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Verfahren und Vorrichtung zur Druckentlastung von Brennstoffeinspritzvorrichtungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Druckentlastung von mittels einer Nockenwelle
angetriebenen Brennstoffe ins pr itzvorrichtungen, deren wirksamer Förderhub durch
Aufsteuern wenigstens einer Rückströmleitung zu einem Speicherraum für den Brennstoff
und damit durch Druckentlastung des Pumpendruckraums beendet wird, und zur Durchführung
dieses Verfahrens geeignete Vorrichtungen.
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Bekanntlich werden bei der Förderung eines Pumpenkolbens im Pumpendruckraum
und in der anschließenden Druckleitung zum Einspritznadelventil bekannter Eins pritzvorrichtungen
Brennstoffdrücke bis zu ca. 1000 kp/cm2 erreicht. Bei der Beendigung des wirksamen
Förderhubs durch Eröffnen des zum Rückströmen des Brennstoffs in den Speicher raum
dienenden Kanals erfolgt daher eine plötzliche Entlastung der Pumpe und ihres Antriebs
mit sehr steilem Druckabfall im Pumpendruckraum. Diesem steilen Druckabfall entspricht
ein ebenso steiler Abfall der an der Nockenwelle vom Pumpenkolben her aufgebrachten
Kräfte und der daraus resultierenden
Dreh- und Biegemomente. Dadurch
wird die Nockenwelle bei der Druckentlastung zu energiereichen und relativ wenig
ge -dämpften Eigenschwingungen angeregt. Abgesehen von der hohen dynamischen Belastung
der Nockenwelle durch diese Schwingungen werden durch das zwangsläufig vorhandene
Spiel im Antrieb der Nockenwelle dessen Zahnflanken und insbesondere etwaige Gliederketten
sowie die empfindlichen Nockenwellenlager durch häufiges Schlagen in hohem Maße
beansprucht, so daß die Gefahr des Auftretens erheblicher Schäden besteht.
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Aus den vorstehend beschriebenen Zusammenhängen leitet sich die Aufgabe
der Erfindung dahingehend ab, ein von konstruktiven Verschiedenheiten gängiger Einspritzvorrichtungen
der eingangs bezeichneten Gattung unabhängiges Verfahren zur Vermeidung gefährlicher
Eigenschwingungen der Nockenwelle bei der Druckentlastung zu schaffen.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Vorsehen wenigstens
zweier Entlastungsphasen gelöst, einer ersten mit einer nur teilweisen Absenkung
des Brennstoffdruckes im Pumpendruckraum, und wenigstens einer darauffoigenden zweiten,
in welcher der noch vorhandene Restdruck weiter abgebaut wird und deren Beginn zumindest
bei Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine um etwa n + 1/2 der Schwingperiode der in
Frage kommenden Eigenschwingung der Nockenwelle zeitlich hinter dem Beginn der ersten
Entlastungsphase liegt, wobei n die Anzahl der seit Beginn der ersten Druckentlastungsphase
durchlaufenen vollständigen Schwingperioden angibt.
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Damit wird folgendes erreicht: Der plötzliche Druck- und damit verbundene
Momentenabfall der ersten Entlastungsphase hat einen ebenso plötzlichen Spannungsabfall
in der Nockenwelle zur Folge,
die wegen ihrer elastischen Eigenschaften
über den dem nunmehr herrschenden Druck im Pumpendruckraum entsprechenden Spannungszustand
hinaus schwingt. Beim Erreichen des auf die Anregung unmittelbar folgenden Schwingungsausschlages,
also nach etwa 1/2 der Schwingperiode der angeregten Eigenschwingung bzw.
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in der entsprechenden Phase eines anschließenden Schwingungsvorganges
wird nun der Druck im Pumpendruckraum weiter abgebaut, damit der mittlere Spannungszustand
der Nockenwelle entsprechend reduziert, so daß die für einen folgenden Schwingungsvorgang
der Nockenwelle erforderliche Rückholkraft ebenfalls stark abgesenkt wird oder völlig
verschwindet.
