Einspritzvorrichtung für Erennkraftmaschinen. Die Erfindung betrifft eine Einspritz- vorrichtung für Brennkraftmaschinen, die zum wahlweisen Betrieb mit flüssigem Brenn stoff, der in zwei aufeinanderfolgenden Ein spritzungen bei verschiedenen Öffnungsdrük- ken der Düsennadel eingespritzt wird oder mit gas- oder staubförmigem Brennstoff bei Ge mischverdichtung eingerichtet sind.
Bei Brennkraftmaschinen die mit gas- oder staubförmigem Brennstoff bei Gemisch verdichtung arbeiten, kann das Verdichtungs verhältnis bekanntlich höher gewählt werden, wenn die Zündung anstatt durch elektrischen Funken durch Einspritzen von flüssigem Zündbrennstoff eingeleitet wird, der sich in dem über die Selbstzündungstemperatur die ses Brennstoffes verdichteten Gemisch ent zündet und so die Verbrennung des Gemi sches einleitet. Diese sogenannte gemischver dichtenden Brennkraftmaschinen arbeiten um so wirtschaftlicher, je kleiner die Zündbrenn- stoffmenge ist.
Verwendet man zum Einspritzen des Zündbrennstoffes die gewöhnlichen Ein- spritzvorrichtungen fürdirekte Einspritzung, dann kann die Einspritzmenge, die in der Regel vom Inhalt der Förderleitung zwischen Pumpe und Düse, sowie vom Verhältnis von Öffnungs- zu Schliessdruck des Düsennadel abhängig ist, nicht unter ein bestimmtes minimales Mass verringert werden.
Einzig bei Einspritzvorriehtungen, bei denen die total einzuspritzende Menge stufenweise in einer Vor- und Haupteinspritzung eingespritzt wird, wobei die Voreinspritzung mit einer kleineren Brennstoffmenge bei niedrigerem Druck erfolgt als die Haupteinspritzung, be steht die Möglichkeit, die Voreinspritzmenge verhältnismässig klein zu wählen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist nun bei einer Einspritzvorrichtung der eingangs erwähnten Art ein einen Abflusskanal beherr schendes Umsteuerorgan vorgesehen, das bei Betrieb mit gas- oder staubförmigem Brenn stoff erlaubt, die bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff @d'uTCh :die Brennstoffzuleitung ge förderte regelbareHaupteinspritzmenge durch den Abflüssk @anaf abfliessen zu lassen und nur die konstante Voreinspritzmenge zweckst Ein leitung der Zündung des über die Selbstzün dungstemperatur des flüssigen Brennstoffes verdichteten Gemisches einzuspritzen.
Die bei Betrieb mit gas- oder staubförmi- gem Brennstoff nach der Voreinspritzung ge förderte flussige Brennstoffmenge kann bei spielsweise durch den genannten Abflusska- nal in eine zu einem Brennstoffreservoir füh rende Leckölrücklaufleitung geleitet werden, wobei zur Betätigung des den Abflusskanal beherrschenden Umsteuerorganes zweckmässig eine Pumpe vorgesehen ist, die an das ge nannte Reservoir angeschlossen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Umsteuerorgan zusam men mit einem die Voreinspritzung bewir kenden Voreinspritzkolben und einem bei Be- kieb mit flüssig m Brennstoff für die Er höhung des Schliessdruckes der Düsennadel nach der Voreinspritzung vorgesehenen Ver drängerkolben in ein gemeinsames Schieber gehäuse eingebaut.
Der Verdrängerkolben kann dann so angeordnet sein, dass er jeweils gleichzeitig die Verbindung der Brennstoff zuleitung zur Einspritzleitung und zu dem zum Umsteuerorgan führenden Abflusskanal freigibt, so dass bei Betrieb mit flüssigem Brennstoff, bei welchem der Abflusskanal durch das Umsteuerorgan zu verschliessen ist, der nach der Voreinspritzung durch die Brennstoffzuleitung angelieferte Brennstoff in die Einspritzleitung gefördert wird, wo hingegen dieser flüssige Brennstoff bei Be trieb mit gas- oder staubförmigem Brennstoff durch den offenen Abflusskanal, z. B. in die Leckölrücklaufleitung, abfliessen kann.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungebeispiel der Erfindung darge stellt.
Es bezeichnet 1 das Schiebergehäuse, das in das Gehäuse 2 der Einspritzvorrichtung eingesetzt und mittels einer Mutter 3 und einem Zwiechenstück 4 auf den Düsenhalter 5 aufgepresst ist. Die Teile 4, 1 und 5 sind an ihren Berührungsflächen geschliffen, so dass sie dicht aufeinanderliegen. Zwischen den Teilen 1 und 2 befindet sich ein Dichtungs- ring 6. Desgleichen ist zwischen den Teilen 2 und 4 ein Dichtungsring 7 und zwischen den Teilen 2 und 5 ein Diehtungsring 8 ein gesetzt.
