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Brennstoff ein spritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen
Mit den wachsenden Betriebsdrehzahlen von Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung
steigen die Forderungen an die Einspritzvorrichtungen, insbesondere im Hinblick
auf die Regelung der eingespritzten Brennstoffmenge, die Feinheit der Zerstäubung
und die Lebensdauer. Der bisher zu diesem Zweck meist benutzte Fliehkraftregler,
der für die Regelung bei niedrigsten Leerlaufdrehzahlen verhältnismäßig große Massen
benötigt, weist infolgedessen bei hohen Betriebsdrehzahlen sehr große Fliehkräfte
auf, was zu einer sehr robusten Konstruktion mit beträchtlichen Abmessungen führt.
Der Fliehkraftregler ist ferner verhältnismäßig kompliziert, demgemäß störanfällig
und hat eine ziemlich kleine Lebensdauer.
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So ist bei einer Pumpe mit rotierender Verteilerwelle zum Einspritzen
von Brennstoff' in Brennkraftmaschinen, bei welcher der Brennstoff periodisch in
eine Leitung geliefert wird, die im Innern der Verteilerwelle angeordnet ist, bereits
vorgeschlagen worden, daß ein unter dem Einfiuß der Pumpe hin- und herbewegbarer,
einer Rückstellkraft, beispielsweise einer Feder, unterworfener Regelkolben vorgesehen
ist, der in einem in der drehbeweglichen Welle, vorzugsweise gleichachsig mit dieser
vorgesehenen Zylinder eine Kammer begrenzt, die an die Leitung angeschlossen und
mit einem Kanal verbunden ist, in welchem eine Drosselstelle vorgesehen ist, und
der zum Teil in der drehbeweglichen Welle und zum Teil im Pumpengehäuse derart angeordnet
ist, daß der Durchtrittsquerschnitt während jeder Förderung in die Leitung infolge
Nichtübereinstimmens der genannten Abschnitte des Kanals versperrt ist.
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Um eine bessere Zerstäubung des Brennstoffes zu erreichen, sind ferner
Einspritzvorrichtungen bekannt, bei denen Einspritzdrücke von 1000 kp/cm2 benutzt
werden. Zur Erzielung dieser hohen Drücke werden Einspritzvorrichtungen benutzt,
die unmittelbar auf dem Kopf der Brennkraftmaschine angebracht sind und durch ein
gleichfalls bis an den Kopf der Brennkraftmaschine herangeführtes mechanisches Getriebe
selbständig angetrieben werden. Der wesentliche Nachteil dieser Ausführungen liegt
in dem komplizierten Aufbau, der beschränkten Verwendbarkeit derartiger Einspritzvorrichtungen
sowie in der Unzulänglichkeit des Kopfes der Brennkraftmaschine.
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Die Erfindung verfolgt grundsätzlich das Ziel, eine Vorrichtung für
eine einfache Lösung der Regelung der Brennstoffzufuhr nach dem Prinzip der hydraulichen
Regelung zu finden, die es ermöglicht, hohe Einspritzdrücke zu erzielen, ohne daß
die Konstruktion des Motors wesentlich geändert werden muß.
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Bei einer Brennstoffeinspritzvorrichtung für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen,
bestehend aus einer Verteilerpumpe mit zwei in einem Verteilerrotor gegenläufig
angeordneten Pumpenkolben und einer Einspritzdüse für jeden Motorzylinder, wobei
ein Einspritzkolben durch die Pumpenkolben hydraulisch einwärts und durch Federkraft
auswärts angetrieben und die während seines Auswärtshubes von ihm verdrängte Flüssigkeit
derart aufstaubar ist, daß der Auswärtshub mindestens von einer bestimmten Drehzahl
an um so kürzer wird, je höher die Drehzahl ansteigt, besteht die erfindungsgemäße
Lösung darin, daß die Vorrichtung zum Aufstauen aus einer an sich bekannten Zeitquerschnittssteuerung,
die eine auf dem Rotor axial bewegliche und mit einer im Rotor vorgesehenen Ausnehmung
zusammenwirkende Regelbuchse umfaßt, sowie einer durch den Rotor in den Strom der
vom Einspritzkolben verdrängten Flüssigkeit einschaltbaren Drosselstelle mit festem
Querschnitt besteht und daß ferner ein Einspritzkolben in jeder Einspritzdüse vorgesehen
ist.
