CH672661A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einspritzen von Dieselöl als Zündöl und von flüssigem Hauptbrennstoff in den Brennraum einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei der Hauptbrennstoff wahlweise aus einer Aufschwemmung von festen, feinteiligen Brennstoffpartikeln in einer Flüssigkeit oder aus Diesel- oder Schweröl besteht, mit je einem Einspritzventil für das Zündöl und den Hauptbrennstoff, wobei das mindestens ein von einer Ventilnadel gesteuertes Spritzloch aufweisende Einspritzventil für das Zündöl mit einem Akkumulatorraum zum Aufnehmen des unter dem Einspritzdruck befindlichen Dieselöls in Verbindung steht und wobei dieser Einspritzdruck mindestens gleich dem Einspritzdruck des Hauptbrennstoffs ist. Die Aufschwemmung besteht z.B. aus Petroleum-Coke oder Kohle, die zu feinsten Partikeln in der Grösse zwischen 5 bis 20 Jim gemahlen und in Wasser oder Öl oder beidem aufgeschwemmt ist. Bisher wurde für das Einspritzen der genannten Aufschwemmung, die auch unter dem Begriff «Kohle-Slurry» bekannt ist, die Akkumuliereinspritzung - auch zeitgesteuerte Einspritzung genannt - verwendet, während für das Einspritzen des Zündöls sowohl das Verdrängerprinzip als auch die zeitgesteuerte Einspritzung benutzt wurde. Die zuletzt genannte Einspritzart hat bedeutende Vorteile gegenüber dem als klassisch zu bezeichnenden Verdrän-gerprinzip, nämlich die sehr exakt kontrollierte Einspritzcharakteristik hinsichtlich des Druck-Zeitdiagrammes, die eine angenäherte Rechteckform ermöglicht. Dabei kann nicht nur der Einspritzzeitpunkt, sondern auch die Einspritzdauer exakt eingehalten werden. Darüberhinaus ist es möglich, die Einspritzdauer auf Bruchteile von Millisekunden zu beschränken, was besonders für

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die Zündöleinspritzung günstig ist.

Beim Einspritzen von Kohle-Sluriy unter Verwendung eines Akkumulators hat sich der Nachteil gezeigt, dass während Betriebspausen der Hubkolbenbrennkraftmaschine oder nach dem Übergang von Betrieb mit Kohle-Slurry auf Betrieb mit Dieselöl oder Schweröl als Hauptbrennstoff die Kohle-Slurry im Akkumulator aushärtet und dass es praktisch unmöglich ist, den mit ausgehärteter Kohle-Sluny gefüllten Akkumulator durch Spülen mit Dieselöl oder Schweröl zu reinigen. Es hat sich gezeigt, dass das Dieselöl oder das Schweröl nur eine schmale Passage durch die ausgehärtete Kohle-Sluny freispült, was aber keinen weiteren Normalbetrieb der Maschine erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einspritzeinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass ein Aushärten der Kohle-Slurry während Betriebspausen oder nach dem Umschalten auf Dieselöl oder Schweröl als Hauptbrennstoff nicht mehr auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das mehrere, von einer Ventilnadel gesteuerte Spritzlöcher aufweisende Einspritzventil fur den Hauptbrennstoff nach dem Verdrängerprinzip ausgebildet ist und dass in der Zufuhrleitung zum Einspritzventil für den Hauptbrennstoff ein Zylinder mit einem hydraulisch angetriebenen Kolben angeordnet"ist, der Während der Einspritzphase den Hauptbrennstoff unter Abheben der Ventilnadel von einem Ventilsitz im Einspritzventil den Spritzlöchern dieses Ventils zuführt.

