Einspritzpumpe. Gegenstand des Hauptpatentes ist eine Einspritzpumpe, insbesondere mit schieber- gesteuertem Saugkanal und Rückströmrege- lung für Brennkraftmaschinen mit variabler Drehzahl, die bei hoher Drehzahl weniger Brennstoff einwandfrei verarbeiten kön nen als bei niedriger Drehzahl.
Gemäss der Erfindung des Hauptpatentes besitzt die Ein spritzpumpe ein Druckventil, das. zwecks Herbeiführung einer mit steigender Drehzahl zunehmenden Entlastung der Druckleitung bei kleinem Hube den Brennetoffdurchfluss stark drosselt und erst nach grösserem Hube einen grösseren Durchflussquerschnitt frei gibt, so dass es bei hoher Drehzahl einen er heblich grösseren Hub vollführen muss als. bei geringer Drehzahl, wo nur kleine Durchfluss- querschnitte benötigt werden und der Ven tilhub infolgedessen geringer ist.
Dadurch wird ermöglicht, die bei gleich- bleibender Einstellung der Regelglieder mit der Drehzahl ansteigende Fördercharakteristik einer Einspritzpumpe der mit steigender Drehzahl fallenden Höchstlasst-Verbrauchs- charakteristik des, Motors selbsttätig anzu gleichen und damit dem Motor im ganzen Drehzahlbereich jeweils die grösstmögliche Leistung zu entnehmen.
Nun gibt es aber auch Motoren, deren Höchstlast-Verbrauch,scharakteriystik nichtv an dem untern Drehzahlbereich bis zur Höchst drehzahl ständig abfällt, sondern im untern Drehzahlbereieh bis in die Gegend des mitt leren gleichbleibend oder ansteigend ist, und erst bei weiterer Drehzahlsteigerung abfällt.
Zum Beispiel Motoren mit Spül- oder Auf ladegebläsen können eine solche Höchstlast- Verbrauchscharakteristik aufweisen, weil der Lieferungsgrad des Gebläsee bei niederer Drehzahl schlecht ist, sich bis zur mittleren Drehzahl auf einen Höchstwert steigert, uni dann gleichzubleiben oder abzufallen.
Um nun für solche Motoren die Kenn linien der Pumpenfördermenge und des Höchsstlastverbrauches des Motors so weit als möglich in Einklang zu bringen, bleibt ge- mäss der zusätzlichen Erfindung der Durch flussquerschnitt bei den Ventilhüben, die bei kleinen und mittleren Drehzahlen auftreten, sehr eng und erweitert sich erst beim Ventil hub bei grösseren Drehzahlen allmählich.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes durch eine Einspritzpumpe; Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Druck ventile und Fig. 6 zeigt Kennlinien der maximalen Einspritzbrennstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl.
Am Gehäuse 1 der Einspritzpumpe ge mäss Fig. 1 ist im Zylinder 2 ein Pumpen kolben 3 angeordnet, .der an seinem innern Ende eine Steuerfläche 4 trägt, die auf der äussern Seite durch eine schräg zur Kolben achse verlaufende Kante 5 begrenzt ist und mit einem Saugkanal 6 und einem Rückfluss- kanal 7 zusammenarbeitet. Der Pumpenar beitsraum 8 im Zylinder 2 wird in Richtung der Kolbenachse begrenzt .durch ein mit Hilfe @einesl ,Gewindenippels 9 auf,den Zylin der 2 gepresstes, Gehäuse 10 mit einer Boh rung 11, in der ein Ventilkörper 12 angeord net ist. Von der Bohrung 13 des.
Gewinde nippels 9 führt die nicht gezeichnete Druck leitung zur Einspritzdüse. Der Ventilkörper 12 wird von einer Feder 15 mit einer kege- ligen Sitzfläche 14 auf das Gehäuse 10 ge presst.
Die Abszisse n, in Fig. 6 bezeichnet die niedrigste Betriebsdrehzahl von etwa 400 je Minute, während die Abszisse n2 die höchste. Betriebszahl von etwa 2000 je Minute be deutet. Infolge der bei höheren Drehzahlen kleineren Spaltverluste zeigen schieberge steuerte Einspritzpumpen bei jeder Regelstel lung, insbesondere auch bei .der Einstellung auf Vollastmenge, einen mit der Drehzahl ansteigenden Förderverlauf nach der Kenn linie A.
Dieser Verlauf entspricht nicht dem Verlauf der höchs@tlast-Verbrauchskennlinie vieler Motoren. Durch eine Verminderung der Durchflussquerschnitte des Druckventils bei kleinem Hub kann, wie im Hauptpatent gezeigt wurde, eine mit steigender Drehzahl absinkende Kennlinie B, die sich mit der Höchstlast-Verbrauchskennlinie vieler Moto ren deckt, erreicht werden.
Andere Motoren, insbesondere solche mit Spül- oder Auflade- gebläGen können jedoch eine mit der Dreh zahl zunächst zunehmende, dann aber wieder abnehmende Höchstbrennstoffmenge rauch frei verbrennen, so dass sich eine Höchstlast- Verbrauch.skennlinie nach der Linie C in Fig. 6 ergibt, der die Förderkennlinie der Pumpe angeglichen werden muss, wenn man bei jeder Drehzahl die grösstmögliche Lei stung bei gerade noch rauchfreiem Gang aus dem Motor herausholen will.
Um diesen Kennlinienverlauf zu erzielen, ist am Ven tilkörper eine Eindrehung 16 angeordnet, die zwischen .der kegelförmigen Fläche 14 und den Steuernuten 17 liegt, die sich gegen die Eindrehung stark verengen. Der Durch- gangsquerschnitt an der Eindrehung 16 ist erheblich .grösser als derjenige der .Steuer- nuten 17 an der Stelle der stärksten Ver engung.