Im Schiebergehäuse 1 sind zwei vonein ander getrennte, in der Düsenachse liegende zylindrlische Bohrungen 9 und 10, sowie eine zu diesen parallel gerichtete seitliche Boh rung 11 vorgesehen. Die Bohrung 9 ist einer seits über eine im Zwischenstück 4 ange brachte Brennstoffzuleitung 12 an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Brennstoff pumpe angeschlossen; sie enthält einen Vor- einspritzkolben 13. Der mit 9' bezeichnete Arbeitsraum dieses Kolbens steht durch einen Querkanal 14 mit der Einspritzleitung 15 in Verbindung.
Die Bohrung 10, deren Ende zu einem Raum 10' erweitert ist, enthält einen Ver drängerkolben 16, welcher zwischen dem An schlag 17 am Schiebergehäuso 1 und dem An sehlag 18 am Düsenhalter 5 verschiebbar ist. Dieser Kolben wird durch eine Feder 19 in der gezeichneten Ruhelage gehalten. Die Fe der 19 belastet gleichzeitig die Düsennadel 20 bezw. das Betätigungsorgan 21 dieser Na del, das in einer zentralen Bohrung 22 des Verdrängerkolbens 16 verschiebbar geführt ist.
Die seitliche Bohrung 11 enthält einen Steuerschieber 23, der unter der Wirkung einer Druckfeder 24 an einen Anschlag 25 am Gehäuse 2 gepresst wird und gegen die Kraft dieser Feder verschoben werden kann. Zu diesem Zweck ist die Bohrung 11 mit einer Hilfsdruckleitung 26 in Verbindung, die zu einer Pumpe 27 führt. Letztere ist an ein Brennstoffreservoir 28 angeschlossen. Dieses Reservoir nimmt auch das Lecköl auf, da-3 aus dem Innern des Düsenhalters 5 über den Abflusskanal 29 und den Auslass 30 im Gehäuse 2 abfliessen kann.
In der Zylinderbohrung 9 für den Vor- einspritzkolben 13 ist eine Ringnute 31 vor- g- ^hen, die durch einen Kanal 32 mit, dem Raum 10' in offener Verbindung steht. Von der Zylinderbohrung 10 für den Verdränger- kolben gehen zwei Querkanäle 33 und 34 aus,; der erstere mündet in die Einspritzleitung 15 und der andere führt zum Steuerschieber 23.
Die Bohrung 11 dieses Steuerschiebers steht durch eine Abflussöffnung mit dem Auslass 30 iu offener Verbindung. An den Raum 10' ist auch ein Entlastungskanal 35 angeschlos sen, der zum Brennstoffzuleitung 12 zurück führt und von einem Rückschlagventil 36 be herrscht. wird. Soll die Brennkraftmaschine, die normaler weise mit gas- oder staubförmigem Brenn stoff bei Gemisichverdichtung arbeitet, als Einspritzmotor mit flüssigem Brennstoff funktionieren, dann ist durch Betätigung der Pumpe 27 das Steuerschieberorgan 23 von der in der Zeichnung dargestellten Ruhelage gegen die Kraft der Feder 24 zu verschieben, bis der von der Zylinderbohrung 10 des Ver drängerkolbens ausgehende Querkanal 34 ver schlossen ist.
Die Einspritzvorrichtung wirkt dann in folgender Weise: In der Ruhelage steht der Voreinspritz- kolben 13 unter der Wirkung des Druckes des in der Einspritzleitung 15 und im Ar beitsraum 9' zurückgebliebenen Brennstoffes am Zwischenstück 4 an. Die durch die Brenn stoffzuleitung 12 angelieferte Brennstoff menge, die der Belastung angepasst ist, Über windet diesen Druck und verschiebt den Vor- einspritzkolben 13 nach unten, wobei der In halt des Arbeitsraumes 9' und der Einspritz- leitung 15 so lange verdichtet wird, bis der Öffnungsdruek der Düsennadel erreicht ist und die Voreinspritzung beginnt.
Wenn der Voreinspritzkolben 13 am Boden des Raumes 9' anschlägt, ist die Voreinspritzung beendet. Da die Volumen des Arbeitsraumes 9', der Einspritzleitung 15 und des Verdrängerteils des Kolbens 13 bis zu einer gewissen Grenze beliebig klein gestaltet werden können, hat man es in der Hand, die Voreinspritzmenge auf einen Bruchteil der Haupteinspritzmenge des Brennstoffes zu verringern. Das ist ein grosser Vorteil gegenüber den bekannten Ein- spritzvorrichtungen, bei denen die minimale Einspritzmenge bestimmt ist durch den In halt der ganzen Förderleitung zwischen Pumpe und Düse und, durch den Unter- schied zwischen Öffnungs- und Schliessdruck der Düsennadel.