Durch die Verwendung eines nach dem Verdrängerprinzip ausgebildeten Einspritzventils für den Hauptbrennstoff wird also ein Akkumulator vermieden und somit auch die Erscheinung,

dass die Kohle-Sluny während Betriebspausen der Brennkraftmaschine aushärtet. Durch die Verwendung des hydraulisch angetriebenen Kolbens wird ein problemloses Einspritzen der Kohle-Sluny ermöglicht, d.h. dass der Kolben nicht der Gefahr ausgesetzt ist, dass er durch in den Spalt zwischen Zylinder und Kolben eindringende Kohlepartikel in seiner Bewegung blockiert wird. Dies deshalb, weil der auf diesen Kolben wirkende Druck des antreibenden Dieselöls etwas grösser ist als der Druck im einzuspritzenden Hauptbrennstoff. Es besteht deshalb dank diesem Druckunterschied eine Tendenz des Dieselöls, am Kolben entlang von der Antriebsseite zum den Hauptbrennstoff enthaltenden Zylinderraum zu strömen. Die Anordnung des hydraulisch angetriebenen Kolbens ermöglicht ausserdem, dessen Zylinder und das Einspritzventil für den Hauptbrennstoff nahe beieinander anzuordnen, so dass sich eine sogenannte Düsenpumpe ergibt. Durch diese Anordnung wird der Einfluss des Kompressionsvolumens zwischen dem Kolben und der Ventünadel praktisch bedeutungslos, welches Volumen sonst beim Verdrängerprinzip als nachteilig empfunden wird. Ein besonderer Vorteil der Anordnung ist auch darin zu sehen, dass auf ein Anbringen des sonst üblichen Druckventils zwischen dem Kolben und dem Einspritzventil verzichtet werden kann, weil die Funktion des Druckventils nunmehr von der Ventilnadel übernommen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Brennraum einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Einspritzung von Hauptbrennstoff und Zündöl,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Brennraum entsprechend der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 wiederum schematisch eine Einrichtung zum Einspritzen von Hauptbrennstoff und Zündöl,

Fig. 3a einen Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 3

und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch die Einspritzvorrichtung für den Hauptbrennstoff.

Gemäss Fig. 1 weist die Hubkolbenbrennkraftmaschine der Dieselbauart einen Brennraum 3 auf, der im wesentlichen von einem Zylinderdeckel 4' und einem Arbeitskolben 5 begrenzt ist,

der in einem Zylinder 4 auf und ab beweglich ist und sich in Fig. 1 in seiner oberen Totpunktstellung befindet. In den Brennraum 3 ragt ein Einspritzventil 6 für den Hauptbrennstoff, das im Zentrum des Brennraums angeordnet ist und dessen Aufbau sowie Anordnung im Zylinderdeckel 4' später im Zusammenhang mit Fig. 4 erläutert wird. In seitlichem Abstand A von dem Einspritzventil 6 ist im Zylinderdeckel 4' ein weiteres Einspritzventil 1 angeordnet, das Zündöl zum Zünden des Hauptbrennstoffs in den Brennraum 3 einspritzt. Das Einspritzventil 1 weist z.B. ein Spritzloch auf, dessen Achse 7 gegen das Einspritzventil 6 für den Hauptbrennstoff gerichtet ist. Die Anzahl der Spritzlöcher des Einspritzventils 1 kann zwischen eins und drei variieren. Die Achsen der weiteren Spritzlöcher wären dann ebenfalls gegen das Einspritzventil 6 gerichtet. Die Spritzlöcher des Einspritzventils 6, von denen im gezeigten Beispiel zwölf vorhanden sind, sind über den Umfang des Ventils gleichmässig verteilt (Fig. 2).

Gemäss Fig. 3 ist für die Einspritzeinrichtung ein Vorratsbehälter 8 für Hauptbrennstoff vorgesehen, der aus einer Kohle-Sluny besteht. An den Vonatsbehälter 8 ist eine Slurry-Pumpe 9 angeschlossen, die über ein Dreiwegventil 10 und eine Leitung 11 in einen Zylinder 12 fordert, in dem ein hydraulisch angetriebener Kolben 12' hin und her bewegbar ist. Von dem Zylinder 12, der am Brennstoffeintritt ein Saugventil 11' aufweist, führt eine Leitung 13 zum Einspritzventil 6 für den Hauptbrennstoff. Die Leitung 13 wird in der Praxis sehr kurz bemessen, um das eingeschlossene Brennstoffvolumen klein zu halten. Zwischen der Slur-rypumpe 9 und dem Dreiwegventil 10 zweigt eine ein Druckhalteventil 14' aufweisende Überströmleitung 14 ab, die in den Vorratsbehälter 8 mündet.

