinder herrschenden Druck während eines Arbeitsspiels aus, so daß dieser Druck
konstant bleibt.
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Die Vorspannung der Entlastungsventilfeder kann durch ferngesteuerte
Schaltmittel zusätzlich erhöht werden, um eine ,weitere Anreicherung des Gemisches
in den> Vorkammern zu gestatten.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung
eines in der Zeichiiuiig dargestellten Ausführungsbeispiels.
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Fig. i ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Speisevorrichtung;
Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Speisevorrichtung
und eines Zylinderhauptes einer damit gespeisten Kraftmaschine; F ig. 3 ist ein
Schnitt in größerem Maßstab durch das Entlastungsventil; Fig. 3a ist eine Draufsicht.
des Entlastungsventils; Fig. 4 ist ein Schnitt in größerem Maßstab des zur Einstellung
dienenden Stiftventils und seines Sitzes; Fig. 5 ist ein Schnitt in größerem Maßstab
einer Einspritzdüse.
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Iti Fig. i bezeichnet jeweils i den Kraftstoffvorratsbehälter, 2 die
Saugleitung einer Einspritzpumpe 3 mit konstanter Fördermenge, und 4 die Förderleitung
dieser Pumpe. 5 ist das Verteilungsrohr, das mit den in die Vorkammern io, 11, 12,
13 der Zylinder 14, 1.5, 16, 17 mündenden Spritzdüsen 6, 7, 8, 9 verbunden ist.
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Von der Förderleitung 4 geht eine "Zweigleitung 18 ab, die in ein
Gefäß i 9 mündet. In diesem befindet sich der Sitz 20 eines zur Einstellung
dienenden Stiftveniils 21, (las mit einem Gewinde 22 in einen fest stehenden Halter
23 eingeschraubt ist. Ein Kurbelarm 24, der zum Drehen des Stiftventils 21 dient;
ist mit einem Kugelkopf 25 versehen, durch den er mit einem Steuergestänge beliebiger
Art verbunden werden kann. Das Gefäß i9 steht über dem Sitz 2o durch eine Leitung
26 mit einem Gefäß 27 in Verbindung. In diesem befindet sich ein Sitz 28, auf den
sich das in einer Führung 30 gleitende Entlastungsventil 29 legt. Letzteres wird
von einer Feder 31 belastet, deren Druck mit Hilfe eines Tellers 32 eingestellt
werden kann, gegen den sich eine Einstellmutter 33 legt. Durch diese Mutter tritt
ein Stift 34, der in einer Führung 35 gleiten kann. 36 ist eine Rückleitung, die
den oberen Teil des Gefäßes 27 mit dem Behälter i verbindet.
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Die Vorkammern io bis 13 stehen mit den Zylindern 14 bis 17 durch
Öffnungen in Verbindung, die von Ventile" 37 gesteuert werden.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Kolben- oder ähnliche
Purnpe 3, die von der Kraftmaschine angetrieben wird, verdrängt in ununterbrochener
Weise den Kraftstoff durch die Leitung 4 und das `'erteilungsrolir 5 in die Spritzdüsen
6 bis 9. Die Fördermenge der Pumpe im Verhältnis zur Drehzahl der Kraftmaschine
ändert sich je nach Lage des Stiftventils 21.
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Die Spritzdüsen 6 bis 9 zerstäuben den Kraftstoff in ununterbrochener
@N,'eise in den Vorkammern io bis 13, die an die Zylinder 14 bis 17 angeschlossen
sind, wobei die Verbindung mit den Zylindern durch die von einer Nockenwelle betätigten
Ventile 37 hergestellt wird.
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Diese Ventile werden für jedes Arbeitsspiel einmal geöffnet und geschlossen.
Sie lassen das normale Gemisch in die Vorkammern io bis 13 eintreten, wo es durch
den aus den Spritzdüsen 6 bis 9 austretenden Kraftstoffstrahl angereichert wird,
wonach die Ventile sich ein zweites Mal öffnen um das angereicherte Gemisch in die
Zylinder 14 bis 17 einzublasen.
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Der in den Vorkammern io bis 13 herrschende Druck ist in der Schließlage
der Ventile 37 konstant. Er fällt rasch beim Öffnen ab infolge des Einblasens des
angereicherten Gemisches in den Zylinder und steigt dann infolge der Verdichtung
in den Zylindern bis zum Schließen der Ventile wieder an.