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Bei einer stark gedrosselten ersten Absteuerphase, wie sie beispielsweise
bei Anwendung der in der deutschen Patentanmeldung P 20 54 360. 6 vorgeschlagenen
Anordnung auftritt, ergibt sich als zusätzlicher Effekt, daß durch das Einleiten
der zweiten Entlastungsphase ein unerwünschtes Nachspritzen des Brennstoffs in den
Arbeitszylinder verhindert werden kann.
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Um ein möglichst vollständiges Verschwinden der Rückholkraft zu erreichen,
wird in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung die Druckentlastung
in der ersten Entlastungsphase zumindest so weitgehend vorgenommen, daß der nachfolgende
Schwingungsausschlag die Nockenwelle bis in eine Stellung verformt, die im Bereich
der Stellung der Nockenwelle bei einer dem Speicherdruck im Pumpendruckraum entsprechenden
mittleren Belastung liegt.
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In Fällen, in denen beispielsweise durch die unabdingbare Forderung
eines
guten Einspritzverhaltens die erste Entlastungsphase einen zu starken Druckabfall
mit sich bringt, wird mit besonderem Vorteil zwischen beiden Entlastungsphasen eine
Rückerhöhung des Druckes im Pumpendruckraum vorgesehen. Diese Maßnahme dient vor
allem als Mittel zur Begrenzung des ersten Schwingungsausschlags der Nockenwelle
bei einer vorhergehenden zu starken Druckentlastung. Sollte eine Rückerhöhung des
Drucks auf einen zulässigen Wert nicht ausreichen, um die Schwingung der Nockenwelle
ausreichend abzufangen, so werden mehrere Rückerhöhungen mit anschließenden Zwis
chenentlastungen vorgenommen. Unabhängig vom Verhältnis der Länge der jeweiligen
Schwingperiode zur Schnelligkeit des Druckabfalls, insbesondere der ersten Entlastungsphase,
kann damit nach dem der Erfindung zugrundeliegenden Prinzip die Schwingung der Nockenwelle
während des ersten oder eines entsprechenden folgenden Schwingungsaus s chlags so
differenziert beeinflußt werden, daß ein schneller und nachhaltiger Abbau der Amplituden
erreichbar ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen
Ansprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele
an Hand der Zeichnung.
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Es zeigt Fig. 1 bis 6 den zeitlichen Verlauf des Brennstoffdruckes
im Pumpendruckraum und die daraus resultierende elastische Verformung der Nockenwelle
bei einer Druckentlastung,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Brennstoffeinspritzvorrichtung,
Fig. 8 die Abwicklung des Mantels des Pumpenkolbens der Brennstoffeinspritzvorrichtung
nach Figur 7, Fig. 9 den zeitlichen Verlauf des Brennstoffdruckes im Pumpendruckraum
und die daraus resultierende elastische Verformung der Nocken" welle bei einer Druckentlastung
der Brennstoffeinspritzvorrichtungen nach Figur 7 im Bereich niedriger Drehzahlen,
Fig. lO eine Darstellung entsprechend Figur 9 im Bereich hoher Drehzahlen, Fig.
11 einen Längsteilschnitt durch eine andere Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitenden Brennstoffeinspritzvorrichtung, Fig. 12 die Abwicklung des
Mantels des Pumpenkolbens der in Figur 11 dargestellten Brennstoffeinspritzvorrichtung,
Fig. 13 einen Längs schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren
arbeitenden Brennstoffeinspritzvorrichtung, Fig. 14 die Abwicklung des Mantels eines
Teilstücks der zur Ausführungsform nach Figur 13 gehoer enden Absteuernockenwelle,
Fig. 15 die prinzipielle Wirkungsweise eines Regelgestänges zur Längsverschiebung
der Absteuernockenwelle in ihrem Zusammenwirken mit der Nockenwelle, Fig. 16 einen
Längsschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Brennstoffeinspritzvorrichtung
mit zwei parallel angeordneten Pumpenkolben.