Zum hydraulischen Antrieb des Kolbens 12' wird Dieselöl verwendet, das ausserdem zum Schliessen der Ventilnadel 65 im Einspritzventil 6, zum Steuern der Ventilnadel 41 im Einspritzventil 1 und als Zündöl dient. Es ist ein Vonatsbehälter 15 für Dieselöl vorgesehen, an den eine Dieselölpumpe 16 angeschlossen ist, die Dieselöl über eine Leitung 17 und ein Saugventil 17' zum Zylinderraum 18 einer Hochdruckpumpe 19 fördert. Diese Hochdruckpumpe.weist einen auf und ab beweglichen Kolben 19' mit einer schrägen Steuerkante 20 an der dem Zylinderraum 18 zugewendeten Stirnfläche und einer Steuernut im mittleren Teil des Kolbens auf. Die Steuemut ist von einer oberen Steuerkante 21 und einer unteren Steuerkante 21' begrenzt, die beide parallel zur Steuerkante 20 verlaufen. Die Steuerkante 20 wirkt mit einer oberen Steueröffnung 22 in der Zylinderwand der Hochdruckpumpe 19 zusammen, wogegen die Steuerkanten 21 und 21' mit einer mittleren Steueröffnung 23 und einer unteren Steueröffnung 23' in der Zylinderwand zusammenwirken. Vom Zylinderraum 18 der Hochdruckpumpe 19 führt eine Leitung 24 zu einem Verzweigungspunkt 25, von dem aus eine Leitung 26 zum Einspritzventil 6, eine Leitung 27 zur Zündöleinspritzvorrichtung mit dem Einspritzventil 1 und eine Leitung 28 zum Antriebszylinder 29 des Kolbens 12' führen.

Durch den hydraulisch angetriebenen Kolben 12' werden in der von ihm gebildeten Fördereinrichtung die beiden Medien -Hauptbrennstoff und Dieselöl - voneinander getrennt, wobei der Druck des Dieselöls stets etwas höher liegt als der des Hauptbrennstoffs, so dass sich keine Kohlepartikel in dem Spalt zwischen dem Kolben 12' und der umgebenden Wand des Zylinders 12 festsetzen können. Die Antriebsseite des Kolbens 12' bildet eine mit ihm verbundene Scheibe 30, auf die in Fig. 3 von unten der Druck des Dieselöls wirkt und von oben die Kraft einer Rückführfeder 31, die im Zylinder 29 untergebracht ist. Die Hubbewegung des Kolbens 12' nach oben ist durch einen Anschlag 29' am Übergang vom Zylinder 29 zum Zylinder 12 und nach unten durch eine einstellbare Anschlagschraube 32 begrenzt, die von unten in den Antriebszylinder 29 ragt. Der Kopf der Anschlagschraube 32 ist als Ritzel ausgebildet, das mit einer Zahnstange 33 im Eingriff steht, die abhängig von der Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine in Richtung des Doppelpfeils B verstellbar

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ist, wodurch das Mass des Hineinragens der Anschlagschraube 32 in den Antriebszylinder 29 und damit der Hubbewegung des Kolbens 12' veränderbar ist.