Bezeichnet
inan finit p den mittleren Druck je Quadratzentimeter in den Vorkammern während
eines Arbeitsspiels, so muß der von der Feder 3i auf das Ventil 29 ausgeübte Druck
derart eingestellt sein, claß dieses Ventil sich selbsttätig üf£tiet, sobald der
in der 1"eitung 26 und im Gefäß 27 herrschende Druck die Höhe p kg/cm2 erreicht.
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Der nicht in die Vorkammern eingespritzte Kraftstoff kehrt somit durch
das Ventil2r und dessen Sitz, sodann durch das Ventil29 in den I@eliälter i zurück.
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L>as Entlastungsventil 29, für das der Öffnungsdruck durch die Feder
31 eingestellt werden kann, gleicht den Gegendruck in den Vorkammern io bis
13 während eines Arbeitsspiels aus. Das Gemisch kann durch Erhöhung der Vorspannung
der Feder 3 t mit I lilfe eines auf sie über die Stifte 35 ausgeübten zusätzliclen
Drucks weiter angereichert werden.
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1?s wird lxispielsweise mit s der Durchgangs-<luersclitiitt einer
Spritzdüse bezeichnet, mit j der Durchgangsquerschnitt des Stiftventils für eine
bestimmte l?instellage, mit fit die Zahl der Kraftniaschinenzylinder. Auf der Seite
der Zylinder ber. " dann der gesamte Durchgangsquerschnitt t ii-t = ns.
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Da die Durchgangsquerschnitte aller Spritzdüsen einerseits und des
Stiftventils anderseits unter Druck von der Putnpe mit dein gleichen Gegendruck
p beaufschlagt werden, liegt auf der Hand, claß die Fördermengen sich wie die Durchgangsquerschnitte
verhalten.
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Bezeichnet man mit q1 die Fördermenge an den Spritzdüsen und mit q2
die Fördermenge am Stiftventil, so ergibt sich
wobei q, + q2 = Q
= Gesanitfördernienge der Pumpe.
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Mit diesen Angaben ist es möglich, die Größe der Durchgangsquerschnitte
des Kraftstoffes zu bestimmen, vorausgesetzt claß die Fördermenge der Pumpe bekannt
ist.
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Diese Pumpe ist natürlich groß genug, um die Brennstoffbeschickung
der Brennkraftmaschine bei allen Betriebsverhältnissen in ausreichender Menge zu
gewährleisten.
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Die bei jedem Saughub eingelassene Verbrennungsluft ist mengenmäßig
der gleichzeitig aus der Vorkammer einblasenden angereicherten Ladung verhältnisgleich,
um bei jedem Arbeitsspiel stets das günstigste Gesamtgemisch zu ergeben.
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In den Fig. 2 bis 5, die eine bauliche Ausführung der Vorrichtung
darstellen, bezeichnen die gleichen Bezugsziffern auch die gleichen Teile.
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Ein bei 39 angelenkter Hebel 38 übt auf den Stift 35 einen
Druck aus. Dieser Hebel wird an seinem Ende von einer Rückzugsfeder 4o und von einem
Zuggestänge 41 beeinflußt. Die Anreicherung des Gemisches wird durch das gegen seinen
Sitz gedrückte Ventil 29 bewirkt, weil" dadurch der Verdrängungsdruck an den Spritzdüsen
erhöht wird. Der Sitz 28 des Entlastungsventils besteht in vorteilhafter "'eise
aus Gummi (Fig. 3), und das Ventil selbst erhält vorzugsweise die aus den Fig. 3
und 3 a ersichtliche Gestalt.
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Die Ventile 37 werden von einer Steuerwelle 42 betätigt, welche auf
die Ventilschäfte 43 einwirkt. 1us Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Durchgangsquerschnitt
des Kraftstoffes am Stiftventi12i die Fläche des Kegelstumpfes mit den Erzeugungslinien
AB-A'B' ist.
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F ig. 5 zeigt in sehr großem Maßstab das Ende einer Spritzdüse 46.
Der Durchgangsquerschnitt des Kraftstoffes ist hier durch die Fläche des Kreises
mit dem Durchmesser d gebildet.