Verfahren zur luftlosen Brennstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen. Die Erfindung betTifft ein Verfahren zur luftlosen Brennsitoffainspritzung bei Brenn- kraftma.seliinen durch mindestens eine Ein spritzdüse, deren Verbindung mit cler zuge hörigen Einspritzleitung von einem Ventil beherrscht ist, das sieh unter dem Druck des Brennsto,
ffes in dieoer Einspritzleitung en-t- gegen einer Seliliesskraft öffnet.
Solche Ventile verhindern bekanntlich die Einspritzung, solange der Brennstoff in der EinSpTitZleitUng nichtden, durch die, Ventil- scUliesskraft bestimmten Druck erreicht hat, bei dem eine genügende Reichweite des Brenn toffstrahlis und eine gute Zerstäubung ,des Brennstoffes im Verbrennungsraum der Breinnkraftma,schine sichergestellt sind.
Bei beka,nnten Ventilen,dieser Art ist der Brenn- stoffdruck in der Einspritzleitung, bei dem sich das Ventil schliesst, um einenbestimmten Bruchteil geringer, als der Druck, bei dem es sich öffnet.
Falls keine besonderen Vorkehrungen zur Druchenkung in der EinsprItzleitung oder zum vorzeitigen Schliessen des Ventils getrof- fen sind, wird nach Unterbrechung der Brennstoff-Förderung in die, Eüisspritzlei- tung, noch eine<U>Brenn</U> toffmenge. durch die Diise eingespritzt,
die der Volumenzunalime des Einspritzleitungsinlialtes bei seiner Ent- spannung auf den Schliessdruck des Ventils entspricht.
Die bei einer Einspritzung durch die Düse in den Verbrennungsraum einge führte Brennstoffmen-j-ge ist deshalb miude- stens gleich der Volumenzunahme des Ein- spritzleitungsinhaltes bei -einer Entspannung vom Ventilöffnungs- auf den Ventilschliess,- druck. Bei gegebenen Ventilabmessungen steht -das Verhältpis, dieser beiden Drücke fest, so -da,8 -kleinste Brennstoffmengen.
nux bei kleinen Ventilschliesskräften eingespritzt werden können.
Anderseits ist es, für den wirtschaftlichen Betrieb der Brennkraftmaschine erwünscht, den Brennstoff innert kurzer Zeit und somit unter hohem Druck einzuspritzen. Der Brenihgtoffdru,ek vor der Düse steigt zweck mässig während der Eiuspritzung. Da die Einspritzung vom Augenblick an, wo & 2*e Förderung in die Einspritzleitung unterbro chen wird.
bis zum Erreichen des Ventil- schliessdruches unter fallendem Drucke er- folo-t. ist zur Abkürzung dieser Phase der Einspritzung eine hohe Ventilschliesskraft erwünseht.
Es ist vielfach empfohlen worden. vor der Haupteinspritzung des Brennstoffes eine hleine Brennstoffmenge voreinzuspritzen, da hierdureh die Verbrennung in der Brenn- kraftmaschine ohne schädliche Steigerung des Verbrennungsdr-Lickes eingeleitet werden kann.
Das Verfahren gemäss der Erfindung be steht darin. dass zuerst eine Voreinspritzung Yon Brennstoff bewirkt wird, dass dann die auf das Ventil der EinspritzdÜse wirkende Schliesskraft erhöht und hierauf die Haupt- Bwennstoffeinspritzung bewirkt wird. Zur Erhöhun- der Schliesskraft wird zweckmässig ,ein Flüssigkeitsdruck und vorzugsweise der in der Einspritzpump,- erzeugte Brennstoff druck verwendet.
In der 7,eiahiiun-- ist eine Einspritzein- t' richtun- dargestellt, anhand welcher im fol- n Crenden das erfindungsgemass-e Verfahren bei- spielswei.se beschrieben wird. Diese Einspritz einrichtung umfasst eine Kolbenpumpe mit einer Einspritzdüse. die beide im Schnitt dargestellt sind.
Der Punipenkolben <B>1,</B> der ini Pumpen- gehäus#e <B>29</B> dicht eingeschliffen ist, wird beim Einwärtshub vom Nocken<B>3</B> und beim Aus- #värtshub von der Feder 4 bewegt. Die Welle<B>5</B> des Nockens<B>3</B> wird von der Brenn- kraftmaselline in nicht gezeiehneter Weise angetrieben.
Der Pumpenkolben<B>1.</B> ist mit einem Kreuz<B>6</B> versehen, dessen Arme in Nuten<B>7</B> des Zahnkolbens<B>8</B> eingreifen und kann deshalb mit Hilfe des letzteren und einer Zahnstaiige <B>9</B> unbesehadet. --einer Hub bewegung um seine Achse verdreht werden.