Die Wirkungsweise ist folgende: Der Ventilkörper 12 öffnet den Durch- flussquerschnitt bei kleinem Hub nur wenig und erst nach einem grösseren Hub geben die Steuernuten 17 einen etwas grösseren, aber immer noch sehr engen Querschnitt für den Durchfluss des Brennstoffes frei.
Aus diesem Grund taucht der Ventilkörper bei grösseren Fördergeschwindigkeiten mehr aus der Füh rung 11 des Gehäuses 10 aus, als bei kleinen Fördergeschwindigkeiten. Beim Aufsteuern des Rücklaufkanals 7 beginnt der Ventil körper seine Schliessbewegung, bei der sich bei hoher Drehzahl der zuerst weite Durch flussquerschnitt immer mehr verengt, bis die stärkste Verengungsstelle an der vom Ge häuse 10 gebildeten Abschlusssteuerkante vorbeigegangen isst. Von diesem Zeitpunkt ab bleibt der sehr enge R.ücklaufquerschnitt gleich.
Da bei hohen Drehzahlen und Förder- geschwindigkeiten der Ventilkörper einen grösseren Hub ausführt als bei mittleren und niederen Drehzahlen, ist der Rücklaufweg und die Schliesshubgeschwindigkeit des Ven tilkörpern bei hoher Drehzahl grösser.
Da aber der Umflutungsvorgang umso eher aufhört, je grösser die Ventilschliessge- schwin.digkeit ist und je höher der Ventil körper beim vorangegangenen Einspritzhub der Pumpe aus seiner Führung herausgeho ben wurde, wird nun auch bei der weiteren Schliessbewegung .desVentilkörpers der Raum inhalt der Druckleitung um ein dem Ventil hub entsprechend grosses Volumen ver grössert,
das der Ventilkörper biss zum Auf sitzen auf seinen Sitz freigibt und das eine dem Ventilhub entsprechend hohe Ent laatung im Raum zwischen Düsenmündung und Ventil ergibt. Beim nachfolgenden För- dervorgang kann .das Einspritzen erst begin nen, wenn das, Volumen der Druckleitung wieder aufgefüllt ist und der Druck in ihr den Öffnungsdruck der Düse erreicht hat.
Hierzu ist bei vorausgegangener hoher Ent lastung ein beträchtlicher Anteil der Förder menge zu verwenden, so da.ss für die Ein spritzung nur noch eine kleine Fördermenge übrig ist. Bei grösserer Fördergeschwindig- keit ist also die Volumenauffüllung der Druckleitung und damit der Anteil, um den sich die Einspritzmenge verkleinert, entspre chend der vorausgegangenen grösseren Ent- la,stung grösser als bei mittleren oder niederen Fördergeschwindigkeiten.
Die zwischen der kegelförmigen Sitz fläche und der stärksten Steuernutenver- engung liegende Eindrehung 16 am Ventil körper vergrössert bei höheren Drehzahlen den Hub, da die otärkste Verengung trotz .der zwischen ihr und der Kegelfläche befind lichen Erweiterung nicht mehr Brennstoff durchlässt als ihrem Querschnitt entspricht, so dass das Druckventil erst dann einen grö sseren Querschnitt freigibt, wenn sie an der Steuerkante vorbeigegangen ist.
Bei niederen Drehzahlen ist der Hub des Ventilkörpers so gering, dass die Stelle der grössten Verengung nicht aus der Ventilboh rung heraustaucht. Der starken Drosselung wegen bleibt im Bereiche niederer Drehzah len das während der Schliessbewegung frei- gegebene Volumen und damit die Entlastung klein, so dass in diesem Drehzahlbereich die Förderkennlinie ansteigend verläuft.
Erst bei höheren Drehzahlen wo die grösste Vereng Luig aus der Ventilbohrung 11 austaucht, fällt die Förderkennlinie gemäss ,der Linie C in Fig. 6.
Nach Fig. 2 besitzt der Druckventilkör- per zwischen .der -Sitzfläche 14 und der Ein drehung 16 ein Tauchkölbchen 18, das in die Ventilbohrung 11 eingepasst ist und eine Entlastung der Druckleitung bewirkt, indem beim ,Schliessen des Druckventils von dem Augenblick an, wo das Kölbchen 18 in die Ventilbohrung eintaucht, das Volumen des Raumes zwischen dem Druckventil und der Düse. vergrössert wird.
Diese Volumenvergrö sserung ist bei allen Drehzahlen dieselbe.
Nach Fig. 8 sind .die Steuernuten 17a im Gehäuse 1-0 angeordnet. Der Kopf auf ' ,dem kegelförmigen Sitz 14 des normalen Ventil körpers 12 bildet die Steuerkante. Zwischen den Steuernuten 17a und dem kegelförmigen Sitz ist im Gehäuse 10 die zylindrische Fläche 16a angeordnet, die mit dem Ventil kopf einen engen Spalt bildet.
Nach Fig. 4 ist der Ventilkörper unter dem Ventilsitz 14 mit einem Tauchkölbchen 1,8 versehen. Das Gehäuse 10 ist hinter dem Druckventil kegelig ausgedreht und diese Kegelfläche 17b ersetzt die Steuernuten 17 bezw. 17a.
In Fig. 5 sind das Tauchkölbchen 18 und die Eindrehung 16 am Druckventilkörper 12 hinter dem Ventilsitz angeordnet. Die Ein drehung 16: ist zwischen einem Tauehkölb- chen 18 und Steuernuten 17 angeordnet.