DE971082C - Kolbenpumpe, insbesondere Einspritzpumpe fuer Brennstoff in Motoren - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 17S)

AUSGEGEBEN AM 4. DEZEMBER 1958

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 46c² GRUPPE 11502 INTERNAT. KLASSE F02f

P 7975 Ia/'46c²

La Precision Mecanique, Paris

Patentanmeldung bekanntgemaciit am 18. Juni 1953 Patenterteilung bekanntgemaciit am 20. November 1958

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Kolbenpumpen und betrifft insbesondere Brennstoffpumpen zur Einspritzung von Brennstoff in Verbrennungsmotoren, in der Hauptsache Vielzylindermotoren.

Bei Kolbenpumpen, insbesondere Brennstoffeinspritzungspumpen für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen mit einem einzigen Kolben, der gleichzeitig hin- und hergeht und sich dreht, um eine aufeinanderfolgende Speisung der verschiedenen Zylinder der Brennkraftmaschinen zu erreichen, ist es bekannt, in der Druckkammer der Pumpe ein einziges Auslaßventil anzuordnen.

Bei diesen Pumpen ist auch schon die Kombination eines Ausweichkolbens mit einstellbarem Hub einerseits und eines Auslaßventils andererseits vorgeschlagen worden.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, diese Kolbenpumpen zu verbessern. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß das Auslaßventil als Speisungsregler wirkt, dadurch, daß das Ventil um seine Achse verstellbar ist und in Längsrichtung mindestens einen Kanal umfaßt, der geeignet ist, die Flüssigkeit durch die Bohrung bei verschiedenen Anhebestellungen des Ventils durchzulassen. Dieser Kanal bzw. diese Kanäle arbeiten nach der Erfindung ferner an der Zylinderseite der Pumpe mit Steuerflächen an der Bohrung derart zusammen, daß die Größe des Einlaßqüerschnittes zum Kanal im

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Kompressionsraum und daher der Druckverlust im Kanal, abhängig von der Winkelstellung des Ventils, verändert werden.

Diese Lösung erweist sich wegen ihrer einfachen baulichen Ausführung als besonders vorteilhaft. Sie gestattet eine wirksame Regelung der zu den Zylindern des Motors fließenden Brennstoffmenge.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung näher veranschaulicht.

Fig. ι zeigt einen Längsschnitt durch eine Brennstoffpumpe unter Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 2 veranschaulicht einen Ausschnitt aus der in Fig. ι dargestellten Pumpe;

Fig. 3 und 4 sind schematische Querschnitte durch die Kolbenachse einer Pumpe nach der Erfindung in der Anordnung bei Motoren mit ungerader Zylinderzahl in zwei Ausführungsformen. Die in der Zeichnung dargestellte Pumpe weist gemäß der Erfindung ein einziges Regelorgan auf, das aus einem Ventil besteht, welches zwischen dem Kompressionsraum 1 und der Rückstaukammer 2 eingebaut ist. Dieses Ventil 3, das in einem Ventil^a5 sitz 4, der die beiden Kammern trennt, beweglich angeordnet ist, ist in Längsrichtung mit mindestens einem seitlichen Kanal 5 versehen, der es dem Brennstoff bei gewissen Stellungen erlaubt, längs der Ventilachse zu fließen, wobei diese Stellungen durch die hydrodynamischen Drücke oder durch die Trägheit bestimmt werden und wodurch sich die Regelwirkung ergibt.

Die Regelung bei der Anordnung nach der Erfindung erfolgt dadurch, daß mindestens einer der in Fig. 2 eingetragenen Höhenwerte Ji und d veränderlich gemacht wird, da diese in der Ruhestellung des Ventils unter dem Druck der Feder 6 die freie Höhe des Kanals 5 in der Kammer 1 und den Abstand zwischen dem Oberrand der Durchflußöffnung und dem Ventilsitz darstellen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, bei der zwei Kanäle 5 und 5 a vorgesehen sind, gestaltet man die Höhe dann beliebig veränderlich, indem man das Ventil 3 mittels eines Steuerhebels 7 drehbar gestaltet. Die unteren Enden der Kanäle 5 und 5 α arbeiten dabei zweckmäßig in einer schrägen Platte 8 zusammen, die die Einmündung des Ventilsitzes 4 in die Kompressionskammer darstellt. Diese schräge Platte 8 wird beispielsweise von einem Zwischenstück 9 gehalten, welches mit beliebigen geeigneten Mitteln, beispielsweise mit Hilfe einer Hülse 10, die durch eine Schraubbüchse 11 gehalten wird, befestigt ist.