Im Ptimpen--ehäusc -2 ist der Saugraum <B>10</B> angeordnet und durch eine Leitung<B>11</B> mit einem nicht dargestellten Brennstoffbehälter in Verbindunc. Ein Kanal<B>19.</B> führt in sol- eher Höhe vom Saugraum lüh in die Zylin derbohrung des Pumpengehäuses 2, dass er vom Pumpenkelben <B>1</B> beim Beginn des Druekhubes mittels der zur KolbenoAhse senkrechten Stirnkante <B>13</B> geschlossen wird.
Ausserdem ist die Zylinderbohrung mit dem Saugraum<B>10</B> durch eine Drosselbohrung 14 verbunden, die in gleicher Höhe wie die Be lastungsleitung<B>15</B> einmündet. Der Pumpen kolben<B>1</B> ist mit zwei zur Kolbenachswe senk rechten Hohlkehlen<B>16</B> und<B>17</B> und einer Ausnehinung <B>18</B> versehen, die Steuerkanten <B>19,</B> 20, 21 und 2:2 bilden, welche beim Ein- wärtshub nacheinander die Mündungen der Leitung<B>15</B> und der Bohrung 14 schliessen, <B>k3</B> öffnen, wieder schliessen und "Nieder öffnen.
Die 1\'ehlen <B>1,6</B> und<B>17</B> sind durch die Längs nute<B>9,3</B> mit dem Pumpenarbeitsraum 24 in Verbindung. Ihre Kanten<B>19,</B> 20 und 21 lau fen senkrecht zur Kolbenachse. Die Kante 22 hingegen ist auf demjenigen Teil des Kolbenumfanges, wo sie die Mündung der Leitung<B>15</B> steuert, schräg zur Kolbenachse. Sie trifft die Kante 21 derart, dass auch die Ausnehmung <B>18</B> mit der Kehle<B>1</B>1 und durch diese mit dem Arbeitsraum 2,
4 der Pumpe in Verbindungsteht. Die Einspritzleitung <B>25</B> ist im Zylinderboden an den Pumpenarbeits raum 24 angeschlossen und steht mit ihm in offen-er Verbindung. Die beiden Leitungen <B>15</B> und<B>2,5</B> verbinden den Pumpenzylinder mit der Einispritzvorrichtung, die im Deckel <B>26</B> des Arbeitszylinders der Brennkraft- maschine eingebaut ist.
Die, Verbindung zwischen der Einspritzleitung 25 und den in den Verbrennungsraum münden-den Düsen- bohru,ngen <B>27</B> wird durchdie Ventilnadel<B>28</B> beherrscht; deren Schaft<B>29</B> ist im Ventil- gehäus#e <B>30</B> dicht eingeschliffen.
Das Ventil öffnet sich jewe#ils unter dem Druck des Brennstoffes in der Einspritzleitung<B>215,</B> welcher im Eingraum <B>31</B> von unten auf den Schaft<B>29</B> einwirkt, entgegen dem Brennstoff<B>-</B> druck in dem an die Belastungsleitung lä angeschlossenen Raum<B>32,</B> wo ausserdem die Feder<B>33</B> auf den Schaft<B>29</B> drückt.
Bei der gezeichneten untern Totpunkt- stellung des Kolbens<B>1, d.</B> h. am Ende der Saugperiode, stehen der Belastungsraum<B>32</B> des Einsspritzveatils über die Belastung"- tung 15 und der Ringraum<B>31</B> über die Ein- spritzleitung 215 mit dem Arbeitsraum 24 und durch denSaugkanal 12 mit dem Saug- ra,um <B>10</B> in Verbindung, so dass in ihnen überall der Ansaugdruck herrscht.
Bei seiner Einwärtsbewegung s,ellh, ess-t der Pumpenkol ben<B>1</B> zuerst -den-, Saugkanal 12 und die Be lastungsleitung<B>15</B> ab und beginnt hierauf seinen Förderweg. Auf einem ersten Teil des letzteren erfolgt die Förderung Ader Vorein- spritzbrenustoffmenge. Im abgeschlossenen Belastungsraum 312 des Einspritzventils ent spricht der Druck während der Voreinsprit- zung-,dem Anzaugdruck.
Es wird nur eine kleine Brennstc>ffmeno..e gefördert, bis der Brennstoff inder Leitung <B>2:5</B> auf & n Öffnungs,druck,des Einspritzven,- tils gebracht ist und die, Voreinspritzung stattfindet. Diese wird beendet, sobalddurch das Aufsteuerncler Mündung der Leitung<B>1,5</B> mittels der Kante 20 ein Druckausgleich in ,den Räumen<B>M</B> und<B>32</B> herbeigeführt wird. Die Ventilnadel<B>28</B> wirddann sofort von der Feder 33 auf ihren Sitz gedrückt.
Somit ist die Genauigkeit der Abmessung der kleinen Voreinspritzbrennstolfmenge durch. den Pum penkolben, sichergestellt. Nach dem Druck- ausgleioh bewirkt der Pumpenkolben ein Einpressen von Brennstoff in die Räume<B>31</B> und<B>3,2;
</B> durch die Leitungen 2.5 bezw. <B>15.</B> Der 'bei diesem Vorgang<B>im</B> Belastungsraum<B>3,2</B> erzeugte Flüssigkeitsdruck ist -von dex Pum- penkolbengesollwindigkeit abhängig, da wäh rend dieser Verdichtung ein Teil des vom Pumpenkolben verdräaigten Brennstoffes durch die Öffnung 14 in den Saugraum<B>10</B> abfliesst.