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Diese Einspritzvorrichtung erfordert im Vergleich zu den gebräuchlichen
und bekannten Einspritzvorrichtungen keine besonderen baulichen Maßnahmen am Motor
und ermöglicht ein einfaches und verhältnismäßig anspruchsloses Regelverfahren und
die Erzielung
hoher Einspritzdrücke von der Größenordnung 1000
kg/cm2.
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Gegenstand der Erfindung ist demnach eine verhältnismäßig einfach
aufgebaute Einspritzvorrichtung mit einer selbständigen Einspritzpumpe sowie mit
Einspritzdüsen, die über Verdrängerrohre mit der Einspritzpumpe verbunden sind.
Der übliche Fliehkraftregler ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch ersetzt,
daß die von den Einspritzkolben auf ihrem Rückhub verdrängte Flüssigkeitsmenge regelbar
ist. Durch eine in der Einspritzdüse vorgesehene hydraulische Untersetzung lassen
sich hohe Einspritzdrücke erzielen. Bei der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
braucht der mechanische Antrieb nicht an die Zylinderköpfe herangeführt zu werden.
Die Einspritzpumpe arbeitet dabei mit einem üblichen Einspritzdruck von 200 bis
300 kp/cm2, so daß keine erhöhten Ansprüche an den Antriebsmechanismus der Pumpe
gestellt zu werden brauchen.
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Der Kern der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung sind besonders
ausgebildete Einspritzdüsen, die einen Einspritzkolben haben, der über die Einspritzpumpe
hydraulisch angetrieben wird. Der Raum unter dem Einspritzkolben wird durch Brennstoff
gefüllt, der mit niedrigem Förderdruck (etwa 1 kp/cm2) der Einspritzdüse zugeführt
wird. Der Einspritzkolben wird durch eine Feder zurückgeführt, wobei die Zeitdauer
dieser Rückhol-Saugbewegung - ausgedrückt in Winkelgraden der Drehbewegung der Einspritzpumpe
- von der Einspritzpumpe gesteuert wird. Bei einer bestimmten Einstellung der Dauer
des Saughubes verkürzt sich bei überschreiten der entsprechenden Drehzahl der Saughub,
so daß die eingespritzte Brennstoffmenge sinkt und ein selbsttätiger Regelvorgang
erzielt wird. Je nach der Größe der Winkeleinstellung der Dauer des Saughubes des
Einspritzkolbens setzt der Regelvorgang bei einer höheren oder einer niedrigeren
Motordrehzahl ein. Falls mit einem hohen Einspritzdruck gearbeitet werden soll,
ist im Einspritzer über dem Einspritzkolben ein weiterer Kolben vorgesehen, der
einen größeren Durchmesser als der Einspritzkolben aufweist, so daß der Einspritzdruck
im Verhältnis der Flächen beider Kolben größer als der Druck des im Verdrängerrohr
zwischen Pumpe und Einspritzdüse vorhandenen Brennstoffes ist.
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Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung
ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine Einspritzdüse mit geschlossener
Düse bei Arbeitsweise mit niedrigem Einspritzdruck, F i g. 2 ein Detail dieser Einspritzdüse
bei Verwendung einer offenen Düse mit Rückschlagventil, F i g. 3 ein oberes Detail
der Einspritzdüse gemäß F i g. 1 für eine Arbeitsweise mit hohem Einspritzdruck,
F i g. 4 einen Schnitt durch die Einspritzpumpe, F i g. 5 ein Detail des Rotors
der Einspritzpumpe gemäß F i g. 4.
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Dem Körper 1 der Einspritzdüse (F i g. 1) wird Brennstoff durch eine
Einspritzpumpe über ein an den Eintrittsstutzen 2 angeschlossenes Rohr zugeführt.
Im Körper 1 ist ein mit Kanälen 4, 5, 6 und 7 sowie Umfangsnuten 8 und 9 versehener
Einspritzkolben 3 eingeläppt. Der Einspritzkolben 3 wird durch eine Feder 10 nach
oben gedrückt, die sich mit ihrem unteren Ende an einem abgesetzten Zapfen
11 abstützt.
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Der Brennstoff wird unter niedrigem Druck (etwa 1 kp/cm2) von einer
nicht dargestellten Pumpe über eine Rohrleitung einem Stutzen 12 zugeführt
und verteilt sich von hier aus über im Körper 1 vorgesehene Kanäle 13 und
14.