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Zur Erläuterung der Zusammenhänge ist in Figur 1 in Diagrammform über
der Zeit t als Abszisse bei 20 der Verlauf des auf den Pumpenkolben wirkenden Brennstoffdruckes
P bei einer Druckentlastung ohne Anwendung der Erfindung dargestellt. tSber demselben
Zeitmaßstab unmittelbar darunter ist bei 21 als Maß für die durch die Druckbelastung
des Kolbens an der Nockenwelle verursachte elastische Verformung deren Schwingungs
ausschlag A aufgetragen.
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Bei plötzlicher vollständiger Entlastung des Pumpendruckraums wird
eine wenig gedämpfte Eigenschwingung der Nockenwelle hoher Amplitude ausgelöst.
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Die Wirkung einer nur unvollständigen, teilweisen Druckentlastung
in
einer ersten Entlastungsphase des Pumpendruckraums auf die Schwingung der Nockenwelle
ist in Figur 2 dargestellt. Der bei 22 eingezeichnete Druckverlauf ergibt entsprechend
der Kurve 23 eine Schwingung der Nockenwelle um einen durch den verbleibenden Restdruck
bestimmten mittleren Spannungszustand, wobei die Schwingung geringere Amplituden
aufweist. Wird auf einen Zwischendruck entlastet, bei dem der erste Schwingungsausschlag
der Nockenwelle eine solche Verformung mitteilt, wie sie im Bereich der im wesentlichen
unbelasteten Nockenwelle vorliegen würde, so kann durch eine im Moment des Ausschlagmaximums
erfolgende zweite Druckentlastung auf den Speicherdruck die Rückholspannung erheblich
reduziert bzw. ganz zum Verschwinden gebracht werden.
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Mit der Kurve 24 in Figur 3 sind beide Druckentlastungsphasen schematisch
dargestellt, während bei 25 die resultierende Eigenschwingung der Nockenwelle aufgezeigt
ist.
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Ein Mangel dieses Verfahrens tritt dann auf, wenn die Druckentlastung
in der ersten Phase aus beispielsweise konstruktiven oder funktionellen Gründen
auf einen zu niedrigen Zwischendruck im Pumpendruckraum erfolgt. Anhand Figur 4
ist erkennbar, daß ein durch die Kurve 26 schematisch vorgegebener Druckverlauf
mit einer zu starken Anfangsentlastung eine zu große Amplitude der bei 27 dargestellten
Nockenwellenschwingung hervorruft, als daß diese durch den Druckabfall der zweiten
Entlastungsphase noch kompensiert werden könnte. Hierfür zeigt Figur 5 eine Lösung,
wobei, in einer Kurve 28 symbolisiert, zwischen den beiden Entlastungsphasen ein
Rückanstieg des Druckes im Pumpendruckraum vorgesehen ist, so daß die durch die
Kurve 29 gegebene Schwingung der Nockenwelle eine entsprechende-Dämpfung erfährt
und der derart verminderte
Ausschlag durch den nachfolgenden Druckabfall
kompensiert werden kann.
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Durch eine entsprechende Auslegung der Einspritzdüse kann der für
den Beginn und vor allem das Ende der Einspritzung maßgebliche Druck im Pumpendruckraum
so vorgegeben werden, daß er entweder unter oder über dem nach der ersten Entlastungsphase
im Pumpendruckraum verbleibenden Restdruck liegt. Im ersten Fall wird die Einspritzung
erst bei einem auf die erste Entlastungs -phase folgenden Druckabfall beendet.
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Sollte bei einer beabsichtigten Beendigung der Einspritzung im Verlauf
der ersten Entlastungsphase die zur ausreichenden Dämpfung des Schwingungsausschlags
benötigte Rückerhöhung des Druckes in einen Bereich führen, in dem ein Nachspritzen
des Brennstoffs im Arbeitszylinder der Brennkraftmaschine zu befürchten ist, so
kann, besonders einfach bei einer hochfrequenteren Eigenschwingung der Nockenwelle,
die Dämpfung entsprechend den Kurven 30 und 31 aus Figur 6 auf die entsprechenden
Phasen zweier Schwingungsvorgänge verteilt werden. Zunächst erfolgt eine erste,
zulässige Rückerhöhung des Drucks im Pumpenzylinder mit einer nachfolgenden Zwischenentlastung,
die jedoch zur vollen Kompensation des ersten Schwingungsausschlags nicht ausreicht.
