Fördermengen-Regeleinrichtung an Brennstoffpumpen von Yerbr ennungskraftmaschinen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Fördermenge der Brennstoffpumpen von Verbrennungskraftmaschinen durch eine in der Brennstoffsaugleitung der Pumpe vor gesehene veränderliche Drosselung zu regeln, die den Einströmwiderstand des Brennstoffes in den Pumpenzylinder soweit steigern lässt, dass während der vollen Dauer der für die Einströmung in die Pumpe zur Verfügung stehenden Zeit, also während der Saug periode,
je nach dem Mass der Drosselung nur ein grösserer oder kleinerer Bruchteil des Hub volumens einströmen kann, der übrige Teil des Hubvolumens dagegen leer bleibt.
Bei mehrzylindrigen Pumpen für mehr- zylindrige Klotoren ist bisher ein gemein sames Drosselorgan vorgesehen worden. Es ist jedoch praktisch unmöglich, die voll ständige Gleichheit Gleichheit der Durchflusswider- stände der Strecken vom gemeinsamen Dros selorgan bis zu den Einströmungsöffnungen der Pumpenzylinder für sämtliche Zylinder vollständig gleich zu gestalten und auch im Betriebe dauernd gleich zu halten, da dieser Widerstand durch Schrägstellung und durch Flüssigkeitsstösse,
Erschütterungen oder Ab lagerungen in den Kanälen und dergleichen beeinflusst wird. Diese Ungleichmässigkeiten beeinträchtigen aber empfindlich die Gleich mässigkeit der Brennstoffversorgung der ein zelnen Motorzylinder, besonders bei gerin gem Füllungsgrad.
Dieser Übelstand wird gemäss der Erfin dung dadurch beseitigt, dass ausser dem für sämtliche Pumpenzylinder gemeinsamen, ver stellbaren, in der Saugleitung vorgesehenen Drosselorgan, eine jede Pumpe zwischen diesem Hauptdrosselorgan und dem Zylinder raum eine besondere Drosselung besitzt, die aus einem federbelasteten Rückschlagsaug- ventil besteht.
Die Federbelastung der Drosselrückschlagventile wird dabei zweck- mässig so bemessen, dass der zu ihrer Über windung erforderliche Druck im Verhältnis zu den durch die Ungleichmässigkeiten ver ursachten Druckänderungen während des ganzen Ventilhubes so gross sei, dass die Un gleichmässigkeiten das praktisch zulässig;;
Mass nicht überschreiten. Will man die durch die Schrägstellung hervorgerufenen Un gleichmässigkeiten bis auf die noch zulässige Grenze von etwa<B>10%</B> ausgleichen, so muss die Federbelastung der Drossel-Rückschlag- ventile mindestens einer Brennstoff-Flüssig- keitssäule von 300 mm das Gleichgewicht halten, also bei einem solchen Flüssigkeits druck noch keinen Brennstoff durchtreten lassen.
Sind die Belastungen der Drosselrück- schlagVentile untereinander praktisch gleich, so ist auch die Gleichheit der Liefermengen für sämtliche Zylinder praktisch gesichert. Da die Reibungswiderstände des Brenn stoffes mit dessen Strömungsgeschwindigkeit wachsen, so ist es zweckmässig, zum Aus gleich der sich hieraus ergebenden Ungleich mässigkeiten zwischen dem Ha.uptdrossel- organ und den einzelnen Drosselrückschlag ventilen noch je eine verstellbare Quer schnittsdrosselung einzuschalten.
Die willkürliche Veränderung der Drosse- hzng wird mittels des für sämtliche Pumpen gemeinsamen veränderlichen Drosselorganes bewirkt, welches z. B. aus einem einstell baren, einfachen Nadelventil oder auch aus einem mit veränderlicher Federbelastung ausgerüsteten Ventil bestehen kann.