Die zur Zündöleinspritzvorrichtung fuhrende Leitung 27 enthält ein Rückschlagventil 34 und gabelt sich hinter diesem in eine Leitung 27' und 27". Die Leitung 27' führt zu einem Akkumulator 38, in dem einzuspritzendes Zündöl unter Einspritzdruck gespeichert wird und der über eine Leitung 37 mit dem Einspritzventil 1 in Verbindung steht. Die Leitung 27" enthält eine feste Drossel 39 und führt zu einem Zylinder 40, in dem ein Belastungskolben 40' für die Ventilnadel 41 des Einspritzventils 1 angeordnet ist. Zwischen dem Zylinder 40 und der festen Drossel 39 zweigt von der Leitung 27" eine Steuerleitung 42 ab, die zur mittleren Steueröffnimg 23 der Hochdruckpumpe 19 führt. Ausgehend von der unteren Steueröffnung 23' dieser Pumpe, setzt sich die Steuerleitung 42 zu einem Drehschieber 43 fort, der sich auf einer Nockenwelle 44 für den Antrieb des Kolbens 19' der Hochdruckpumpe befindet. Die zum Drehschieber 43 führende Steuerleitung 42 mündet in einen U-fÖrmigen Kanal 45, der in einem Lagerbock 46 für die Nockenwelle ausgebildet ist. Das andere Ende des U-förmigen Kanals 45 kommuniziert mit einem winkelförmigen Kanal 47, der in einer auf der Nockenwelle 44 angeordneten Scheibe 48 ausgebildet ist, die mittels einer Schraube 49 mit dem Lagerbock 46 verbunden ist. Im Bereich des Austritts des winkelförmigen Kanals 47 befindet sich in der Nokkenwelle 44 eine Nut 50, die sich etwa über den halben Umfang der Nockenwelle erstreckt und an ihren Enden in eine Querbohrung 51 in der Nockenwelle mündet. Die Querbohrung 51 steht mit einer sich im Zentrum der Nockenwelle erstreckenden Abiaufbohrung 52 in Verbindung. Bei der in Fig. 3 und 3a gezeigten Stellung der Nockenwelle stehen also der U-förmige Kanal 45 und der winkelförmige Kanal 47 über die Nut 50 und die Querbohrung 51 mit der Abiaufbohrung 52 in Verbindung, wogegen bei einer um 180° gedrehten Stellung der Nockenwelle die Nut 50 ausserhalb der Mündung des winkelförmigen Kanals 47 steht und im Kanal 47 befindliches Dieselöl dann nicht zur Ablaufboh-rung 52 gelangen kann?

Wie schon erwähnt, dient die Nockenwelle 44 auch als Antrieb für den Kolben 19' der Hochdruckpumpe, wozu ein Nokken 53 vorgesehen ist, auf dem sich über eine Rolle 54 ein im Lagerbock 46 geführter Stössel 55 abstützt, auf dessen Oberseite der Kolben 19' unter dem Einfluss einer Druckfeder 56 ruht. Das in Fig. 3 untere Ende des Kolbens 19' ist als Ritzel ausgebildet, das mit einer Zahnstange 57 kämmt, die in Richtung des Doppelpfeils C bewegbar ist und den Einspritzzeitpunkt «t» bestimmt. An der oberen Steueröffnung 22 der Hochdruckpumpe ist eine Überströmleitung 58 angeschlossen, die zum Vorratsbehälter 15 für das Dieselöl zurückführt. Die Hochdruckpumpe 19 beginnt dann Dieselöl in die Leitung 24 zu fördern, wenn beim Aufwärtshub des Kolbens 19' die Steuerkante 20 die obere Steueröffiiung 22 vollkommen überdeckt hat. Beim Abwärtshub des Kolbens 19' strömt Dieselöl aus der Leitung 17 über das Saugventil 17' in den Zylinderraum 18 der Pumpe nach.

Von der Leitung 27' des Zündöleinspritzsystems zweigt hinter dem Rückschlagventil 34 eine Abströmleitung 59 ab, die über ein den Abströmdruck regelndes Ventil 60 in die zum Vorratsbehälter 15 führende Überströmleitung 58 mündet. Der vom Regelventil 60 kontrollierte Abströmdruck, der zugleich dem Druck im Akkumulator 38 entspricht, ist veränderbar, und zwar durch Verändern der Federspannung im Ventil 60. Das Ändern der Federspannung geschieht durch Verstellen des Federwiderlagers 61, das mit seinem in Fîg. 3 oberen Ende an der unteren Stirnfläche der Anschlagschraube 32 anliegt. Mit jedem Verstellen der Schraube 32 wird also auch die Federspannung in Ventil 60 geändert.