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An die untere Stirnfläche des Körpers 1 schließen sich Teile
16, 17 sowie eine Düse 18 an, die mittels einer gemeinsamen überwurfmutter
15 am Körper 1
befestigt sind. In der oberen Stirnfläche des Teiles
16
befindet sich eine Ringnut 19, in die ein senkrechter Kanal
20 mündet. Ein schräger Kanal 21 führt aus dem die Feder
10 aufnehmenden Hohlraum, der den Arbeitsraum des Einspritzkolbens 3 bildet,
bis zur unteren Stirnfläche des Teiles 16. Im mittleren Bereich des Teiles 16 ist
ein Hohlraum vorgesehen, der zur Aufnahme eines leichten Saugventils 22 dient, das
durch eine Feder 23 belastet ist. Im Teil 17 sind außer einem nach unten in einen
Hohlraum 25 mündenden zentralen Kanal 24 ein an den Kanal 20 angeschlossener schräger
Kanal 26 sowie ein an den Kanal 21 angeschlossener senkrechter Kanal 27 vorgesehen.
In den Hohlraum 25 ist im oberen Bereich ein abgesetzter Zapfen 28 eingesetzt, der
als Anschlag für die Nadel 29 in der Schließstellung der Düse wirkt. Diese
Nadel 29 ist in die Düse 18 eingeläppt und wird durch eine Feder
30 nach unten gedrückt. Die Düse 18 weist an ihrer oberen Stimfläche
eine Ringnut 31 auf, in die ein schräger Kanal 32 mündet, durch den der Brennstoff
dem Hohlraum 33 unter der Nadel 29 zugeführt wird. Die Nadel 29 deckt dabei die
Ausspritzöffnungen 34 gegenüber dem Hohlraum 33 ab. Die richtige gegenseitige Lage
der Teile 16 und 17 wird durch einen Stift 35 bestimmt.
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Im Körper 1 ist weiterhin noch ein Kanal 47 vorgesehen, der mit seinem
unteren Ende in die Ringnut 19 und mit seinem oberen Ende in einen waagerechten
Kanal 48 mündet. Der Kanal 48 mündet seinerseits in die am Einspritzkolben
3 vorgesehene Umfangsnut 9, wenn sich der Kolben 3 in der oberen Endlage befindet.
Der Kanal 48 ist nach außen hin durch eine Entlüftungsschraube 49 abgedichtet.
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Die in F i g. 2 dargestellte Ausführung unterscheidet sich von der
gemäß F i g. 1 nur dadurch, daß statt einer geschlossenen Düse eine offene Düse
mit Rückschlagventil vorgesehen ist. Die überwurfmutter 15 verbindet in diesem Fall
mit dem Teil 17 ein Rückschlagventil 36 und eine Düse 44.
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In der oberen Stirnfläche des Rückschlagventüs 36 ist eine Ringnut
37 vorgesehen, in die der Kanal 27 mündet. An diese Ringnut 37 schließt
sich ein schräger Kanal 38 an, der in einen axialen Kanal 39
übergeht, der
durch einen an seiner Oberseite kegelförmig ausgebildeten Verschlußkörper 41 abgeschlossen
wird. Dieser Verschlußkörper 41 ist in einer zylindrischen Ausnehmung
40 des Rückschlagventils 36 geführt und wird durch eine Feder 43 nach
oben gedrückt. Zwischen dem kegelförmigen oberen Teil und dem zylindrischen unteren
Teil des Verschlußkörpers 41 sind Öffnungen 42 vorgesehen.
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Die Düse 44 enthält einen axialen Kanal 45, der die
Ausnehmung 40 mit Ausspritzöffnungen 46 verbindet.
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F i g. 3 zeigt den oberen Teil einer gegenüber F i g. 1 abgewandelten
Ausführung, bei der der Körper
50 der Einspritzdüse für eine Arbeitsweise
mit hohem Einspritzdruck ausgebildet ist. In diesem Fall hat der Einspritzkolben
51 lediglich eine Nut 52, die durch einen radialen Kanal 53 und einen axialen Kanal
54 mit dem Raum unterhalb des Einspritzkolbens 51 in Verbindung steht.