Die Zeichnung zeigt als beispielsweise Ausführungsform in Fig. 1 den einen Zy lixi- der einer mit der Fördermengen-Regeleinrich- tung gemäss der Erfindung ausgerüsteten mehrzylindrigen Brennstoffpumpe im Schnitt, während Fig. 2 eine Variante des Hauptdrossel ventils darstellt;
Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungs beispiele eines für willkürliche und selbst- tätigeDrehzahl regelung eingerichteten Haupt- drosselschiebers und Fig. 5 eine Vorrichtung zum Einstellen der Belastungsfedern der Drosselrückschlag ventile.
1 ist der Zylinder der Brennstoffpumpe und 2 der Kolben, der in irgend einer an sich bekannten Weise angetrieben werden kann.
5 ist das für sämtliche an die gemein same Saugleitung 24 angeschlossene Pumpen zylinder gemeinsame Hauptdrosselventil, wel ches zur willkürlichen Regelung der Brenn stoffzufuhr dient. 4 ist das federbelastete Druckventil. Zwischen dem Hauptdrossel organ 5 urid einem jeden Pumpenzylinder be findet sich je ein Rückschlagsaugventil 3, welches unter der Belastung der Feder G steht.
Durch Verstellen der Schraube 8 kann die zur Drosselung notwendige Spannung der Feder 6 eingestellt werden. Die grösste Hub höhe des Ventils 3 kann im Bedarfsfalle durch einen zweckmässig einstellbaren An schlag bebrenzt sein.
Bei richtiger Bemessung der Feder belastung des Drosselsaugventils 3 wird die während der Saugperiode in den Pumpen zylinder eintretende Brennstoffmenge in der weiter unten beschriebenen Weise selbsttätig geregelt. Die dieser selbsttätigen Regelung überlagerte, wilWtrliche Regelung der Brennstofförderung erfolgt durch das Haupt- drosselventil 5. Dieses kann dem Wesen nach den Einzeldrosselventilen 3 ähnlich sein, er hält jedoch ausser der Belastungsfeder 7, die so stark bemessen ist, dass sie auch bei dem grössten Saugunterdruck keinen Brennstoff durchtreten lässt, noch eine Entlastungsfeder 9.
Die Spannung der Entlastungsfeder lässt sich durch Niederdrücken des Kolbens 11 mittels des Regelungsgestänges, z. B. eines Fliehkraftreglers oder des Gaspedals 12 eines Kraftfahrzeuges, soweit erhöhen, dass das Hauptdrosselventil für den Durchtritt der jeweils erforderlichen Brennstoffmenge ge öffnet wird. Diese Einrichtung ermöglicht auch bei ganz geringen Liefermengen eine genaue Regelung derselben und gewähr leistet einen glatten Übergang bei Ver änderung der Brennstoffzufuhr. Als gemeinsames Hauptdrosselventil lässt sich auch ein Nadelventil 13 (Fig. 2) ver wenden, das z. B. auf einem mittels des Gas pedalgestänges 12 bewegten Kolben 11 sitzt.
In dieser Figur ist auch eine zwischen dem Hauptdrosselorgan 13 und jedem Drossel rückschlagventil 3 eingeschaltete Stell schraube 14 dargestellt, mit der der Quer schnitt des Zuströmungskanals 15 zum Ventil 3 mehr oder weniger gedrosselt werden kann.
Die Wirkungsweise der Fördermengen- Regeleinrichtung ist die folgende: Beim Anlassen des Motors eines Kraft fahrzeuges ist das Hauptdrosselventil auf die höchste Drosselung gestellt, die der Leerlauf geschwindigkeit entspricht. Bei der geringen Anlassgeschwindigkeit ist die für die Saug periode der Brennstoffpumpe zur. Verfügung stehende Zeitdauer genügend lang, um in den Zylinder der Brennstoffpumpe eine so grosse Füllung eintreten zu lassen, dass die Dreh zahl des Motors schnell auf die Leerlauf geschwindigkeit steigt.