In der nächsten entsprechenden Phase der Schwingung erfolgt eine zweite Rückerhöhung
des Druckes im Pumpendruckraum vom Enddruck der Zwischenentlastung aus bis, soweit
erforderlich, auf den mit der ersten Rückerhöhung erreichten Druck zur Erzielung
eines nunmehr ausreichend gedämpften, durch den folgenden Druckabfall auf Speicherdruck
kompensierbaren Schwingungsausschlags.
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Figur 7 zeigt eine Brennstoffeinspritzvorrichtung mit einem in einem
Pumpenzylinder 32 arbeitenden Pumpenkolben 33 zur Förderung des Brennstoffs, der
durch eine mit Nocken 34 versehene Nockenwelle 35 über eine Rollenführung 36 zur
Brennstofförderung bewegt und über eine Rückholfeder 37 im Saughub zurückgezogen
wird. Der wirksame Förderhub des Pumpenkolbens 33 endet dadurch, daß eine mit dem
Pumpendruckraum 38 in Verbindung stehende und zum Kolbenboden hin durch eine schräge
Steuerkante 39 begrenzte Vertiefung 40 im Kolbenmantel zur wenigstens teilweisen
Deckung mit einem zum Abströmen des Brennstoffs aus dem Pumpendruckraum 38 dienenden
Kanal 41 im Pumpenzylinder 32 kommt.
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Die Steuerung des Einspritzens erfolgt durch Verdrehen des Pumpenkolbens
über ein Ritzel 42 durch ein nicht näher dargestelltes Brennstoffre gelge stänge.
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Wie sich insbesondere gut aus der in Figur 8 gezeigten Abwicklung
der Mantelfläche des Pumpenkolbens 33 ergibt, weist dieser in der unterhalb der
schrägen Steuerkante 39 liegenden Vertiefung 40 einen Steg 43 auf, der ebenso wie
die außerhalb der Vertiefung verbleibenden Bereiche des Pumpenkolbens 33 an der
Innenwand des Pumpenzylinders 32 dichtend anliegt. Durch die links im Bild gestrichelt
angedeutete Linie 44 ist die Stellung des Pumpenzylinders 33 zum Kanal 41 im Pumpenzylinder
32 bei Leerlauf, durch die gestrichelte Linie 45 die entsprechende Stelle bei Vollast
definiert, so daß der Kanal 41 im Betrieb zwischen beiden Linien 44 und 45 liegt.
Mit 46 und 47 sind zwei radiale Bohrungen im Pumpenkolben 33 bezeichnet, über die
unter Hinzunahme einer gemeinsamen axialen Bohrung 48 (Figur 7) die Vertiefung 40
mit dem Pumpendruckraum 38 in Verbindung steht.
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Betrachtet man zunächst die Verhältnisse bei niedrigen Drehzahlen
der Brennkraftmaschine, so wird ein Abströmen des Brennstoffs über den mit 49 bezeichneten
und der zwischen Steuerkante 39 und der dem Kolbenboden zugewandten Begrenzung des
Stegs 43 liegenden Teil der Vertiefung 40 beim Überfahren des Kanals 41 eine Druckentlastung
ermöglicht. Die anschließende teilweise Abdeckung des Kanals 41 im Pumpenzylinder
32 durch den Steg 43 ergibt eine Drosselung des Abströmvorgangs, der in Anbetracht
der immer noch herrschenden Fördergeschwindigkeit des Pumpenkolbens im wesentlichen
einer Aufrechterhaltung des zu Beginn der Abdeckung herrschenden Drucks im Pumpendruckraum
38 entspricht. Daran wiederum anschließend gibt die dem Kolbenboden abgewandte Begrenzung
des Stegs 43 den vollen Querschnitt des Kanals 41 wieder frei, so daß eine Entlastung
des Pumpendruckraumes 38 auf den Druck eines Speicherraums 50 außerhalb des Pumpenzylinders
32 stattfindet. Der zeitliche Abstand des Beginns beider Druckentlastungen wird
dabei in Anbetracht der momentanen mittleren Geschwindigkeit des Pumpenkolbens 33
zwischen den beiden Entlastungsphasen durch den Abstand a zwischen der Steuerkante
39 und der dem Kolbenboden abgewandten Begrenzung des Stegs 43 definiert. Mit T
als Dauer einer Schwingperiode der in Frage kommenden Eigenschwingung der Nockenwelle
35 und v als momentaner mittlerer Geschwindigkeit des Pumpenkolbens 33 ergibt sich
der notwendige Abstand a aus T av. T 2 Die Geschwindigkeit des Pumpenkolbens 33
beim Überstreichen des Kanals 41 durch die Steuer kante 39 hängt einerseits unmittelZ
bar
von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit der Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle
35 ab, zum anderen wird'diese Abhängigkeit durch die Verschiebung des Entlastungspunktes
im Bewegungsablauf des Pumpenkolbens 33 selbst bei der entsprechenden Drehstellung
des Pumpenkolbens 33 überlagert. In der vorliegenden Darstellung wurde der Einfachheit
halber eine Beendigung des Einspritzvorgangs auch bei Vollast noch vor der Verzögerungsphase
des Pumpenkolbens 33 angenommen, was einer gebräuchlichen Auslegung entspricht.