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Auf den Einspritzkolben 51 drückt ein Kolben 55, der einen größeren
Durchmesser als der Einspritzkolben 51 aufweist. Der Kolben 55 enthält eine
Umfangsnut 56 sowie Kanäle 57 und 58. Der Raum 59 unterhalb des Kolbens 55 ist über
einen Kanal 60 mit dem Kanal 13 verbunden. Der Körper 50 ist an seinem oberen Ende
durch einen mit einer zentralen Bohrung versehenen Stutzen 61 abgeschlossen, det
den Anschluß der von der Einspritzpumpe kommenden Rohrleitung bildet. In dem Körper
50 ist ferner ein schräger Kanal 62 vorgesehen, der an seinem oberen Ende durch
eine Schraube 63' abgeschlossen ist und unten in den Raum 59 mündet. Ferner enthält
der Körper 50 einen waagerecht verlaufenden Kanal 63, der von rechts mittels
einer Schraube 64 abgeschlossen ist und den Kanal 62 kreuzt und in einer solchen
Höhe angeordnet ist, daß er vor der unteren Endstellung des Kolbens 55 mit der Nut
56 zur Deckung kommt.
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Die in F i g. 4 schematisch dargestellte Einspritzpumpe enthält einen
Rotor 65, der im Stator 66 drehbar gelagert ist. Im linken Teil des Stators sind
in zwei radialen Nuten zwei Stößel 67 geführt, die mit Rollen 68 versehen
sind, die auf Bolzen 69 drehbar gelagert sind. Bei einer Drehbewegung des
Rotors 65 wälzen sich die Rollen 68 der Stößel 67 am inneren Umfang eines Nockenringes
70 ab, der paarweise einander gegenüberliegende Nocken aufweist. Den Stößeln 67
werden dadurch bei einer Drehbewegung des Rotors 65 radiale Bewegungen aufgezwungen,
durch die zwei im Rotor 65 in radialer Richtung verschiebbar gelagerte Kolben
71 auf ihrem Einwärtshub angetrieben werden. Die beiden Kolben 71 stehen
unter der Wirkung einer Feder 72, die sie nach außen zu drücken sucht.
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Der Rotor 65 ist mit einem zentralen Kanal 73 versehen, der an seinem
linken Ende in den Raum zwischen den beiden Kolben 71 mündet. Der Brennstoff
wird von einer in der Zeichnung nicht veranschaulichten Pumpe mit einem Druck von
etwa 1 kp/cm2 einem im Stator 66 vorgesehenen Kanal 74 zugeführt. In dem Zeitintervall,
in dem sich die Kolben 71 voneinander entfernen, tritt der Brennstoff durch eine
am Umfang des Rotors 65 vorgesehene Ringnut 75 über ein leichtes, mittels einer
Feder 77 belastetes Saugventil 76 und den Kanal 73 in den Raum zwischen den beiden
Kolben 71 ein, der sich dadurch mit Brennstoff füllt.
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Rechts vom Saugventil 76 ist im Rotor 65 ein Verteilerkanal 78 vorgesehen
(vgl. auch F i g. 5), der in den zentralen Kanal 73 mündet. Bei der Drehbewegung
des Rotors 65 kommt dieser Verteilerkanal 78 in dem Zeitintervall, in dem die Stößel
67 auf die Nockenpaare des Nockenringes 70 auflaufen, in Verbindung mit den im Stator
66 vorgesehenen radial verlaufenden Ausgangskanälen 79. Der durch die Kolben 71
bei geschlossenem Saugventil 76 verdrängte Brennstoff wird daher durch den Kanal
73, den Verteilerkanal 78 nacheinander den einzelnen Ausgangskanälen 79 zugeführt
und gelangt über die an diese Ausgangskanäle 79 angeschlossenen, in der Zeichnung
nicht veranschaulichten Rohrleitungen in die Eintrittsstutzen 2 bzw. 61 der Einspritzdüsen.
Vor dem soeben erläuterten Verdrängungsvorgang verschiebt sich ein in den rechten
Teil des Rotors 65 eingeläppter Ausweichkolben 80 gegen die Wirkung einer
schwachen Feder 81 um einen kleinen Hubweg s. Erst wenn der Kolben 80 an der Stirnfläche
einer in das rechte Ende des Rotors 65 eingeschraubten Schraube 82 zur Anlage gekommen
ist, erfolgt die Kompression und Verdrängung des Brennstoffes in der erläuterten
Weise.