Gemäss Fig. 4 weist das im Zylinderdeckel 4' angeordnete Einspritzventil 6 für den HauptbrennstofF einen Düsenkopf 62 auf, in dem die in dem Brennraum 3 gerichteten Spritzlöcher 63 angeordnet sind. Das in Fig. 4 obere Ende des Düsenkopfes 62

weist eine kegelige Sitzfläche 64 für die Ventilnadel 65 auf, die mil ihrem Schaft 65' in einer Führung 66 gelagert ist. Der die Ventilnadel 65 umgebende Raum 67 zwischen dem Düsenkopf 62 und der Führung 66 ist mit einzuspritzendem HauptbrennstofF gefüllt, 5 der über die Leitung 13 und einen daran angeschlossenen Kanal 67' zugeführt wird.

In Fig. 4 oberhalb des Schaftes 65' ist koaxial zu ihm ein Stempel 68 vorgesehen, der einen Meineren Durchmesser aufweist als der Schaft 65' und der mit seinem oberen Ende in einen io Druckraum 69 ragt. An diesen Druckraum ist über einen Kanal 70 die Leitung 26 angeschlossen, die unter hohem Druck stehendes Dieselöl als Druckmittel von der Hochdruckpumpe 19 her zuführt. Dieses Druckmittel wirkt also über den Stempel 68 in schliessendem Sinne auf die Ventilnadel 65. Unterstützt wird die-15 ser Schliessdruck von einer im Druckraum 69 untergebrachten Druckfeder 71, die sich auf einer Schulter des Stempels 68 abstützt.

Der Stempel 68 weist eine axiale Bohrung 68' auf, die sich durch einen Teil des Schaftes 65' als axiale Sackbohrung 72 fort-20 setzt. Das untere Ende der Sackbohrung 72 steht über eine Querbohrung 72' mit einer in den Schaft eingearbeiteten Ringnut 73 in Verbindung. Über die Bohrungen 68', 72 und 72' gelangt Dieselöl unter hohem Druck in die Ringnut 73, von wo aus ein Teil als Sperröl im Spalt zwischen Ventilschaft 65' und Führung 66 zum 25 mit HauptbrennstofF gefüllten Raum 67 fliesst und auf diese Weise ein Eindringen von feinen Kohlepartikeln des Hauptbrenn-stofFs in diesen Spalt verhindert. Ein solches Eindringen von Fest-stofFpartikeln könnte zum Blockieren der Ventilnadel 65 führen. Ein anderer Teil des Dieselöls in der Ringnut 73 fliesst über den 3o Spalt zwischen dem oberen Abschnitt des Schaftes 65' und der Führung 66 nach oben und gelangt dann über einen Leckagekanal 74 zu einer daran angeschlossenen Ablaufleitung 75.

Analog der Überströmleitung 14 ist auch hinter der Dieselölpumpe 16 eine Überströmleitung 76 mit Druckhalteventil 76' 35 angeschlossen. Ausserdem besteht zwischen der Leitung 17 der Dieselölpumpe und dem Dreiwegventil 10 eine Leitung 77, die in der in Fig. 3 gezeichneten Stellung des Ventils 10 abgesperrt ist.

Die in Fig. 3 mit «2», «3», «4» bezeichneten Pfeile an den Leitungen 11 und 17 sollen andeuten, dass von diesen Leitungen « parallele Leitungen abzweigen können, die zu weiteren Zylindern 4 (Fig. 1) der Hubkolbenbrennkraftmaschine führen, denen jeweils eine weitere Einspritzeinrichtung der beschriebenen Art zugeordnet ist.

