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Einspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einspritzpumpe für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen mit
rotierendem Verteiler und durch die Pumpenkolbenbewegung gesteuerter, mittels Fliehkraftregler
veränderbarer Überströmmengenregelung, wobei Pumpenkolben und Pumpenkolbenführung
in einem um eine zur Pumpenkolbenachse senkrechte Achse rotierenden Gehäuse angeordnet
sind, während die Kolbenhubbewegung durch feststehende Nocken erfolgt.
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Eine bekannte Verteilereinspritzpumpe dieser Art ist insofern aufwendig,
als zur Steuerung des überströmens eine der Anzahl der Motorzylinder entsprechende
Zahl von Überströmöffnungen mit der entsprechenden Genauigkeit hergestellt werden
müssen. Zur Übertragung der Reglerbewegung ist zudem ein mehrteiliges Gestänge erforderlich.
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Diese Nachteile werden beim Gegenstand der Erfindung vermieden. Die
Erfindung besteht darin, daß bei einer Einspritzpumpe der eingangs erwähnten Gattung
die Überströmregelung in an sich bekannter Weise mit Schrägschlitzen und relativ
zur Pumpenkolbenführung verdrehbarem Pumpenkolben arbeitet, wobei die Regler-Fliehgewichte
an dem die Pumpe enthaltenden Rotor gelagert sind.
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Die Erfindung bietet den Vorteil einer besonders einfachen Übertragung
des Reglerhubes auf die Einspritzpumpe. Die Bemessung der einzelnen Brennstoffladungen
erfolgt stets durch ein und dieselben Steuerkanten, z. B. durch die Steuerkante
einer Öffnung im Pumpenzylinder einerseits und die Steuerkante eines Schrägschlitzes
im Pumpenkolben andererseits. In dieser Beziehung ist die erfindungsgemäße Einspritzpumpe
auch einer bekannten Verteilereinspritzpumpe überlegen, deren hin- und hergehendes
und zugleich rotierendes Pump- und Verteilerglied zwar nur einen einzigen Schrägschlitz
aufweist, der jedoch mit mehreren Öffnungen im Pumpenzylinder zusammenwirkt; die
Winkelabstände dieser Öffnungen können ungenau sein, oder es kann - was auf das
gleiche hinausläuft -die Kanten-Abnützung der einzelnen Öffnungen unterschiedlich
sein. Beim Gegenstand der Erfindung sind Abweichungen der einzelnen Brennstoffladungen
somit weitgehend vermieden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung greift eines
der auf die Reglerfedern einwirkenden Verstellglieder des Reglers unmittelbar an
dem die Relativverdrehung von Pumpenkolben und Pumpenkolbenbüchse bewirkenden Regulierglied,
beispielsweise an der an sich bekannten, um die Pumpenkolbenachse verdrehbaren Regulierhülse
an. Zweckmäßig ist die Ausbildung in der Weise getroffen, daß ein Teil des Fliehgewichtes
des Reglers, beispielsweise der mit dem Fliehgewicht verbundene Winkelhebel oder
die Regelmuffe, in die Regulierhülse eingreift. Auf diese Weise kann somit die Übertragung
des Reglerhubes auf den zu regelnden Teil wesentlich einfacher erfolgen als bei
üblichen Einspritzpumpen, bei welchen die Pumpenkolbenbüchse stationär ist und der
Fliehgewichtsträger des Reglers relativ zur Pumpenkolbenbüchse bzw. zur Regulierhülse
rotiert. Dies wird eben durch die erfindungsgemäße Maßnahme ermöglicht, daß der
Regler an dem den Pumpenkolben umfassenden Rotor gelagert ist und daß somit Fliehgewichtsträger
und Pumpenkolbenbüchse bzw. Regulierhülse relativ zueinander in Ruhe sind.
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Gemäß der Erfindung ist ferner der rotierende Verteilerschieber konzentrisch
mit der Rotationsachse der Pumpe angeordnet, und zwar zweckmäßig in der Weise, daß
der an seinem Umfang die Steueröffnung aufweisende Schieberteil mit dem Rotor starr
verbunden bzw. von einem Teil des Rotors, beispielsweise einer Lagerung desselben,
gebildet ist und die Steueröffnung des rotierenden Schieberteiles so zur Pumpe orientiert
angeordnet ist, daß sie insbesondere während der Zeit ihrer Deckung mit den im feststehenden
Schieberteil befindlichen Steueröffnungen durch eine Reaktionskraft aus der Pumpe
(Federkraft, Kolbenkraft oder Einspritzdruck) gegen die Lauffläche des feststehenden
Schieberteiles gedrückt wird. Dadurch wird einerseits der Antrieb des Verteilerschiebers
vereinfacht und andererseits die Dichtung zwischen
Schieber und
Schieberspiegel verbessert und unabhängig vom Abnützungsgrad dieser Teile gemacht,
wodurch wieder die Präzision der Einspritzung bzw. der Brennstoffzumessung zum Zylinder
weiter verbessert wird, da Leckverluste im Steuerschieber ausgeschaltet werden.