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Der Ausweichkolben 80 ist im rechten Teil im Durchmesser abgesetzt
und durch die hohl ausgebildete Schraube 82 aus dem Rotor 65 herausgeführt. Auf
das abgesetzte Ende des Kolbens 80 sind eine hufeisenförmige Unterlegscheibe
83, ein Teller 84 und auswechselbare dünne Unterlegscheiben 85 aufgesteckt. Der
Hubweg s des Kolbens 80 wird durch Zahl und Stärke der auswechselbaren Unterlegscheiben
85 bestimmt. Je größer der Hubweg s des Kolbens 80 ist, um so weniger Brennstoff
wird von den Kolben 71 in die Einspritzdüsen verdrängt. Durch geeignete Wahl der
Zahl und Stärke der Unterlegscheiben 85 läßt sich somit die von der Einspritzpumpe
den Einspritzdüsen zugeführte Brennstoffmenge einstellen.
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In einer durch die Achse des radialen Verteilerkanals 78 (F i g. 4)
senkrecht zur Achse des Rotors 65 verlaufenden Ebene ist am Umfang des Rotors 65
eine sich über einen Teil des Umfanges erstrekkende flache Nut 86 vorgesehen (vgl.
F i g. 5). Die Anordnung dieser Nut 86 ist so gewählt, daß sie bei einer Drehbewegung
des Rotors 65 in Richtung des Pfeiles A (vgl. F i g. 5) immer früher als die Mündung
des Verteilerkanals 78 über den Ausgangskanal 79 hinweggeht. Die Nut
86 ist über schräge Kanäle 87 und 88 mit einer Ausnehmung 89 verbunden, die
am Umfang des aus dem Stator 66 nach rechts hinausragenden Teiles des Rotors 65
vorgesehen ist. Im Kanal 88 ist eine als Drosselstelle wirkende Düse
90
mit konstantem Querschnitt angeordnet. Die Ausnehmung 89 hat etwa Dreieckform.
Ihre auseinanderlaufenden Kanten 91 und 92 werden - wie im einzelnen noch erläutert
wird - zur Regelung benutzt.
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Auf den über den Stator 66 hinausragenden Teil des Rotors
65 ist im Bereich der Ausnehmung 89
eine Regelbuchse 93 aufgesteckt,
die mittels eines um einen Zapfen 95 schwenkbaren Hebels 94 axial verschiebbar ist.
Die Regelbuchse 93 ist durch einen Stift 96 gegen Drehbewegung gesichert. Der Stift
96 ist mit dem Stator 66 fest verbunden und greift mit seinem freien Ende in eine
am Umfang der Regel-. buchse vorgesehene, parallel zu ihrer Achse verlaufende Nut
97 ein. Die Regelbuchse 93 enthält ferner radiale Kanäle 98, die regelmäßig über
den Umfang der Buchse verteilt sind und deren Zahl der der Ausgangskanäle 79 des
Stators 66 entspricht. Bei einer Drehbewegung des Rotors 65 ist jeder der Ausgangskanäle
79 während eines mehr oder weniger großen Drehwinkels des Rotors (je nach
der axialen Stellung der Regelbuchse 93) mit der Ausnehmung 89 verbunden. Durch
diese Anordnung wird somit Jeweils vor der früher erläuterten Verdrängung des Brennstoffes
eine Verbindung zwischen dem Ausgangskanal 79 über die Nut 86, die Kanäle 87, 88,
die Ausnehmung 89 und einen der Kanäle 98 der Regelbuchse 93 für eine je nach der
Stellung der Regelbuchse 93 mehr oder weniger kurze Zeitdauer eine Verbindung mit
dem Hohlraum im rechten Teil des
Stators 66 hergestellt. In diesem
Zeitraum entweicht - wie noch näher erläutert wird - aus den Einspritzdüsen über
den beschriebenen Weg Brennstoff, der sich im Hohlraum des rechten Statorteiles
sammelt und von hier aus über den Anschluß 99 und eine Rohrleitung in den Brennstoffbehälter
zurückgeführt wird.
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Wenn dann bei der Weiterdrehung des Rotors 65 in Richtung des Pfeiles
A die Verbindung zwischen der Nut 86 und dem Ausgangskanal 79 unterbrochen wird
und dieser Ausgangskanal 79 mit dem Verteilerkanal 78 in Verbindung kommt, so laufen
die Rollen 68 der Stößel 67 auf das Nockenpaar des Nockenringes 70 auf. Nach
Verschiebung des Entlastungskolbens 80 um den Hubweg s erfolgt dann die Verdrängung
des Brennstoffes in der erläuterten Weise über den Verteilerkanal 78 und
den Ausgangskanal 79 in die Verdrängerrohrleitung und den zugehörigen Einspritzer.
