Drehzahlregelvorrichtung an Einspritzbrennkraftmaschfnen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlregelvorrichtung an Einspritzbrenn- kraftmaschinen, bei welcher zwischen Saug raum und Arbeitsraum der Brennstoffein spritzpumpe eine Drosselstelle vorgesehen ist und der Brennstoff dem Saugraum durch eine Zubringerpumpe unter Druck zugeführt wird. Für eine feste Grösse des Drosselquer schnittes ist bei den bekannten Maschinen solcher Art eine vollständige Füllung des Pumpenarbeitsraumes und damit die För derung der Vollastbrennstoffmenge nur bis zu einer bestimmten Drehzahl möglich.
Steigt die Maschinendrehzahl über diese Grenze, so wird die Füllung des Pumpen arbeitsraumes mangelhaft, und die Ein- spritzmenge nimmt stetig ab. Trotz dieser Veränderung der Einspritzmenge in Abhän gigkeit der Drehzahl kann eine solche Ein richtung nicht zur Drehzahlregelung Ver wendung finden, weil eine grosse Drehzahl erhöhung notwendig ist, um die Förderung der Pumpe von Vollast- bis auf Leerlauf menge zu verringern.
Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, eine Brennstoffpumpe dieser Gattung zu ver wenden, bei der die Begrenzung der Förder menge in gebräuchlicher Weise durch Unter brechung der Förderung währenddes Druck hubes durch Aufsteuern von Rückström- kanälen geschieht und bei welcher der an den Nutzhub sich anschliessende Rückström- hub übermässig gross bemessen ist.
Diese Lösung, durch welche eine Verringerung der Pumpenförderung von Vollast- bis auf Leer laufmenge schon bei verhältnismässig kleiner Drehzahlerhöhung erreichbar ist, hat aber durch den dabei notwendigen übergrossen Pumpenkolbenhub in mechanischer und kon struktiver Hinsicht schwerwiegende Nach teile.
Die Erfindung geht nun davon aus, dass für eine bestimmte Grösse des Querschnittes derrosselstell@ zwisohe deins Pumpensaug- und Arbeitsraum die Füllung ausser von der Motordrehzahl noch in erheblichem Masse vom Druck des Brennstoffes im Saugraum ab hängig ist. Durch eine Änderung dieses Druckes in genügend weiten Grenzen kann bei unveränderter Maschinendrehzahl die Fördermenge der Einspritzpumpe von Vollast bis Leerlaufmenge verringert werden.
Die Erfindung besteht darin, dass ein selbsttätig in Abhängigkeit von der Maschi nendrehzahl gesteuertes Rebelglied unterhalb der einzuhaltenden Maschinendrehzahl den Druck im Saugraum der Einspritzpumpe ge nügend hoch hält, um immer eine vollstän dige Füllung des Einspritzpumpenarbeits- raumes zu gewährleisten, und dass dieses Re gelglied bei Überschreiten der einzuhalten den Maschinendrehzahl den Druck im Ein spritzpumpensaugraum unter das eine voll ständige Füllung des Pumpenarbeitsraumes ermöglichende Mass absenkt. Dadurch kann schon bei einer kleinen Erhöhung der Ma schinendrehzahl über diese Grenze die von der Einspritzpumpe geförderte Brennstoff menge stark verringert werden.
Die Erfin dung ermöglicht es, an der Einspritzpumpe jede konstruktiv oder mechanisch nachtei lige Massnahme zu vermeiden; dagegen gibt diese Erfindung vorteilhafterweise die Mög lichkeit, durch einfache Veränderung des Saugraumdruckverlaufes jede beliebige Ab- regelcha.rakteristik für die Einspritzmenge zu erreichen.
Die Zeichnung bezieht sich auf ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 dient zur Erläuterung der Wir kungsweise des Beispiels, während in Fig, 2 schematisch das Ausführungsbei spiel dargestellt ist, welches zur Maximal drehzahlbegrenzung dient.
In der Bohrung 2 des Pumpengehäuses 1 der Einspritzpumpe ist der Kolben 3 ge lagert. Dieser Kolben 3 trägt eine mit Schrägkante versehene Ringnut 4, welche durch die Bohrung 5 mit dem Pumpenarbeits raum 6 in Verbindung steht und am Ende des Förderhubes den Rückströmkanal 7 auf steuert. Der während des Druckhubes geför- derte Brennstoff gelangl: durch das Kugel- rücksc.hlagventil 8 und die Leitung 9 zu der hier nicht gezeichneten Einspritzdüse.
In der dargestellten untern Totlage des Pum penkolbens 3 gibt seine Oberkante die die Drosselstelle zwischen Saugraum 11 und Druckraum 6 bildende Drosselöffnung 10 frei, so dass Brennstoff aus dem Saugraum 11 in den Pumpenarbeitsraum 6 gelangen kann. Der an den Rüekströmkana.l 7 an schliessende Entlastungsraum 12 ist mit dem Saugraum 11 durch eine weitere Drosselstelle 13 und mit dem Brennstoffbehälter 15 durch die Rückleitung 14 verbunden.