Bei Erreichung der selben hält die Belastungsfeder 6 des Dros- selsaugventils 3 das Gleichgewicht mit dem hinter dem Saugventil herrschenden Über druck, der infolge der Drosselung durch das Hauptdrosselventil stark herabgesetzt ist.
In diesem Zustand lässt die Öffnung des Drossel saugventils bloss die zur Aufrechterhaltung der Leerlaufgeschwindigkeit erforderliche Brennstoffmenge hindurchtreten. Ein An steigen der Geschwindigkeit über die Leer laufdrehzahl würde die Zeitdauer der Saug periode verkürzen und den Füllungsgrad des Pumpenzylinders derart vermindern, dass eine Geschwindigkeitssteigerung nicht zu stande kommen kann. Bei Abnahme der Drehzahl würde die Zeitdauer der Saug periode und der Füllungsgrad des Pumpen zylinders eine der Geschwindigkeitsvermin derung entgegenwirkende Steigerung er fahren.
Durch Niederdrücken des Gaspedals wird das Hauptdrosselventil weiter geöffnet, wo durch der Überdruck in der Saugleitung vor dem Hauptdrosselventil steigt und der Off- nuzigSgrad desselben und auch der Füllungs- grad des Pumpenzylinders nimmt entspre chend zu. Infolgedessen steigt das Dreh moment und die Umlaufszahl des Motors.
Durch das Hauptdrosselventil kann der Überdruck in der Saugleitung vor dem Dros- selsaugventil und damit der Füllungsgrad der Brennstoffpumpe beliebig eingestellt werden. Die federbela.'steten Drosselsaug- ventile 3 bewirken, dass die einzelnen Pum penzylinder aus der gemeinsamen, gedrossel ten Saugleitung die dieser Drosselung ent sprechende, untereinander gleiche Brenn stoffzufuhr erhalten und etwaige Ungleich mässigkeiten, die durch die verschiedene Lage der Pumpen in bezug auf das Hauptdrossel ventil,
sowie durch die Ungleichmässigkeit der Widerstände der Zuleitungsanschlüsse entstehen können, auf das zulässige Mass ver mindert werden.
Wenn man den Kolben der Pumpe seinen Druckhub durch die Entspannung einer vorher gespannten Feder ausführen lässt, so wird der Leerlaufabschnitt des Druckhubes, mangels des Einspritzwiderstandes, mit einer bedeutend grösseren Geschwindigkeit erfol gen, als der hierauf folgende Förderabschnitt des Druckhubes, wodurch die bei geringerer Ladung eintretende Verschiebung des Ein spritzzeitpunktes verringert wird.
Bei Änderung der Belastung bewirkt die erfindungsgemässe Drosselung der Brenn stoffzufuhr eine gewisse selbsttätige Re gelung der Drehzahl. Die Empfindlichkeit der selbsttätigen Regeleinrichtung kann da durch gesteigert werden, dass neben seiner willkürlichen Einstellung das Hauptdrossel organ mittels eines Drehzahlreglers auch selbsttätig verstellt wird.
Damit die in der Saugleitung bei Änderung der Drosselung eintretende Druckänderung die selbsttätige Verstellung des Hauptdrosselorganes nicht be einträchtigt und bei willkürlicher Verstel lung desselben keine Rückwirkung auf die selbsttätige Verstellung stattfindet, wird ein vom Saugleitungsdruck entlastetes Drossel organ, z.
B. ein Drehschieber, als Haupt drosselorgan benützt, der auch in Achsen richtung verschiebbar ist. Gemäss Fig. 3 ist in die Saugleitung 16 der Brennstoffpumpe als Hauptdrosselorgan der Drehschieber 17 eingebaut, der auch in Achsenrichtung ver schoben werden kann. Die an die Quer bohrung 18 des Schiebers anschliessenden Ausnehmungen 19 und 20 wirken mit den Mündungen der Saugleitung 16 derart zu sammen, dass die lichte Öffnung dieser Mün dungen sowohl durch Drehung, als durch Verschiebung des Schiebers 17 geändert wird.