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Der Einspritzkolben 3 ist in F i g. 1 in einer Stellung veranschaulicht,
die er vor der Ausspritzung des Brennstoffes einnimmt. Bei der vorangegangenen,
durch die Feder 10 bewirkten Aufwärtsbewegung des Einspritzkolbens 3 hat
sich der Raum unterhalb des Kolbens 3 mit Brennstoff gefüllt, der von der Pumpe
durch den Stutzen 12, die Kanäle 13 und 14, die Ringnut 19, die Kanäle 20, 26 und
24 über das Saugventil 22 und einen im unteren Teil des Zapfens 11 vorgesehenen
Einschnitt zugeführt wurde.
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Durch die Einspritzpumpe (F i g. 4) wird dann det Brennstoff in der
erläuterten Weise verdrängt und über den Ausgangskanal 79 und die in der Zeichnung
nicht veranschaulichte Rohrleitung in den Eintrittsstutzen 2 geführt, so daß der
Einspritzkolben 3 nach unten gedrückt wird. Der zuvor in den Raum unter dem Einspritzkolben
3 gesaugte Brennstoff wird jetzt durch diesen Kolben über die Kanäle 21 und 27,
die Ringnut 31 sowie den Kanal 32 in den Raum 33 verdrängt, wo er von unten auf
die durch die Feder 30 belastete Nadel 29 einwirkt. Sobald die vom Brennstoff auf
die Nadel ausgeübte Kraft die der Feder 30 übersteigt, hebt sich die Nadel 29 von
ihrem Sitz ab und gibt damit die Ausspritzöffnungen 34 frei, aus denen der Brennstoff
dann austritt. Der Hub der Nadel 29 ist durch den Zapfen 28 begrenzt. Während des
Ausspritzvorganges wird das Saugventil 22 durch den Brennstoffdruck von oben auf
seinen Sitz aedrückt_ Das Ausspritzen des Brennstoffes dauert an, bis die Nut 9
des sich nach unten bewegenden Einspritzkolbens 3 zur Deckung mit dem Kanal 13 kommt.
In diesem Augenblick wird der Raum unter dem Einspritzkolben 3 über die Kanäle 7
und 6. die Nut 9 und den Kanal 13 mit dem Raum des niedrigen Förderdruckes (etwa
1 kP'cm=) verbunden. Im Raum unter dem Einspritzkolben 3 sowie im Raum 33 in der
Düse 18 fällt der Brennstoffdruck somit schlagartig ab, was zur Folge hat, daß die
Nadel 29 unter der Wirkung der Feder 30 sich wieder auf ihren Sitz aufsetzt,
die Ausspritzöffnungen 34 abdeckt und damit die Brennstoffausspritzung aus der Düse
18 beendet.
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Unmittelbar nachher, bei einer geringfügigen weiteren Abwärtsbewegung
des Einspritzkolbens 3, kommt die Nut 8 mit dem Kanal 48 zur Deckung, was zur Folge
hat, daß der von der Einspritzpumpe weiterhin (nämlich bis zur inneren Endstellung
der Kolben 71) verdrängte Brennstoff über die Kanäle 4 und 5, die Nut 8, den Kanal
47, die Nut 19 sowie die Kanäle 14 und 13 in den Raum mit niedrigem Förderdruck
abfließt. Bei dieser Anordnung endet die Ausspritzung des Brennstoffes somit nicht
dann, wenn die gegenläufigen Kolben 71 eine Geschwindigkeit Null aufweisen,
was im Hinblick auf eine Verhinderung des sogenannten Nachspritzens vorteilhaft
ist. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Anordnung ein ständiger Wechsel
des Brennstoffes im Rohr erzielt, so daß eine Erwärmung dieses Brennstoffes im Rohr
mit Sicherheit verhindert wird.
