CH242228A - Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen. - Google Patents

Description

      Kraftstoffeinspritzpumpe    für     Brennkraftmaschinen.       Bei     Kraftstoffeinspritzpumpen    für Brenn  kraftmaschinen mit grossem Drehzahlbereich,  z. B.     Fahrzeugmotoren,    bei denen der Kolben  gleichzeitig als Steuerorgan     wirkt,    ist der       Kraftstoffeinspritzbeginn    durch Schliessen  der Saug-     und        Rückstromkanäle    durch die  obere Steuerkante des Kolbens und das Ein  spritzende durch Öffnen des Rückstrom  kanals durch die untere     Steuerkante    gegeben.

    Wie bekannt,     @    ergibt sich bei einer solchen  Pumpe mit flachem Kolbenboden, dessen Rand  als obere Steuerkante wirkt,     theoretisch    ein  nahezu unveränderlicher     Einspritzzeitpunkt     bei allen Betriebsverhältnissen der Pumpe.  Im praktischen Betrieb kann man aber je  nach den konstruktiven Verhältnissen der  Einspritzanlage mit steigender Drehzahl eine  mehr oder weniger grosse Nachverlegung des       Spritzbeginnes        erwarten.    Dies wird durch die  Erhöhung des Einspritzdruckes verursacht,  weil bei steigender Drehzahl ein höherer  Druck zum Durchfliessen des Kraftstoffes  durch die- Düsenöffnungen benötigt wird.

      Jede Erhöhung des     Einspritzdruckes    hat  aber zur Folge, dass man am Einspritzbeginn  einen gewissen Bruchteil des Kolbenhubes  zum Zusammendrücken des Kraftstoffes und  zur elastischen Dehnung der Kraftstoff  leitung verbraucht und dass so ein Kurbel  winkel     verlorengeht,    am den der wirkliche  Einspritzbeginn verspätet wird. Die Verspä  tung des     Einspritzbeginnes    wirkt sich un  günstig auf den Verlauf der     Verbrennung    im  Zylinder aus.

   Bei solchen Einspritzpumpen  ist es möglich, nur bei einer gegebenen Dreh  zahl und     Leistung    den     Einspritzbeginn          richtig    zu wählen, und bei allen andern Ver  hältnissen findet man einen Unterschied  zwischen dem wirklichen und günstigsten       Einspritzbeginn,    der eben den Wirkungsgrad  des Verbrennungskreislaufes verschlechtert.

    Weiter wird bei dieser     Art    von Einspritz  pumpen die Fördermenge mit der untern, zur       Kolbenachse    schräg verlaufenden Steuer  kante am Kolbenschaft so bestimmt, dass  diese Kante in Zusammenarbeit mit dem           Rückströmkanal    die Verbindung zwischen  Druckraum und Saugraum der Pumpe wieder  freilegt und den Druckabfall in der     Ein-          spritzleitung    und Düse verursacht.  



  Bei dieser Regelung der Einspritzpumpe  mit beinahe konstantem     Einspritzbeginn          wird    das Einspritzende je nach der Grösse der       eingespritzten    Menge des Kraftstoffes sehr  veränderlich, wobei ein     grosser    Teil der Ver  brennung ziemlich spät nach Beginn des Ar  beitshubes erfolgt, was sich in einem  schlechteren Leistungsgrade des Motors be  merkbar macht. Um diesen Nachteil zu be  seitigen, wird oft der Pumpe ein     Einapritz-          beginnversteller    zugeordnet, der den     Ein-          spritzbeginn        in    Abhängigkeit von der Dreh  zahl ändert.

   Der Nachteil einer solchen Ein  richtung ist aber, dass sie ziemlich     verwickelt     ist. Es sind ferner auch     Einspritzpumpen    be  kannt, bei denen wieder der Kolben die  Steuerung, wie oben angeführt, besorgt, wo  aber die Stirnfläche des Kolbens spiralförmig  begrenzt ist. Bei solchen Einspritzpumpen  ändert sich aber der     Einspritzbeginn    zuviel,  weil er von der     Kraftstoffmenge    abhängt,  und kann wieder nicht ohne zusätzliche     Ver-          stellvorriehtung    in Abhängigkeit von der  Motordrehzahl geändert werden.  



  Bei einer andern Ausführung der Ein  spritzpumpe wird der     Einspritzbeginn    nur  in Abhängigkeit von der Drehzahl geändert.  Dies wird dadurch erreicht, dass die in einer  Ebene liegende obere Steuerkante des  Kolbens kegelförmig abgedreht wird, so dass  bereits vor dem Augenblicke, wo der Kolben  den     Abflusskanal    schliesst, eine in ihrer  Stärke von der Kolbengeschwindigkeit ab  hängige Drosselung der     Kra,ftstoffrück-          strömung    entsteht und somit eine frühere  Druckerhöhung und auch ein früherer     Ein-          spritzbeginn    hervorgerufen wird.

   Eine solche       Einspritzbeginnverstellung    ist also nur von  der Drehzahl abhängig, und bei gleichblei  bender Kolbengeschwindigkeit wird die For  derung einer Änderung des     Einspritz-          beginnes    in Abhängigkeit von der Leistung  nicht berücksichtigt.    Die Nachteile aller dieser Ausführungen  werden gemäss der Erfindung vermieden,  indem man die erwähnten Vorteile der be  kannten Pumpen vereinigt und dadurch  gleichzeitig ihre Nachteile beseitigt.

   Mit dem  Erfindungsgegenstand soll die Regelung des       Einspritzzeitpunktes    selbsttätig in der ein  fachsten Weise in Abhängigkeit von der  Leistung und Drehzahl erreicht und somit die  Gefahr einer     Störung    in der Einspritzpumpe  auf ein Minimum vermindert werden. Hier  bei kann die Konstruktion einer Reihen  pumpe kürzer, leichter und billiger sein als  bisher.  