Die Arbeitsweise der Anordnung nach der Erfindung ist folgende:

Bei der Anlaßstellung des Motors, die in Fig. 1 dargestellt ist, wird eine große Brennstoffmenge abgegeben, und der Kanal 50 ist an seinem unteren Ende durch die schräge Kante freigegeben, während andererseits der Kanal 5 nicht gleichzeitig in die Kammern 1 und 2 einmünden kann (da h in diesem Falle niedriger ist als d). Wenn die Pumpe und der Motor sehr langsam umlaufen, wird der gesamte von dem Kolben verdrängte Brennstoff durch den Kanal 5 gedruckt und das Ventil 3 leicht von seinem Sitz gehoben. Die Tiefe, mit der der Kanal 5 in die Kompressionskammer 1 hineinragt, ist so bemessen, daß die Motordrehzahl nicht höher werden kann als die normale Drehzahl, wobei die Brennstoffabgabe unterbrochen wird, sobald eine Überschreitung dieser Drehzahl droht. Dies erfolgt dadurch, daß sich das Ventil in seinen Sitz hineinpreßt und die Abgabe des Brennstoffes durch das danach erfolgende Wiederansaugen ausgeglichen oder abgedrosselt wird, wenn sich das Ventil wieder in die Rückstaukammer 2 hineinbewegt. Wenn der Motor angelassen ist, wird der Hebel 7 verdreht, um das Ventil 3 in die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung zu bringen. Hier erkennt man, daß die Beschleunigung trotz der höheren Drehzahl des Motors keine Nachteile mit sich bringt. Die Normaleinspritzung geht erst dann vor sich, wenn sich das Ventil um den Abstand d gehoben hat und die nicht näher bezeichneten kolbenanhebenden Mittel, z. B. Nocken, schon so weit überschritten sind, daß der Kolben mit einer geringeren Geschwindigkeit angehoben wird.

Eine Verbindungsleitung 12 von der Rückstaukammer zu dem Pumpenkörper leitet den Brennstoff in eine seitliche Aussparung 13, die je nach Zylinderzahl des Motors den Brennstoff mehreren Abflußleitungen zuleitet. Die Anzahl der Aussparungen

13 bzw. der Verteilerflächen richtet sich nach der Zylinderzahl des Motors und nach Anzahl der den Kolben betätigenden Nocken.

Die Mittel, die die Verteilung der Flüssigkeit bzw. des Brennstoffes in die Abflußleitungen 14 sicherstellen, können verschiedenster Art sein. Eine beispielsweise Bauart besteht in der dargestellten Weise darin, daß mindestens eine seitliche Ausnehmung 13 in dem Kolben mit zwei Bohrungen 15 und

14 zusammenwirkt. Diese Bohrungen führen zu Leitungen 12 und 17, welche dazu dienen, jede Leitung 16 mit der Rückstaukammer des Pumpenkolbens zu verbinden. Die Leitung 12 kann einzeln sein, ebenso wie die Bohrung 15, die mit einer ringförmigen Aussparung oder Nut 18 des Kolbens 19 zusammenwirkt.

In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist die Pumpe dazu bestimmt, zwei oder vier Abflußleitungen zu versorgen. Zu diesem Zwecke ist die Pumpe im Unterteil mit geeigneten Mitteln, beispielsweise zwei diametral gegenüberliegenden Rollen, versehen, deren Anordnung an sich nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört. Es wird dabei angenommen, daß der Kolben nur eine seitliche Aussparung 13 aufweist und sich einmal pro Motorumdrehung dreht. Im Falle eines Sechszylindermotors würde man entsprechend sechs Abflußleitungen sechs um jeweils 6o° versetzte Rollen vorzusehen haben.