Die abfliessende Brennstoffmen-,gge ist infolge der Drosselungbei geringex Kel- bengeschvnn,d-igk-eit grösser als bei hoher Kol- benggeschwindigkeit, so #dass bei rascher Kol benbewegung ein höherer Enddruck im Raum <B>32</B> erreicht wird als bei langsamer.
Diese Verdichtung wird dadurch beendet, dass die Kante 21 die Mündung der Leitung<B>15</B> ab schliesst, so dass, im Belastungsraum 32 des Einspritzvenlils die Brennstoffmenge abige- schloseen wird, deren Druck zum Geschlos- sen'h#Iten der Dese auf die Ventilnadel <B>28</B> einwirkt.
In -der Einspritzleitung <B>25</B> wird der Brennstäff weiter verdichtet, bis der Druck im Ringraum <B>31</B> ausreielit, um die, Ventilnadel<B>28</B> entgegen. derSehliesskraft der Feder<B>33-</B> und der Brennotoffbelastung im Belastungsraum<B>32</B> anzuheben.
Der von der Brennstoffbelastung her rührende Teil :der Schliesskraft im Raum 3.2 ist beim Abschluss-der Leitung<B>15</B> grösser als der Brennstoffdruck im Raume<B>31,</B> der die Nadel<B>28</B> öffnen möchte, da >die Spitze und die Venülsitzflächeder letzteren dem Druck im Ringraum<B>31</B> nicht ausgesetzt sind, wäli- rend füT die Sehliessbelastung der ganze Querschnitt des Schaftes 29 massgebend ist.
Sobald die Ventilnadel <B>23,</B> angehoben wird, beginnt die Haupteinspritziung; sie er-' folgt ununterbrochen oder interinittierend, <B>je</B> naohdem -die Nachförderung des Brennstof fes durch den Pumpenkelben den Druck un ter dem NacleIschaft <B>219</B> oberhalb des Schliess druckes zu halten vermag oder nicht.
Zur Beendigung der Haupteinspritzung öffnet die Steuerkante 22 die Verbindung zwischen der Leitung 15-'und dem Pumpen arbeitsraum 24 wieder, so dass die Flüssio-- keitsdrÜcke beiderseits des Nadelschaftes <B>2.9</B> sich ausgleichen, -ünd das Einspritzventil; von der Feder<B>33</B> wieder geschlossen wird.
Da ,die Kente 21 senkrecht die Kante 22, aber schräg- zur Kolbenaohsie verläuft, ist der Teil des Kolbenhubes, während dessendie ITaupt- einspritzung erf olgt, und der die während der Haupteinspritzung geförderte Brennstoff menge bestimmt, abh,- <B>'</B> von der Stellung m91-9 t3 der Regulierstange,
<B>9.</B> Der Beginn der Haupt- --inspritzung iet konstant, ihr Ende richtet sieh dagegen nach der D-rehstellung des Kol bens<B>1.</B> Der Kolben bewegt sich nach der Haupteinspritzung noch etwas weiter ein wärts, kehrt dann -,
eine Bewegung um und senktdabei den Druck inden beiden Räumen <B>31</B> und 32 und nach erneutem Abschluss der Leitung<B>15</B> nur noch den Druck in der Ein- spritzleitung <B>25</B> und im Raum<B>31.</B> Wenndie Steuerkaute 21 die Mündung der Leitung<B>15</B> freilegt, erfolgt der Druckausgleieb. zwischen den beiiden Leitungen<B>15</B> und<B>2,
5</B> und den an diese angeschlossenen Räumen<B>31</B> und<B>3-9.</B> Bis zum Abschluss der Leitun- <B>15</B> durch die <B>r3</B> Kante 2,0 erfolgt eine weitere Drucksenkung in den Flüssigkeitsräumen<B>31</B> und<B>32.</B> Schliesslich öffnet der Pumpenkolben mit seinen Steuerkanten<B>13</B> und<B>19</B> die Sang öffnung 12 und die -Mündung der Leitung <B>15</B> wieder und gestattet das Naahströmen von Brennstoff in den Pumpenarbeitsraum 294, die Leitung<B>15</B> und<B>25</B> und die Räume<B>31</B> und<B>32.</B>
Das erfindungsgemässe Verfahren könnte auch mittels einer Einrichtung mit einem Einspritzventil durchgeführt werden, dessen Schliess,kraft von einer Feder ausgeübt wird, deren Spannung durch eine eigene von der Brennkraftmaschinenwelle aus angetriebene Vorrichtung mit mechanischer, pneumatischer <B>C,</B> oder hydrauliseher Kraftübertragung perio- eD diseh verändert wird.