Der Verlauf der Breite b der Vertiefung 49 zwischen der Steuerkante 39 und der dem
Kolbenboden zugewandten Begrenzung des Stegs 43 zwischen den Linien 44 und 45 läßt
sich rechnerisch nur grob mit Hilfe einer analogen, von einer konstanten )ffnungszeit
ausgehenden Gleichung ermitteln.
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Durch die wechselnden Strömungsverhältnisse kann das Ziel einer ersten
Entlastungsphase auf einen über den gesamten Drehzahlbereich gleichbleibenden konstanten
Zwischendruck jedoch nur durch entsprechende Versuche vollständig erreicht werden.
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Im oberen Drehzahlbereich, wenn also durch die wachsende Breite (a
- b) des Stegs 43 der Kanal 41 im Pumpenzylinder 32 zeitweilig fast oder vollständig
abgedeckt wird, wird der Druck im Pumpendruckraum 38 für die Zeitspanne dieser Abdeckung
erhöht, was entsprechend dem Diagramm aus Figur 5 in gewissem Umfang durch eine
zusätzliche Vergrößerung der Breite b der Vertiefung 49 und damit einen stärkeren
Druckabfall in der ersten Entlastungsw phase ausgeglichen werden kann. Wird der
durch die Abdeckung des Kanals 41 durch den Steg 43 bewirkte e Druckanstieg im Pumpendruckraum
38 unerwünscht hoch, so kann in einem in Achsrichtung des Pumpenkolbens 33 mittleren
Bereich des Stegs 43
zu einer Zwischenentlastung eine mit der Vertiefung
40 in Verbindung stehende Entlastungsnut 51 vorgesehen werden, die bei Erreichen
einer zu großen Breite wiederum einen Steg 52 enthalten kann.
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In Figur 9 ist bei 53 der mit der eben beschriebenen Anordnung erreichbare
Druckverlauf im Pumpendruckraum 38 im Bereich niedrigerer Drehzahlen schematisch
aufgetragen, wobei die Kurve 54 darunter den entsprechenden Schwingungsausschlag
der Nockenwelle 35 kennzeichnet. Es ist dabei zu erkennen, daß die Vertiefung 49
beim ueberfahren des Kanals 41 zunächst einen starken Druckabfall verursacht, während
der Steg 43 vor dem endgültigen Druckabfall wiederum einen leichten Rückanstieg
des Drucks bewirkt.
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Die analogen Vorgänge im Bereich hoher Drehzahlen sind in Figur 10
dargestellt, nämlich der Druckverlauf im Pumpendruckraum 38 bei 55, der korrespondierende
Schwingungsausschlag der Nockenwelle 35 bei 56.