Der Brennstoff fliesst dem Saugraum 11 aus dem Reglerzy linder 16 durch die Leitung 17 zu. Der Reglerzylinder weist einen in der Bohrung 18 gelagerten Steuerkolben 19 auf. auf welchen einerseits die Feder 20 und anderseits der Druck der von der Zubringer pumpe 22 durch die Bohrung 21 geförderten, mit der Maschinendrehzahl zunehmenden Brennstoffmenge wirken. Dieser Druck ändert mit der 3laschinendrehzahl; die Zubringer pumpe 22 ist vom Motor angetrieben und saugt den Brennstoff durch die Leitung 23 aus dem Behälter 15 an. Der Kolben ist in der Brennstofförderanlage eingeschaltet. Der Druckraum 24 steht durch die Längsbohrung 25 des das Regelglied bildenden Kolbens 19 mit zwei Querbohrungen 36 und 2 7 in Ver bindung.
Die Querbohrung 2 7 steuert die Ver bindungsleitung 17 zum Einspritzpumpen- saugra.um 11, während die Querbohrung 26 einer zur Saugseite der Zahnradpumpe füh renden Rücklaufleitung 28 zugeordnet ist. An den Reglerzylinder ist also eine Verbin-_ dungsleitung 17 zum Saugraum 11 und eine Rücklaufleitung 28 zum Brennstoffbehälter angeschlossen. Die Pumpe 22 führt den Brennstoff dem Raum 11 unter Druck zu.
Die Einrichtung wirkt wie folgt: Der Pumpenarbeitsraum 6 wird jeweils bei der untern Totlage des Kolbens 3 durch die Drosselstelle 10 aus dem Saugraum 11 mit Brennstoff gefüllt. Bewegt sich der Kol ben 3 bei der nächsten Hubbewegung nach , oben, so fördert er nach Abschluss der Dros- selöffnung 10 den Brennstoff durch das Rückschlagventil 8 und die Leitung 9 zur Einspritzdüse. Die Förderung wird unter brochen, wenn die Ringnut 4 die Rückström- öffnung 7 zum Entlastungsraum 12 auf steuert. Durch Verdrehen des Kolbens 3 kann dabei in bekannter Weise vermittels der obern Schrägkante der Ringnut 4 die Fördermenge willkürlich bemessen werden.
Die in Fig. 2 gezeichnete Stellung soll der an der Rauch grenze verbrennbaren Vollasteinspritzmenge entsprechen, wobei im folgenden diese Stel lung zur Betrachtung der Maximaldrehzahl regulierung unverändert gedacht ist.
Bei Stillstand des Motors liegt der selbst tätig in Abhängigkeit von der Maschinen drehzahl gesteuerte Steuerkolben 19 unter Einfluss der Feder 20 im untern Ende der Bohrung 18. Die Verbindungen zwischen den Querbohrungen 26, 27 und den Leitungen 17, 28 sind dann unterbrochen. Fängt die Ma schine langsam an zu drehen, so wird durch die Zahnradzubringerpumpe 22 Brennstoff in den Raum 24 gefördert. Unter dem entste henden Druck im Reglerzylinder hebt sich der Kolben 19 an, bis der Querkanal 27 die Leitung 17 teilweise frei gibt, so dass der Brennstoff durch die Leitung 17 nach dem Einspritzpumpensaugraum 11 fliessen kann.
Ein kleiner Teil dieses Brennstoffes gelangt zur Einspritzung und der Rest strömt durch die Drosselstelle 13 und die Leitung 14 zum Brennstoffbehälter zurück. Unter dem Ein fluss der Drosselstelle 13 entsteht im Saug raum 11 ein Druck, welcher so bemessen ist, dass er sicher eine vollständige Füllung des Pumpenarbeitsraumes 6 gewährleistet.
Steigt die Maschinendrehzahl und damit die Fördermenge der Pumpe 22, so wird der Steuerkolben 19 unter Zusammendrückung der Feder 20 noch mehr nach oben ver schoben, wobei die Querbohrung 26 die Rücklaufleitung 28 aufzusteuern beginnt, während die Verbindungsöffnung zwischen der Querbohrung 27 und der Leitung 17 langsam kleiner wird.
Dieser Zustand ist in Fig. 2 veranschaulicht und entspricht einer Maschinendrehzahl dicht unter der einzuhal- tenden Drehzahl, das heisst der Abregeldreh- zahl. Trotzdem der Druck im Raum 24 sich durch die grössere Fördermenge der Pumpe 22 erhöht, steigt der Druck im Saugraum 11 in diesem Moment mit weiter zunehmender Ma schinendrehzahl nicht mehr an,' weil einer seits der Durchströmquerschnitt zwischen Bohrung 27 und Leitung 17 kleiner geworden ist und anderseits ein grosser Teil des Brenn stoffes durch die Leitung 28 zurückfliesst.