Unmittelbar bevor der Voreinspritzkolben 13 am Boden des Raumes 9' zum Anstehen kommt, gibt er die Ringnute 31 frei, so dass die Brennstoffzuleitung 12 über diese Nute und den Kanal 32 mit dem Raum 10' in Ver bindung gebracht wird. Dadurch wird der Verdrängerkolben 16 bis zum Ansehlag 18 verschoben und die vorgespannte Feder 19 weiter zusammengedrückt, so dass sich der Öffnungsdruck der Düsennadel erhöht. Kurz vor dem Anstehen des Verdrängerkolbens 16 am Anschlag 18 wund der Querkanal 33 auf gesteuert und damit der Raum 10' mit der Einspritzleitung 15 in Verbindung gebracht. Beim Auftreffen des Verdrängerkolbens 16 auf den Anschlag 18 ist dier Schliessdruck der Düsennadel entsprechend der Zunahme der Spannung der Feder 19 erhöht worden.
Es erfolgt hierauf eine Erhöhung des Druckes in der Einspritzleitung 15 bis zur Erreichung des vergrösserten Schliessdruckes der Düsen nadel, wörauf die Haupteinspritzung einsetzt. Diese dauert so lange bis auf bekannte Art, durch Aufsteuern eines Entlastungsraumes, eine plötzliche Drucksenkung in der Brenn- etoffzuleitung 12 herbeigeführt wird. Bei dieser Drucksenkung in der Förderleitung wird zuerst der Voreinspritzkolben 13 unter der Wirkung des Druckes in der Einspritz- leitung 15 gegen seinen Anschlag am Zwi schenstück 4 zurückgetrieben, so dass eine plötzliche Drucksenkung in dieser Leitung erfolgt und die Düsennadel durch die Kraft der Feder 19 zugeschkgen wird.
Die Feder 19 schiebt auch den Verdrängerkolben 16 gegen den Anschlag 17 zurück, wobei der aus der Zylinderbohrung 10 verdrängte Brenn stoff durch den Entlastungskanal 35 und das Rückachlagventil 36 in die entlastete Brenn stoffzuleitung 12 entweichen kann.
Der bei der Rückführig des Verdränger- koTbens <B>16'</B> aus dem Arbeitsraum 10' ver- -dir:
ängte Brennstoff könnte adch durch dien Kanal 32, die Ringnute 31 und eine inner- halb dieses letzteren, am Voreänspritzkolben 13 anzubringende Drosselstelle, die iir- .der Zeichnung nicht dargestellt ist, in die ent lastete Brennstoffzuleitung 12 zurückgeführt werden. Die Verwendung einer Drosselstelle am Voreinspritzkolben 13 würde demnach den Entlastungskanal 35 und das Rückschlag ventil 36 ersetzen.
Die Einspritzung erfolgt in dem vor stehend beschriebenen Beispiel in zwei Stu fen, in einer Voreinspritzung bei niedrigem Öffnungsdruck der Düsennadel und in einer Haupteinspritzung, die in geschilderter Weise bei einem höheren Öffnungsdruck stattfindet. Bei der Voreinspritzung wird eine einen Bruchteil der Gesamteinspritzmenge betra gende, konstante Brennstoffmenge einge spritzt, wohingegen bei der nachfolgenden Haupteinspritzung eine grössere Menge zur Einspritzung gelangt, die z. B. durch den Pumpenkolben in bekannter Weise entspre chend der Belastung, geändert werden kann.
Während dieses Vorganges ist der von der Zylinderbohrung 10 ausgehende Querkanal 34 durch das belastete Steuerschieberorgan 23 dauernd abgeschlossen.
Sohl die Brennkraftmaschine mit gas- oder staubförmigem Brennstoff bei Gemisch verdichtung arbeiten und eine möglichst kleine Zündölmenge zwecks Einleitung der Verbrennung in, das über die Selbstzündungs temperatur des Zündöls verdichtete Gemisch eingespritzt werden, dann ist die Pumpe 27 ausser Betrieb zu setzen; das Steuerschieber organ 23 liegt dann unter dem Druck der Feder 24 am Anschlug 25 an (gezeichnete Stellung). Die beiden Bohrungen 10 und 11 sind dann durch den Querkanal 34 mitein ander verbunden.
Bei jedem Druckhub des Voreinspritzkolbens 13 wird vorerst aus dem Arbeitsraum 9' über die Einspritzleitung 15 die kleine, konstante Voreinspritzbrennstoff- menge eingespritzt, worauf nach Aufsteue rung der Ringnute 31 durch den genannten Kolben die weiter durch die Brennstoffzu leitung 12 angelieferte Haupteinspritzmenge den Verdrängerkolben 16 so weit verschiebt, dass sie von der Bohrung 10 über den Kanal 34 in die Leckölrücklaufleitung 30 entwei chen kann.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass eine Einspritzvorrichtung für Motoren, welehe vom Betrieb mit flüssigem Brennstoff mit Vor- und Haupteinspritzung auf den Betrieb mit gas- oder staubförmigem Brennstoff um gebaut werden, im Vergleich zur normalen Ausführung für die erstere Betriebsart, nur das zusätzliche Umsteuerorgan 23 erfordert. Dieses gestattet vom Betrieb mit gas- oder staubförmigem Brennstoff willkürlich auf den Betrieb mit flüssigem Brennstoff über zugehen und umgekehrt.