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Figur 11 stellt einen Teilausschnitt aus einer analog wie in Figur
7 aufgebauten Brennstoffeinspritzvorrichtung dar. Hier erfolgen jeZ doch die beiden
Entlastungsphasen über verschiedene Kanäle 57 und 58 in einem Pumpenzylinder 59,
wobei der Kanal 57, beispielsweise nach dem Vorschlag der deutschen Patentanmeldung
P 20 54 360, 6, zur Vermeidung einer zu plötzlichen Entspannung des Brennstoffs
als Drosselstelle ausgebildet ist. Ein - wie eingangs bereits erwähnt - Verhindern
eines möglichen Nachspritzens bei einer an sich auch für die Belastung und das Schwingverhalten
der Nockenwelle günstigen, sehr starken Drosselung der ersten Entlastungsphase,
kann dabei durch die Einleitung der zweiten Entlastungsphase erreicht werden. Wie
auch aus der Abwicklung
in Figur 12 ersichtlich ist, weist der
im Pumpenzylinder 59 arbeiwende Pumpenkolben 60 zwei sich am Umfang des Pumpenkolbens
60 gegenüberliegende und mit je einem Kanal 57 bzw. 58 im Pumpenzylinder 59. zusammenarbeitende
Vertiefungen 61 und 62 auf. Die beiden Vertiefungen 61 bzw. 62, die auch am Kolbenmantel
selbst untereinander in Verbindung stehen könnten, stehen über radiale Bohrungen
63 bzw. 64 und über eine gemeinsame, axiale Bohrung 65 mit dem Pumpendruckraum 66
in Verbindung. Anstelle eines gedrosselten Kanals 57 könnte auch die radiale Bohrung
63 zur ersten Vertiefung 61 verengt ausgebildet sein. Die Auslegung und die Funktion
der beiden von schrägen Steuerkanten begrenzten Vertiefungen 61 und 62 läßt sich
dabei ohne weiteres aus der vorhergehenden Beschreibung des Pumpenkolbens 33 (Figur
7 und 8) ableiten. Die Breite b der Vertiefung 49 muß der Breite der dem Kolbenboden
näher liegenden Vertiefung 61 entsprechen, die zur Verdeutlichung der axialen Abstände
zur Vertiefung 62 in Figur 12 rechts gestriw chelt nochmals eingezeichnet ist. Der
zeitliche Abstand der beiden Druckentlastungen wird durch den Abstand a zwischen
den dem Kolbenboden zugewandten Begrenzungen der Vertiefungen 61 und 62 definiert.
Ein zu starker Rückanstieg des Drucks im Pumpendruckraum 66 kann durch eine Entlastungsnut
67 entweder oberhalb der Vertiefung 62 oder unterhalb der Vertiefung 61 vermieden
werden.
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Statt verschieden hoch am Pumpenkolben 60 angeordneter Vertiefungen
61 und 62 könnten auch die Kanäle 57 und 58 im Pumpenzylinder 59 in der Höhe entsprechend
versetzt sein. Bei entsprechender Bemessung des Drosselquerschnitts für die erste
Entlastungaphase kann in manchen Fällen darüber hinaus auf eine exakte, durch das
Maß t'blt vorgegebene Führung der unteren Begrenzung der Vertiefung
61
sowie damit auf die Entlastungsnut 67 verzichtet werden, da durch die Drosselung
des Druckabfalls allein ein weiches Einschwingen des Drucks- auf den geforderten
Wert zu Beginn der zweiten Entlastungsphase erreicht werden kann.
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Gewissermaßen im Sinne einer Kombination der Anordnungen nach den
Figuren 7 bzw. 8 und 11 bzw. 12 kann in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
das erfindungsgemäße Verfahren in über -aus einfacher Weise auch bei sogenannten
"Doppelstempelpumpentß angewendet werden. Dabei wirkt zur Erzielung der ersten gegebenenfalls
gedrosselten Entlastungsphase die Vertiefung eines ersten Kolbens mit einem Kanal
im zugehörigen Pumpenzylinder zusammen, während in analoger Weise die zweite Entlastungsphase
durch einen zweiten, parallel angeordneten Kolben herbeigeführt wird. Eine der artige
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sich insbesondere
bei Großmotoren mit erheblichen Einspritzmengen empfehlen.