In die Ringnut \21 des Schiebers 17 greift die Gabel 2-22 ein, die unter die Wir kung des Drehzahlreglers der Verbrennungs- kraftmaschine gestellt ist. Dieser Regler kann ein beliebiger Umlaufregler oder ein Regler sein, der von einem Druck beeinflusst wird, dessen Grösse von der Drehzahl der Kraftmaschine abhängig ist, z.
B. dem der Saugleitung der Kraftmaschine oder der Saug- bezw. Druckleitung einer der Brennstoff pumpe vorgeschalteten Förderpumpe. Der Regler kann entweder im ganzen Drehzahl bereich, oder nur bei Unter- bezw. Über schreitung eines bestimmten Drehzahl bereiches arbeiten.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel dieser letzteren Art der Regelung. hier ist der Schieber 17 unter die Wirkung der auf den Anschlagring 35 angreifenden stärkeren Feder 25 und der auf die Mitte der Stirnfläche des Schiebers drückenden schwächeren Feder 26 gestellt. Die andere Stirnfläche des Schiebers steht. mittels der Leitung 2 7 z. B. mit der Druck leitung der Brennstofförderpumpe in Verbin dung.
Die Federn 25 und 26 sind so gewählt, dass bei Unterschreitung einer gewissen Um drehungszahl der Kraftmaschine und damit auch des Druckes in der Leitung 27 der Schieber durch die Feder 26 in der Rich tung des Pfeils 28 und bei Überschreitung einer gerissen Drehzahl unter t\berwindung der Feder 25 in der Richtung des Pfeils 29 verschoben wird. Wird der Schieber durch den Druck einer Saugleitung beherrscht, so ist diese bei 27' anzuschliessen.
Die willkürliche Regelung erfolgt ent weder mittelbar durch Beeinflussung des Drehzahlreglers oder unmittelbar, z. B. durch Verdrehen des Schiebers 17, mittels der in die Zahnung 23 desselben eingreifenden Zahnstange 37 (Fig. 3 und 4).
Da zur Sicherung der gleichmässigen Speisung sämtlicher Zylinder des Motors die durch die Belastungsfeder 6 auf das Drossel- Rückschlagventil 13 ausgeübte Kraft mass gebend ist, so ist es # von hervorragender Wichtigkeit, diese Kraft während des Be triebes der Pumpe einstellen zu können. Die Einstellung der Federkraft mittels der Schraube 8 der Fig. 1 kann jedoch mit Rück sicht auf die Dichtung praktisch nur durch Auswechseln der Unterlagsscheibe der Schraube, das heisst nur wenn die Pumpe ausser Betrieb ist, erfolgen. Deshalb wird zweckmässig die in Fig. 5 dargestellte Ein richtung gewählt.
Bei dieser ist die Be lastungsfeder 6 des Drosselrückschlagven- tils 3 im Innern des hohlen Pumpenkolbens 2 als Zugfeder untergebracht, die einerseits in das Ventil 3 und anderseits in die Schraube 30 eingehängt ist, die in einem Mutter gewinde des Hohlraumes 36 des Kolbens in Achsenrichtung verstellbar ist. Das Ver stellen erfolgt mittels des als Ventil aus gebildeten Pfropfens 31, der drehbar im untern Ende des Pumpenkolbens gelagert ist und schlüsselartig in den Zapfen 32 der Schraube 30 eingreift.
Aus der Saugleitung 24 tritt der angesaugte Brennstoff durch Ka näle 33 und Öffnungen 34 in den Hohlraum des Kolbens und aus diesem beim Nieder gang desselben durch das Saugventil 3 in den Pumpenzylinder 1. 14 ist eine Drossel schraube, wie auch in Fig. 2 dargestellt.