Diese Verhältnisse entsprechen ungefähr dem Punkte<I>A</I> auf der Kurve<I>p'</I> im untern Schau bild von Fig. 1.
Steigt die Maschinendrehzahl nun bis zur Abregeldrehzahl an, so verschiebt sich der Steuerkolben 19 wieder entgegen der Feder 20, so dass die Leitung 17 durch die Quer bohrung 27 so weit gedrosselt wird, dass der Druck im Saugraum 11 nicht mehr zunimmt. Bei Erhöhung der Maschinendrehzahl über die Abregeldrehzahl hinaus wird dieser Durchgangsquerschnitt geschlossen, so dass der Druck im Saugraum 11 steil absinkt und die Förderung der Einspritzpumpe bis zur Leerlaufmenge abnimmt.
Durch entspre chende Bemessung der Spannung der Feder 20 und der Überdeckungen der Querkanäle 26 und 27 kann jede Regeldrehzahl und jede wünschbare Abregelcharakteristik er reicht werden. Die Wirkungsweise der be schriebenen Vorrichtung ist aus den in Fig. 1 dargestellten Kurven ersichtlich, die zur Er läuterung der Erfindung dienen sollen.
Unter der beim Beispiel erfüllten Voraussetzung einer festen Drosselöffnung 10 zwischen Saugraum 11 und Arbeitsraum 6 der Ein spritzpumpe sind für verschiedene Verhält nisse im obern Schaubild die Fördermengen und im untern Schaubild die zugehörigen Saugraumdrüeke über der Maschinendrehzahl aufgetragen. Die maximale Fördermenge pro Arbeitshub ist mit a bezeichnet. Die Kurven F1, F2, F3, F4 zeigen, wie sich die Brennstoff menge ändern würde, wenn der Saugdruck bei sich ändernder Drehzahl konstant wäre.
Wenn der Saugdruck p, wäre, so würde bis zur Drehzahl n1 die maximale Fördermenge a gefördert. Von da weg würde die Brenn- stoffmenge entsprechend der Kurve F, lang sam abfallen. Gleiches gilt für die Saugdrüse p2, p3, p4, bei denen bis zu den Drehzahlen n2, n3, n4 die Menge<I>a</I> gefördert würde, worauf die Menge nach den Kurven F2, F3 und F4 abfallen würde.
Die Grenzkurve p,. im untern Schaubild zeigt dabei denjenigen Verlauf des Saugraumdruckes, welcher bei jeder Drehzahl eine vollständige Füllung des Pumpenarbeitsraumes gerade noch ermög licht.
Das Beispiel ist nun so beschaffen, dass mit ihm die durch die Kurve F' dargestellte Abregelcharakteristik für die Brennstoff- fördermenge erreicht wird. Nach Überschrei ten der einzuhaltenden Drehzahl n4 wird durch den Steuerkolben 19 der Druck im Saugraum entsprechend der Kurve p' abge senkt, wodurch bewirkt wird, dass die Brenn stoffördermenge bei Überschreiten der einzu haltenden Drehzahl n4 nach der Kurve F' schnell abnimmt.
Bei Drehzahlen, die kleiner sind als die Abregeldrehzahl n4, ist kein be stimmter Druckverlauf im Saugraum not wendig, der Druck muss nur über der Grenz kurve p, liegen. Dies wird beim Beispiel erreicht, indem bei demselben durch den Steuerkolben der Druck im Saugraum bis zur Drehzahl n4 nach der Kurve<I>p"</I> geregelt wird, die über der Kurve p, liegt. Dadurch wird der Druck im Saugraum unterhalb der einzu haltenden Drehzahl ra, immer genügend hoch gehalten, um immer eine vollständige Fül lung des Pumpenarbeitsraumes zu gewährlei sten.
Durch jeweilige Anpassung des Druck- verlaufes p' kann jede beliebige Steilheit der Abregelkurve F' erreicht werden. Die Kurve <I>p'</I> liegt unter der Grenzkurve ps, so da,ss also bei Überschreiten von n4 der Druck im Saugraum 11 unter das eine vollständige Fül lung des Pumpenarbeitsraumes ermöglichende Mass absinkt.
Die dargestellte, zur Magimaldrehzahl- begrenzung dienende Regelvorrichtung kann auch als alleinige Regelung verwendet wer den. In einem solchen Fall sind an der Ein spritzpumpe keine besonderen Massnahmen zur Fördermengenveränderung durch Schräg- kante oder andere Mittel notwendig. Die Pumpe ist dann entsprechend der Vollast menge eingestellt, während die Spannung der Belastungsfeder 20 während des Betriebes durch einen Betätigungshebel verändert wer den kann, so dass dadurch jede beliebige Drehzahl des Arbeitsbereiches der Maschine einstellbar ist.