Die beschriebene Einspritzeinrichtung funktioniert wie folgt: 45 Mittels der Slunypumpe 9 wird Kohle-Sluny aus dem Vorratsbehälter 8 über die Leitung 11 in den Zylinder 12, die Leitung 13 und den die Ventilnadel 65 umgebenden Raum 67 im Einspritzventil 6 gefördert. Über das Füllen dieser genannten Teile hinaus geförderte Kohle-Sluny wird über die Überströmleitung so 14 in den Vorratsbehälter 8 zurückgeführt. Mit Hilfe der Dieselölpumpe 16 wird Dieselöl über die Leitung 17 zur Hochdruckpumpe 19 gefördert. Das Einspritzen von Kohle-Sluny und Zündöl wird für diese beiden Stoffe gemeinsam mit Hilfe der Hochdruckpumpe 19 bewerkstelligt. Beim Drehen der Nocken-55 welle 44 bewegt ihr Nocken 53 über den Stössel 55 den Kolben 19' aufwärts. Die Hochdruckförderung des Dieselöls in die Leitungen 24,26, 27 und 28 beginnt in dem Augenblick, in dem die Steuerkante 20 die obere Steueröffnung 22 vollständig überdeckt. Das unter hohem Druck stehende Dieselöl gelangt über die Lei-60 tung 28 in den Antriebszylinder 29 und drückt den Kolben 12' in Fig. 3 nach oben, wodurch die im Zylinder 12, in der Leitung 13 und im Raum 67 des Einspritzventils 6 befindliche Kohle-Sluny unter so hohen Druck gesetzt wird, dass dieser den auf die Ventilnadel 65 wirkenden, von der Druckfeder 71 und vom Dieselöl in 65 der Druckkammer 69 herrührenden Schliessdruck überwindet (Fig. 4). Die Ventilnadel 65 hebt also von der Sitzfläche 64 ab und lässt Kohle-Sluny in die Spritzlöcher 63 strömen, aus denen sie strahlartig in den Brennraum gelangt. Diese Einspritzphase dau

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ert so lange, bis der Kolben 12' an den Anschlag 29' stösst. Das darüberhinaus von der Hochdruckpumpe 19 geförderte Dieselöl gelangt über das Rückschlagventil 34 und die Leitungen 27, 27' in den Akkumulator 38, der dadurch auf den nötigen Druck gebracht wird. Dieser Druck wird mit Hilfe des Regelventils 60 in der Abströmleitung 59 bestimmt. Sobald der Kolben 19' den Abwärtshub beginnt, sinkt der Druck im Zylinderraum 18 und damit auch im Raum des Antriebszylinders 29 unterhalb der Scheibe 30, und zwar auf den Druck, der durch die Dieselölpumpe 16 gegeben ist und etwas höher liegt als der Förderdruck der Slunypumpe 9. Trotz dieser Druckdifferenz wird der Kolben 12' mit Hilfe der Rückführfeder 31 bis zum Anliegen an der Anschlagschraube 32 abwärts bewegt.

Während dieser Abwärtsbewegung werden über die Leitung 11 und das Saugventil 11' der Zylinder 12, die Leitung 13 und der Raum 67 des Einspritzventils 6 wieder mit HauptbrennstofF gefüllt. Diese nachgeforderte Füllmenge entspricht somit genau der einzuspritzenden HauptbrennstofFmenge. Abhängig von der Drehzahl der Hubkolbenbrennkraftmaschine lässt sich diese Ein-spritzmenge variieren, und zwar durch Verstellen der Zahnstange 33, wodurch die Stellung der Anschlagschraube 32 relativ zum Antriebszylinder 29 verändert wird.

Wenn der Hauptbrennstoff in den Brennraum 3 eingespritzt ist, gewinnt wieder das im Druckraum 69 wirkende Dieselöl zusammen mit der Drackfeder 71 die Oberhand, so dass über den Stempel 68 die Ventilnadel 65 in ihre Schliessstellung gebracht wird.