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Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgernäßen Einspritzpumpe
ist in Figur 13 dargestellt. Zur Förderung des Brennstoffs aus einem Pumpendruckraum
68 in einer Pumpendruckleitung 69 wird ein Pumpenkolben -70 in einem Pumpenzylinder
71 durch den Nocken 72 einer Nockenwelle 73 bewegt. Bei Beendigung der Förderbewegung
des Pumpenkolbens 70 wird diese durch eine Rück holfeder 74 in den unteren Totpunkt
zurückgezogen, wobei neuer Brennstoff aus einem ringförmigen Speicherraum 75 durch
Saugkanäle 76 und 77 in den Pumpendruckraum 68 einströmen kann.
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Der Pumpendruckraum 68 steht über eine Ab steuerleitung .78 und
eine
Rückströmleitung 79 mit dem Speicherraum 75 in Verbindung.
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Zwischen der Absteuerleitung 78 und der Rückströmleitung 79 ist ein
Ventil 80 angeordnet, an welchem der Brennstoff bei der Förderbewegung des Pumpenkolbens
70 unter Druck ansteht und das zur Beendigung des wirksamen Förderhubs mittels einer
Ab steuernockenwelle 81 und eines Betätigungsgestänges 82 geöffnet werden kann,
so daß der Pumpenkolben 70 über die Absteuerleitung 78 und die Rückströmleitung
79 in den Speicherraum 75 zurückfördert.
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Das Ventil 80 wird durch eine starke Schließfeder 83 auf seinen Sitz
gedrückt, so daß die t5ffnungs- und Schließzeitpunkte des Ventils 80 ausschließlich
durch die Form von Nocken 84 und 85 auf der Absteuernockenwelle 81 vorgegeben werden.
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Zur besseren Veranschaulichung ist in Figur 14-der die Nocken 84 und
85 enthaltende Mantelteil der Absteuernockenwelle 81 in einer Abwicklung dargestellt.
Dabei entspricht, wie auch durch die nochmals eingetragenen Abstände a und b weiter
verdeutlicht, der Nocken 84 der Vertiefung 61 aus Figur 12, während der Nocken 85
die Funktion der Vertiefung 62 übernimmt. Bei einer zu starken Rückerhöhung des
Drucks im Pumpendruckraum 68 zwischen beiden Entlastungsphasen kann auch hier ein
Zwischenentlastungsnocken 86 vorgesehen werden der die Aufgabe der Entlastungsnut
67 (Figur 12) erfüllt. Eine zusätzliche Regelmöglichkeit der Druckentlastungsvorgänge
ist über die Höhe der Nocken 84 und 85 bzw.
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des Zwischenentlastungsnockens 86 gegeben, da von dieser Höhe der
öffnungsspalt des Ventils 80 und damit die Drosselung der zugehörigen Entlastungsphase
abhängt.
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Der Mechanismus zur Regelung der Fördermenge der in Figur 13
dargestellten
Brennstoffeinspritzvorrichtung ist in Figur 15 dargestellt. Die von der Kurbelwelle
her auf nicht näher dargestellte Weise angetriebene Nockenwelle 73 weist ein Treibrad
87 auf, welches über ein Zwischenrad 88 ein Antriebsrad 89 der Absteuernockenwelle
81 gleichsinnig antreibt. Der Ver stellme chanismus des Brennstoffregelgestänges
wirkt in der mit Pfeilen angedeuteten Weise auf ein als Stellstange ausgebildetes
Stellglied 90 gegen das die Absteuernockenwelle 81 in Richtung des Pfeiles "A" federnd
angedrückt ist und mit der das Antriebsrad 89 relativ zum feststehenden Zwischenrad
88 bewegt und damit die axiale Stellung der Absteuernockenwelle 81 gegenüber dem
Betätigungsgestänge 82 für das Ventil 80 verändert werden kann. Dieser Verstellweg
ist durch die gestrichelt eingetragenen Linien 91 und 92 in Figur 14 zarge stellt,
wobei die Linie 91 die Stellung bei Leerlauf, die Linie 92 die entsprechende Stellung
bei Vollast angibt. Daraus ist zu erkennen, daß der Beginn der Entlastungsphasen
bei höherer Last der Maschine zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt und somit mehr
Brennstoff zur Einspritzdüse des Arbeitszylinders gefördert wird.