  Es sei eine     Verbrennungskraftmaschine     vorausgesetzt, deren charakteristische     Grössen     bekannt sind. Es sollen z. B. die günstigsten       Einspritzzeitpunkte    im ganzen Bereiche der  Drehzahl sowie auch der Leistung auf dem  Bremsstand festgestellt werden. Allgemein  wird zu jeder Belastung des Motors und zu  jeder Umdrehungszahl nur ein einziger gün  stiger Einspritzzeitpunkt gehören. Jedoch  kann man die Punkte der günstigsten Ein  spritzzeitpunkte für konstante Drehzahl und  verschiedene Belastungen zu einer Kurve ver  binden, die mit der Kurve für eine andere  Drehzahl ähnlich sein wird. Alle diesen  Kurven ähnlichen Verlaufes bilden eine  Kurvenschar, der man nun die Konstruktion  der Einspritzpumpe anpassen muss.

   Dies ge  schieht am vorteilhaftesten so, dass man die  Kurve der günstigsten Einspritzzeitpunkte,  die am häufigsten im Motorbetrieb vorkommt,  als Grundkante des Kolbens wählt. Die Ab  hängigkeit des Einspritzbeginnes von der  Drehzahl wird durch die kegelartige     Ab-          schneidung    dieser Kante erreicht, wobei die  kegelartige     Abschneidung    längs der Steuer  kante verschiedene Länge aufweisen kann,  je nach den Anforderungen der Drosselwir  kung, bei verschiedenen Leistungen. Dazu  kommt noch der Vorteil, dass der frühere       Einspritzbeginn    bei der höheren Drehzahl  eine grössere     Einspritzmenge    bei unveränderter       Winkellage    des Pumpenkolbens verursacht.  



  Im nachstehenden ist der Erfindungs  gegenstand in einem Beispiel an Hand der      beiliegenden Zeichnung näher beschrieben,  in welcher die     Fig.    1 schematisch die Ein  spritzpumpe mit teilweise abgeschnittenem  Zylinder,     Fig.    2 die     abgewickelte    Form der  Steuerkanten des Kolbens und     Fig.    3     einen     Schnitt durch die abgeschrägte Kante des  Kolbens -zeigt.  



  Der Kolben 1 hat eine Steuerkante 2,  die den     Einspritzbeginn    durch Schliessen des       Rückströmkanals    3     bestimmt.    Der obere  Band 2' dieser Kante 2 schliesst sich nicht  eng an die Bohrung des Pumpenkörpers 5 an,  sondern er     bewegt    sich in einem kleinen Ab  stand an der Bohrung vorbei. Dieser Abstand  rührt daher, dass der Kolben im Bereiche der  Steuerkante kegelartig von dem Rand 4, von  dessen grösstem Durchmesser ausgehend, unter  einem Winkel abgenommen ist. Dadurch ent  steht beim Förderhub des.

   Kolbens im Augen  blicke der Bewegung des Randes 2' vorbei an  dem obern Rande der Öffnung des     Rück-          strömkanals    3 eine Drosselspalte, die das  Rückströmen des Kraftstoffes verhindert  und dadurch     eine    Druckerhöhung im     Arbeits-          raum    der Pumpe verursacht. Da die Drossel  spalte bei höherer Drehzahl stärker in Wir  kung tritt, steigt auch der Druck in der  Einspritzleitung früher und ändert so den  Einspritzbeginn. Die Kante 2 hat einen  solchen schrägen Längsverlauf, dass sie den  Anforderungen des     Einspritzbeginnes    des  Motors für jede Brennstoffmenge am besten  entspricht.

   Die Einspritzdauer wird durch  Öffnen des     Rückströmkanals    3 durch die       Steuerkante    6 beendet, wodurch ein Druck  ausgleich zwischen dem Kolbenarbeitsraum  und dem Saugraum hergestellt wird.  



  Die Drosselspalte wird durch die Ab  schrägung der Kante 2 bestimmt, und sie  wird in Abhängigkeit     von    der Einspritz-    menge so geändert, dass der     Einspritzbeginn     für jede Drehzahl am     günstigsten    wird. Die       Abschrägung    kann entweder längs der  ganzen Kante 2 unter demselben Winkel a  verlaufen, aber verschiedene Tiefe (radiale  Ausdehnung) besitzen, oder stets in derselben  Tiefe, jedoch unter veränderlichem Winkel a  ausgeführt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraft- maschinen mit grossem Drehzahlbereich, wo bei der Kolben mit dem Saug- und Rück stromkanal im Pumpenzylinder als Steuer organ der Pumpe zusammenarbeitet und die Kraftstoffmenge durch Verdrehen des Kol bens im Zylinder geregelt wird, dadurch ge kennzeichnet, dass die den Einspritzzeit punkt bestimmende Steuerkante (2) des Kolbens (1) einen schrägen Längsverlauf hat und kegelartig abgeschrägt ist, zum Zwecke,

   wenigstens im Bereiche der häufigst vorkommenden Leistungsgrössen und Dreh zahlen des Motors den günstigsten Einspritz- zeitpunkt zu erhalten. UNTERANSPRttCHE 1. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (a) längs der Steuerkante (2) denselben Wert, die Abschrägung jedoch veränderliche Tiefe besitzt.

   2. Kraftstoffeinspritzpumpe für Brenn kraftmaschinen nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Kegelwinkel (a) längs der Steuerkante (2) variiert, die Abschrägung aber stets gleiche Tiefe besitzt.