Während also das Einspritzen des Hauptbrennstoffs nach dem Verdrängungsprinzip erfolgt, geschieht das Einspritzen des Zündöls zeitgesteuert. Der Belastungskolben 40' (Hg. 3), der auf die Ventilnadel 41 des Einspritzventils 1 wirkt, wird im Ruhezustand über die feste Drossel 39 mit Dieselöl beaufschlagt, das unter dem Druck steht, der im Akkumulator 38 herrscht. Wegen des grösseren Durchmessers des Belastungskolbens 40' gegenüber dem der Ventilnadel 41 hält also der Belastungskolben die Ventilnadel in ihrer Schliessstellung. Das Öffnen der Ventilnadel 41 erfolgt durch Entlasten des auf den Belastungskolben 40' wirkenden Schliessdruckes. Zu diesem Zweck ist die Steuerleitung 42 vorgesehen. Wenn während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 19' dessen Steuerkante 21 gleichzeitig die mittlere Steueröffnung

23 und die untere Steueröffnung 23' freigibt, so entsteht eine kurzzeitige Verbindung dieser SteueröfFnungen. Diese Verbindung wird dann unterbrochen, wenn die Steuerkante 21' die untere SteueröfFnung 23' vollständig überdeckt. Ausserdem 5 besteht während dieser Aufwärtsbewegung des Kolbens 19' eine durchgehende Verbindung der Kanäle 45 und 47 mit der Nut 50 und den Bohrungen 51 und 52 in der Nockenwelle 44. Während der kurzzeitigen Verbindung der SteueröfFnungen 23 und 23' strömt also Dieselöl über die Steuerleitung 42 zur Abiaufbohrung io 52 ab, so dass während der genannten kurzzeitigen Verbindung der Belastungskolben 40' entlastet ist. Damit überwiegt der Druck des Dieselöls im Akkumulator 38, wodurch dann die Ventilnadel 41 kurzzeitig öffnet und einen entsprechenden Zündölstrahl in den Brennraum 3 gelangen lässt. Obwohl auch während des i5 Abwärtshubes des Kolbens 19' eine kurzzeitige Verbindung der Steueröffnungen 23 und 23' eintritt, ist diese für das Einspritzventil 1 wirkungslos, weil dann die Nut 50 in der Nockenwelle 44 nicht mit dem Kanal 47 kommuniziert. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 19' bleibt also das Einspritzventil 1 geschlos-20 sen, weil keine Druckentlastung des Belastungskolbens 40' stattfindet.

Bei der beschriebenen Einspritzeinrichtung ist die Relation zwischen dem Einspritzzeitpunkt für den HauptbrennstofF und dem für das Zündöl Fest, weil diese Relation durch die SteueröfF-25 nungen 22,23 und 23' sowie den parallelen Verlauf der zugehörigen Steuerkanten 20,21 und 21' bedingt ist. Ausserdem ist auch die Dauer der Zündöleinspritzung konstant.

Soll die Brennkraftmaschine mit Dieselöl als HauptbrennstofF betrieben werden, so wird das Dreiwegventil 10 im Uhrzeigersinn 30 so weit verschwenkt, bis die Leitung 11 mit der Leitung 77 hinter der Dieselölpumpe 16 verbunden ist, wobei die Verbindung der Leitung 11 mit der Slunypumpe 9 unterbrochen ist. Es wird dann über das Einspritzventil 6 in der zuvor beschriebenen Weise Dieselöl als HauptbrennstofF in den Brennraum eingespritzt, wäh-35 rend das über das Einspritzventil 1 eingespritzte Dieselöl den Charakter einer Voreinspritzung annimmt,..

Das beschriebene Umstellen des Dreiwegventils 10 kann auch dann geschehen, wenn beabsichtigt ist, das von der Kohle-Slurry beauFschlagte Leitungssystem der Einspritzeinrichtung mit 40 Dieselöl zu spülen.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