Die den rotierenden Schieberteil an den Schieberspiegel anpressende Reaktionskraft
kann am einfachsten dadurch erzeugt werden, daß die Steueröffnung des rotierenden
Schieberteiles diametral gegenüber der Lauffläche des Stößels angeordnet wird. Der
auf den im Rotor gelagerten Stößel von den feststehenden Nocken ausgeübte Druck
preßt den rotierenden Schieberteil im Rahmen des Lagerspieles an die Dichtfläche
des Schieberspiegels.
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Um nun die Anordnung in bezug auf die Präzision der Brennstofförderung
zu vervollständigen, sind gemäß der Erfindung Pumpenkolben und Pumpenstößel nahe
einer der beiden Lagerungen des Rotors angeordnet, so daß auch der Einfluß von Durchbiegungen
des Rotors, durch welche der Hub des Pumpenkolbens verringert werden könnte, ausgeschaltet
wird. Zweckmäßig ist hierbei der Pumpenkolben und Stößel an dem dem Verteilerschieber
abgewendeten Ende des Rotors angeordnet, so daß der Verteilerschieber, welcher gleichzeitig
die eine Seite der Lagerung des Rotors bildet, entlastet wird; dadurch wird wieder
die Abnützung der Schieberflächen verringert, was weiter zur Präzision der Brennstofförderung
beiträgt. Hierbei ergibt sich eine günstige Konstruktion, wenn die Fliehgewichte
zwischen Pumpenkolben und Steuerschieber angeordnet sind.
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Durch das Zusammenwirken aller dieser Maßnahmen wird eine Einspritzpumpe
von praktisch vollkommener Präzision in bezug auf die Förderung geschaffen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
schematisch erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Einspritzpumpe nach Linie
I-I der Fig. 2; Fig. 2 zeigt einen Radialschnitt nach Linie II-II der Fig. 1; Fig.
3 zeigt eine Ansicht der Einspritzpumpe in der Richtung des Pfeiles III; Fig.4 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform der Einspritzpumpe in Seitenansicht, wobei lediglich
das Gehäuse derselben im Schnitt dargestellt ist; Fig.5 zeigt wieder eine andere
Ausführungsform der Einspritzpumpe im Axialschnitt.
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In einem Gehäuse i ist in Lagern 2 und 3 ein Rotor 4 gelagert, mit
welchem das Gehäuse 5 der Einspritzpumpe starr verbunden ist. Im Gehäuse 5 ist innerhalb
der Pumpenkolbenbüchse 6 ein Kolben 7 der Einspritzpumpe geführt. 8 stellt das Druckventil
dar und 9 die Regulierhülse, in deren Schlitz 10 d'as Querhaupt 11 des Kolbens 7
eingreift. Die Regelung erfolgt in an sich bekannter Weise durch Überströmung, unter
Vermittlung eines Schrägschlitzes 12 im Pumpenkolben 7, welcher über eine Bohrung
13 mit dem Arbeitsraum 14 der Pumpe in Verbindung steht. Die mit dem Schrägschlitz
12 zusammenwirkende Überströmöffnung in der Pumpenkolbenbüchse 6 ist mit 15 bezeichnet.
Durch diese Öffnung 15 erfolgt gleichzeitig die Zufuhr des Brennstoffes zum Arbeitsraum
14 des Kolbens 7. Die Betätigung des Pumpenkolbens erfolgt durch einen im Gehäuse
5 geführten Rollenstößel 16, welcher mit im Gehäuse 1 feststehenden Nocken 17 zusammenwirkt.
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Die Regelung erfolgt durch einen Fliehkraftregler, dessen Fliehgewichte
mit 18 und 19 bezeichnet sind. Die Fliehgewichte sind um Lagerzapfen 20 schwenkbar
am Pumpengehäuse 5 angelenkt und wirken mit Armen 21 auf eine Muffe 22, welche durch
die Reglerfeder 23 belastet ist. Die willkürliche Regelung erfolgt durch Veränderung
des Druckes der Reglerfeder 23. Zu diesem Zweck ist das ringförmige Widerlager 24
der Feder 23 gegen einen Hebel 25 abgestützt, welcher mit dem Drehzahlwählhebe126
verbunden ist, so daß das Widerlager 24 axial verschoben werden kann.
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Das Verstellglied des Fliehkraftreglers greift unmittelbar an dem
von der Regulierhülse 9 gebildeten Regulierglied an, welches die Relativverdrehung
von Pumpenkolben 7 und Purnpenkolbenbüchse 6 bewirkt. Wie die Zeichnung zeigt, greift
ein Teil des Fliehgewichtes 18, nämlich der mit diesem verbundene Winkelhebel 21,
unter Vermittlung eines Kugelzapfens 27 unmittelbar in einen Schlitz 28 der Regulierhülse
9 ein, so daß beim Ausschwenken der Fliehgewichte die Regulierhülse 9 und damit
der Pumpenkolben 7 mit dem Schrägschlitz 12 verdreht wird. Das zweite Fliehgewicht
19 stellt lediglich das Gegengewicht zum Fliehgewicht 18 dar und ist mit der Regulierhülse
9 nicht verbunden.