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Nach Beendigung des Verdrängehubes der gegenläufigen Kolben 71 (F
i g. 4) wird die Verbindung zwischen dem Verteilerkanal 78 und dem Ausgangskanal
79 unterbrochen, so daß der Einspritzkolben 3 (Fig. 1) in der unteren Stellung bis
zu dem Zeitpunkt bleibt, in dem die Nut 86 und der Ausgangskanal 79 über
die Ausnehmung 89 des Rotors 65 in Verbindung mit dem Kanal 98 der Regelbuchse
93
kommen. In diesem Fall führt dann die Feder 10
(vgl. F i g. 1) den
Einspritzkolben 3 nach oben, so daß dieser den Brennstoff durch den Eintrittsstutzen
2, die an ihn angeschlossene Rohrleitung, den Ausgangskanal 79, die Nut 86, die
Kanäle 87, 88, die Ausnehmung 89 und den Kanal 98 in den im Stator 66 vorgesehenen
Hohlraum und von hier über den Anschluß 99 in den Brennstoffbehälter verdrängt.
Gleichzeitig mit diesem Vorgang wird in den Raum unter dem Einspritzkolben 3 Brennstoff
über das Saugventil 22 in der erläuterten Weise angesaugt.
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Die beschriebene Bewegung des Kolbens 3 unter der Wirkung der Feder
10 kann - je nach der Einstellung der Regelbuchse 93 - nur während eines bestimmten
Drehwinkels des Rotors 65 erfolgen.
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Die für diese Rückkehrbewegung des Einspritzkolbens 3 zur Verfügung
stehende, in Sekunden ausgedrückte Zeit ist der Drehzahl des Rotors 65 und damit
auch der Drehzahl des Motors indirekt proportional. Bei einer bestimmten Einstellung
der Regelbuchse 93 reicht diese Zeit für einen ganzen Rückkehrhub des Einspritzkolbens
3 (bis zum Anschlag am Eintrittsstutzen 2) nur bis zu einer gewissen Drehzahl aus,
bis zu der somit die in den Raum unter dem Einspritzkolben 3 angesaugte und die
aus der Düse ausgespritzte Brennstoffmenge stets gleich ist. Nach Überschreiten
dieser Drehzahl kann dagegen der Einspritzkolben 3 in der durch die Ausnehmung 89
begrenzten Zeitspanne nicht mehr seinen ganzen Rückkehrhub ausführen; es wird infolgedessen
in den Raum unter dem Einspritzkolben 3 weniger Brennstoff angesaugt und demgemäß
auch weniger Brennstoff aus der Düse 18 ausgespritzt. Je größer die Drehzahl des
Rotors 65 ist, um so kürzer wird der Rückkehrhub des Einspritzkolbens 3 und desto
kleiner werden die aus der Düse 18 ausgespritzten Brennstoffmengen. Es erfolgt
somit eine selbsttätige Regelung der Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl
der Pumpe.
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Wird die Regelbuchse 93 über den Hebel 94 weiter nach links verschoben,
so wird der Drehwinkel, in dessen Bereich eine Verbindung zwischen der Ausnehmung
89 und dem Kanal 98 besteht, größer. Infolgedessen setzt der erläuterte Regelvorgang
erst bei einer höheren Drehzahl der Pumpe ein. Für den Betätigungshebel 94 sind
an der Außenseite des Stators 66 zwei (in der Zeichnung nicht veranschaulichte)
einstellbare Anschläge vorgesehen, die die
Schwenkbewegung des Hebels
94 und damit auch den Vorschub der Regelbuchse 93 einerseits in Richtung auf die
höchstzulässige Motordrehzahl und anderseits in Richtung auf die niedrigste Leerlaufdrehzahl
begrenzen.
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Die für die volle Rückkehrbewegung des Einspritzkolbens 3 erforderliche
Zeit hängt vorwiegend von der Vorspannung und der Härte der Feder 10 sowie von der
Größe des Durchflußquerschnitts der Drosseldüse 90 (F i g. 4) ab. Durch geeignete
Wahl dieser Werte kann der Regelvorgang dem Motor angepaßt werden.
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Die durch die Düse 18 eingespritzte Brennstoffmenge hängt vom Abstand
der Unterkante der Nut 9 (F i g. 1) vom oberen Rand des Kanals 13 in der oberen
Endstellung des Einspritzkolbens 3 ab. Dieser Abstand und damit auch die eingespritzte
Brennstoffmenge läßt sich durch Verwendung einer anderen Unterlegscheibe unter dem
Eintrittsstutzen 2 ändern. Auf diese Weise kann die von den einzelnen Einspritzdüsen
gelieferte Brennstoffmenge bequem gesondert eingestellt werden. Eine gleichzeitige
Änderung der Brennstoffmenge aller Einspritzdüsen kann durch Auswechseln der Unterlegscheiben
85 (F i g. 4) erfolgen. Durch Entfernen der Entlüftungsschraube 49 (F i g. 1) kann
die ganze Einspritzdüse vollkommen entlüftet werden.