Wenn die zu lösende Aufgabe darin besteht, einen Motor mit einer ungeraden Zylinderzahl (beispielsweise, i, 3, S usw.) mit Brennstoff zu versorgen, so würde man beispielsweise an dem Kolben, der sich in diesem Falle halb so schnell wie der Motor drehen müßte, zwei Verteileraussparungen

i3i und I3₂ (Fig. 3 und 4) vorsehen und außerdem entsprechende Betätigungsmittel, beispielsweise Rollen in einer Anzahl von zwei, sechs oder zehn diametral gegenüberliegend und um jeweils 120, 60 5 oder 36⁰ versetzt anordnen. Die Abflußleitungen zu den verschiedenen Zylindern wären sodann wie folgt anzuordnen:

1. entweder auf halbem Umfang verteilt, wobei sich die gleiche Aussparung 13^ oder I3₂ nach-

einander vor die Öffnungen der Leitungen 14, und zwar während der gleichen Motorumdrehung bewegen würde; dies ist in Fig. 3 dargestellt; oder

2. gleichmäßig um den ganzen Pumpenkörper verteilt, wobei sich die diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen i3j und i3₂ abwechselnd vor den Abflußöffnungen vorbeibewegen; diese Möglichkeit ist in Fig. 4 erfaßt.

Es ist zu erkennen, daß auch jede andere beliebige Anordnung getroffen werden kann, um die Aufgabe zu erfüllen.

Bei einem Motor mit zwei um 90⁰ versetzten Zylindern würden beispielsweise die Mittel zur Betätigung des Kolbens zwei um 45 ° versetzte Rollenpaare aufweisen. Die Pumpe müßte dann im Verhältnis zu der Motordrehzahl mit halber Geschwindigkeit umlaufen, und der Kolben würde zwei Aussparungen 1^₁ und I3₂ aufweisen.
Die Verteilung der Flüssigkeit oder des Brennstoffes im Inneren der Verdichtungskammer 1 des Kolbens 19 kann in jeder geeigneten Weise vorgenommen werden. Es ist beispielsweise möglich, entsprechend einer häufig benutzten Anordnung den Zufluß und den Ausstoß des Brennstoffes durch den Kolben selbst zu regeln. Dies erfolgt gegenüber mindestens einer öffnung 20, die mit einer Zuführungskammer 21 in Verbindung steht. In dem in Fig. ι dargestellten Beispiel sind die Steuerflächen und 23 des Kolbens gegenüber der Kolbenachse gerade und normal dargestellt. Diese können jedoch auch durch schräge Kanten am Kopf 19 begrenzt werden, der axial durch Drehung gegenüber der Kolbenstange verschieblich ist, so daß die genaue Dosierung und die zeitliche Verlegung des Einspritzbeginnes und des Einspritzendes vorgenommen werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Kolbenpumpe, insbesondere Brennstoffeinspritzpumpe für Mehrzylinder - Brennkraftmaschinen, mit einem einzigen Kolben, der gleichzeitig hin- und hergeht und sich dreht, um eine aufeinanderfolgende Speisung der verschiedenen Zylinder der Brennkraftmaschine zu erreichen, wobei an der Druckkammer der Pumpe ein einziges Auslaßventil angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (3) als Speisungsregler wirkt, dadurch, daß das Ventil im Winkel um seine Achse verstellbar ist und in Längsrichtung mindestens einen Kanal (5) umfaßt, der geeignet ist, die Flüssigkeit durch die Bohrung bei verschiedenen Anhebestellungen des Ventils durchzulassen, und der an der Zylinderseite der Pumpe mit Steuerflächen an der Bohrung derart zusammenarbeitet, daß die freie Höhe des Einlaß querschnitts zum Kanal (5) im Kompressionsraum (1) und daher der Druckverlust im Kanal mit der Winkelstellung des Ventils verändert werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 638752, 805580; USA.-Patentschrift Nr. 1868 161;
   Zeitschrift »Automotive Industries« vom 1. 4. 48, S. 46, 64, 66.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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