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Die von dem einzigen Kolben 7 bei jedem Hub geförderten Brennstoffmengen
sollen nun zu verschiedenen Einspritzleitungen verteilt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Zeichnung weist der in das Gehäuse 1 eingesetzte Nockenring 29 drei -Nocken
17a, 17b, 17c auf, so daß der Kolben 7 während einer Umdrehung des Rotors 4 drei
Hübe ausführt, wobei der Brennstoff auf drei Motorzylinder verteilt wird. Die Lagerung
2 ist nun als Verteilerdrehschieber ausgebildet. Der über das Druckventil 8 geförderte
Brennstoff strömt über einen Kanal 30 im Rotor 4 zu einer Steuerbohrung 31 des rotierenden
Schieberteiles 32, welcher gleichzeitig den Lagerzapfen des Rotors darstellt. Das
Lager 2 bildet den feststehenden Schieberspiegel und weist eine Anzahl von Steueröffnungen
33 auf, welche der Anzahl der Nocken 17 entspricht. Bei dem Ausführungsbeispiel
der Zeichnung sind somit drei Steueröffnungen 33 im Schieberspiege12 vorgesehen,
welche zu den Anschlüssen 34 der Einspritzleitungen führen.
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Bei jedem Förderhub des Kolbens 7 gelangt die Steuerbohrung 31 des
rotierenden Schieberteiles 32 zur Überdeckung mit einer Steueröffnung 33 im feststehenden
Schieberspiegel 2. Der Förderhub des Kolbens erfolgt dann, wenn der Rollenstößel
16 auf einen der Nocken 17a, 17b, 17c aufläuft. Beim Auflaufen auf einen
der Nocken 17a, 17b, 17c wird auf den Rotor4 eine Reaktionskraft in Richtung
der Pfeile35a, 356 bzw. 35c ausgeübt, welche den Rotor in die durch die Pfeile angedeutete
Richtung drückt (s. Fig.3). Die Anordnung ist nun so getroffen, daß beim Auflaufen
auf den Nocken 17a die Steuerbohrung 31 zur Überdeckung mit der Steueröffnung 33a,
beim Auflaufen auf den Nocken 17b die Steuerbohrung 31 zur Überdeckung mit der Steueröffnung
33 b und beim Auflaufen auf den Nocken17c die Steueröffnung31 zur Überdeckung mit
der Steueröffnung 33 c gelangt. Durch die beim Auflaufen auf die Nocken 17 entstehenden
Reaktionskräfte wird somit der rotierende Schiebertei132 immer in die Dichtstellung
gedrückt, so daß auch bei einem auftretenden Lagerspiel die Dichtung und damit die
Präzision der Förderung gewährleistet ist. Zu diesem Zweck kann eine beliebige,
in der Pumpe entstehende Reaktionskraft, wie beispielsweise die Federkraft, die
Kolbenkraft oder der Einspritzdruck, ausgenützt werden.
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Wie die Zeichnung zeigt, ist der Pumpenkolben 7 mit dem Stößel 16
außerhalb der Mitte zwischen den
beiden Lagerungen 2 und 3, und
zwar nahe der Lagerung 3 angeordnet. Dadurch wird die Lagerung 2, welche gleichzeitig
den Verteilerdrehschieber bildet, entlastet, es wird die Auswirkung der Durchbiegung
des Rotors auf den Kolbenhub verringert, und es wird zwischen der den Verteilerdrehschieber
bildenden Lagerung 2 und dem Kolben 7 ein freier Raum für die Unterbringung der
Fliehgewichte 18, 19 und der Reglerfeder 23 geschaffen.
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Die Brennstoffzufuhr zum Arbeitsraum 14 des Kolbens 7 erfolgt axial
über einen Anschluß 36 am Gehäuse 1. Hierbei ist der Brennstoff über einen Raum
37 an der Stirnseite 38 des Rotors 4 geführt, von welchem er über Kanäle 39 zur
Einlaßbohrung 15 gelangt. Dadurch, daß die Stirnseite 38 des Rotors 4 von dem unter
Vorpumpendruck zugeführten Brennstoff beaufschlagt ist, wird eine gute Schmierung
der Lagerung 2 erreicht.
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Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach Fig. 1 bis 3 lediglich dadurch, daß der Winkelhebel 21 des einen Fliehgewichtes
nicht unmittelbar in die verdrehbare Regulierhülse 9 eingreift. Die Fliehgewichte
18 wirken mit ihren Winkelhebeln 21' auf die Reglermuffe 22' ein, welche nun ihrerseits
unter Vermittlung eines Stiftes 40 in den nicht dargestellten Schlitz 28 der Regulierhülse
9 eingreift.
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Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das Druckventil 8'
nicht koaxial mit dem Kolben 7 angeordnet ist, sondern seitlich desselben in einen
an den Arbeitsraum 14 der Pumpe angeschlossenen Kanal 41 eingeschaltet ist. Dadurch
wird ein besonders kleiner Durchmesser der Pumpe bzw. des Gehäuses 1 ermöglicht.
Im übrigen entspricht die Bauart nach Fig. 5 der Bauart nach Fig. 1 bis 3.