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Bei dem in F i g. 2 teilweise dargestellten Ausführungsbeispiel ist
an Stelle einer geschlossenen Düse eine offene Düse 44 und ein selbsttätiges Rückschlagventil
36 vorgesehen. Die Wirkungsweise dieser Einspritzvorrichtung entspricht grundsätzlich
dem erläuterten Ausführungsbeispiel. Beim Verdrängen des Brennstoffes durch den
Einspritzkolben bewegt sich jedoch durch den Druck des Brennstoffes im Kanal 38
der kegelförmige Verschlußkörper 41 des Rückschlagventils 36 gegen die Wirkung der
Feder 43
nach unten, so daß der Brennstoff durch den Ventilsitz über die Öffnungen
42 im Verschlußkörper 41, den Kanal 45 und die Ausspritzöffnungen 46 austritt. Beim
Absinken des Druckes unter dem Einspritzkolben 3 führt die Feder 43 den kegelförmigen
Verschlußkörper 41 wieder in seine Schließstellung zurück. Um die Funktion des Ausweichkolbens
80
(F i g. 4) zu gewährleisten, muß der Öffnungsdruck des Rückschlagventils
36 (F i g. 2) immer etwas höher als der zum Verschieben des Ausweichkolbens in der
Pumpe erforderliche Brennstoffdruck sein.
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F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform der Einspritzdüse gemäß F i g.
1, die für eine Arbeitsweise mit hohem Einspritzdruck ausgebildet ist. Die Wirkungsweise
der Einspritzpumpe (F i g. 4) entspricht dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel.
Beim Verdrängen des Brennstoffes durch die gegenläufigen Kolben 71 wird dann, wenn
der Kolben 80 den Hubweg s zurückgelegt hat, der Kolben 55 durch den
Brennstoffdruck nach unten geführt. Er drückt infolgedessen den Einspritzkolben
51 nach unten, der den Brennstoff in der erläuterten Weise aus der Düse austreten
-läßt. Der Ausspritzvorgang wird beendet, wenn die Unterkante der Nut 52 beginnt,
mit dem Kanal 13 zur Deckung zu kommen. Nach einer kleinen weiteren Abwärtsbewegung
der Kolben 55 und 51 kommt es zur Verbindung der am Kolben 55 vorgesehenen Umfangsnut
56 mit dem Kanal 63. Der Brennstoff, der von diesem Augenblick an bis zur inneren
Endlage der gegenläufigen Kolben 71 der Pumpe verdrängt wird, strömt nunmehr aus
dem Raum über dem Kolben 55 durch die Kanäle 58 und 57, die Nut 56 und die Kanäle
63 sowie 62 in den Raum 59 und von hier aus über die Kanäle 60 und 13 in
den Raum des niedrigen Förderdruckes. Durch diese Anordnung wird wieder gewährleistet,
daß die Ausspritzung des Brennstoffes nicht bei einer Geschwindigkeit Null der gegenläufigen
Kolben 71 endet und daß ein Wechsel des Brennstoffes im Rohr eintritt. Der Saug-
und Regelungsvorgang entspricht der Ausführung gemäß F i g. 1. Die Einspritzdüse
kann mit einer geschlossenen Düse oder mit einer offenen, mit Rückschlagventil versehenen
Düse arbeiten.
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Soll bei der Einspritzdüse gemäß F i g. 3 bei gleicher Brennstofflieferung
und gleichem Ausspritzwinkel ein höherer Einspritzdruck und damit eine bessere Zerstäubung
des Brennstoffes als bei der Ausführung gemäß F i g. 1 erzielt werden, so wählt
man bei gleichem Durchmesser der Einspritzkolben 3 und 51 einen insgesamt kleineren
Querschnitt der in der Düse vorgesehenen Ausspritzöffnungen und zur Erzielung des
gleichen Bewegungsgesetzes beider Einspritzkolben 3 und 51 gemäß dem Durchmesser
des Kolbens 55 einen größeren Durchmesser der gegenläufigen Kolben 71 in der Pumpe.