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Anstelle einer schrägen Anordnung der Nocken 84 kann auch eine entsprechende
Schrägverzahnung des Treibrads 87, des Zwischenrads 88 und des Antriebsrads 89 treten.
Dadurch würde bei einer Bewegung des Stellglieds 90 die gesamte Absteuernockenwelle
81 gegenüber der Nockenwelle 73 unter Erzielung des gewünschten Effektes einer änderung
des Entlastungsbeginns im Bewegung ablauf des Pumpenkolbens 70 verdreht werden.
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Nach demselben Prinzip, mit dem die Einspritzvorrichtung nach den
Figuren 11 und 12 die beiden Entlastungsphasen der Brennstoffeinspritzvorrichtung
nach den Figuren 7 und 8 über verschiedene
Kanäle zum Rückströmen
des Brennstoffs in den Speicherraum verwirklicht, können auch hier zwei dem Ventil
80 entsprechende Ventile mit den zugehörigen Leitungen und Betätigungsgestängen
angeordnet sein, wobei ein dem Nocken 84 entsprechender Nocken ein erstes Ventil,
und ein an der Absteuernockenwelle 81 axial versetzt angeordneter und dem Nocken
85 entsprechender Nocken ein zweites Ventil betätigt.
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Die in Figur 16 dargestellte Brennstoffeinspritzvorrichtung arbeitet
grundsätzlich nach einem analogen Prinzip wie das Ausführungsbeispiel nach den Figuren
11 und 12. Uber den nicht mehr näher dargestellten Nocken einer Nockenwelle wird
ein zwei Pumpenkolben 91, 92 gemeinsames Joch 93 angetrieben, wodurch die Pumpenkolben
9r, 92 den in pumpendruckräumen 94, 95 enthaltenen Brennstoff komprimieren und über
Rückschlagventile 96, 97 in Pumpendruckleitungen 98, 99 fördern. Jeder Pumpendruckraum
94, 95 weist einen Kanal 100, 101 im zugehörigen Pumpenzylinder 102, 103 auf, der
in der weiter oben bereits ausführlich dargestellten Weise zur Beendigung des wirksamen
Förderhubs mit je einer Vertiefung 104, 105 im Mantel des Pumpenkolbens 91 bzw.
92 zusammenwirkt. Die Vertiefungen 104, 105 sind zum Kolbenboden hin durch je eine
schräge Steuerkante 106, 107 begrenzt und stehen durch Bohrungen 108, 109 mit dem
Pumpendruckraum 94 bzw. 95 in Verbindung. Zur Steuerung des Endes des wirksamen
Förderhubs und damit der Einspritzdauer können beide Pumpenkolben 91, 92 mittels
einer nicht näher dargestellten Zahnstange über Ritzel 110, 111 gleichzeitig verdreht
werden. Nach Erreichen des oberen Totpunktes werden die Pumpenkolben 91, 92 durch
Rückholfedern 112, 113 in den unteren Totpunkt zurückgezogen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Pumpenstempel 91, 92
im wesentlichen gleichartig ausgeführt, wobei jedoch der Boden, also die den Pumpendruckraum
95 begrenzende Oberkante des Pumpenkolbens 92 zur Erzielung eines einheitlichen
Förderbeginns höher liegt als der Boden des Pumpenkolbens 91, während der Kanal
100 im Pumpenzylinder 102 in Förderrichtung der Pumpenkolben 91, 92 vor dem Kanal
101 im Pumpenzylinder 103 angeordnet ist. Dadurch erfolgt in der erfindungsgemäßen
Weise eine erste Entlastungsphase, in der der Druckraum 94 über den Kanal 100 entlastet
wird, und über den in der Höhe entsprechend versetzt angeordneten Kanal 101 zeitlich
versetzt eine zweite Entlastungsphase, diesmal durch Entlastung des Pumpendruckraums
95. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 11 und 12 weist dabei
der Kanal 100 für die erste Entlastungsphase einen Drosselquerschnitt auf.