672 661 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zum Einspritzen von Dieselöl als Zündöl und von flüssigem Hauptbrennstoff in den Brennraum (3) einer Hub-kolbenbrennkraftmaschine, wobei der Hauptbrennstoff wahlweise aus einer Aufschwemmung von festen, feinteiligen Brennstoffpartikeln in einer Flüssigkeit oder aus Diesel- oder Schweröl besteht, mit je einem Einspritzventil (1 bzw. 6) für das Zündöl und den Hauptbrennstoff, wobei das mindestens ein von einer Ventilnadel (41) gesteuertes Spritzloch aufweisende Einspritzventil (1) für das Zündöl mit einem Akkumulatorraum (38) zum Aufnehmen des unter dem Einspritzdruck befindlichen Zündöls in Verbindung steht und wobei dieser Einspritzdruck mindestens gleich dem Einspritzdruck des Hauptbrennstoffs ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrere, von einer Ventilnadel (65) gesteuerte Spritzlöcher aufweisende Einspritzventil (6) für den Hauptbrennstoff nach dem Verdrängerprinzip ausgebildet ist und dass in der Zufuhrleitung (11) zum Einspritzventil (6) für den Hauptbrennstoff ein Zylinder (12) mit einem hydraulisch angetriebenen Kolben (12') angeordnet ist, der während der Einspritzphase den Hauptbrennstoff unter Abheben der Ventilnadel (65) von einem Ventilsitz im Einspritzventil (6) den Spritzlöchern dieses Ventils zuführt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass zum hydraulischen Antrieb des Kolbens (12') eine von einer Nockenwelle (44) angetriebene, Dieselöl fördernde Hochdruckkolbenpumpe (19) vorgesehen ist, die druckseitig auch mit dem den Spritzlöchern abgewendeten Ende der Ventilnadel (65) im Einspritzventil (6) für den Hauptbrennstoff in Verbindung steht, wodurch zwischen den Einspritzphasen für den Hauptbrennstoff die Ventilnadel (65) in Schliessstellung gehalten wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckseite der Hochdruckpumpe (19) und dem den Spritzlöchern abgewendeten Ende der Ventilnadel (65) ein auf dieses Ende wirkender Belastungskolben (68) angeordnet ist, der einen kleineren Durchmesser aufweist als die Ventilsitzfläche der Ventilnadel (65), und dass eine die Schliesskraft des Belastungskolbens unterstützende Feder (71) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkolbenpumpe (19) druckseitig über ein Rückschlagventil (34) auch mit dem Akkumulatorraum (38) des Ein-spritzventils (1) für einzuspritzendes Zündöl in Verbindung steht und dass parallel zu dieser Verbindung eine druckseitige Verbindung mit dem dem Spritzloch abgewendeten Ende der Ventilnadel (41) besteht, durch die diese Ventilnadel (41) zwischen den Einspritzphasen für das Zündöl in Schliessstellung gehalten wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkolbenpumpe (19) mit einem Saugventil (17') versehen ist und ihr Kolben (19') eine mit einer Überströmöffnung (22) zusammenwirkende, den Förderbeginn der Hochdruckkolbenpumpe steuernde Schrägkante (20) aufweist und dass der Kolben (19') der Hochdruckpumpe mit einem Ritzel versehen ist, das in eine verschiebbare und dabei den Kolben (19') um seine Achse verschwenkende Zahnstange (57) eingreift, wodurch der Zeitpunkt des Einspritzbeginns für den Hauptbrennstoff veränderbar ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (19') der Hochdruckkolbenpumpe (19) mit zwei weiteren, eine Steuernut begrenzenden Steuerkanten (21,21') versehen ist, die mit zwei Steueröffnungen (23, 23') zusammenwirken, an die eine die druckseitige Verbindung zu dem dem Spritzloch abgewendeten Ende der Ventilnadel (41) des Einspritzventils (1) für das Zündöl entlastende Steuerleitung (42) angeschlossen ist, und dass eine mit der Nockenwelle (44) in Wirkungsverbindung stehende Steuervorrichtung (43) vorgesehen ist, durch die beim Abwärtshub des Kolbens (19') der Hochdruckkolbenpumpe eine Entlastung der genannten Verbindung verhindert wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die Steuervorrichtung (43) einen in einem gegenüber der Nockenwelle (44) feststehend angeordneten Bauteil (46,48) vorgesehenen Kanal (45,47) und eine sich über einen Teil der Umfangsfläche der Nockenwelle erstreckende Nut (50) aufweist, die während der Abwärtsbewegung des Kolbens (19') der Hochdruckkolbenpumpe nicht mit dem Kanal kommuniziert.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hub des hydraulisch angetriebenen Kolbens (12') in Abhängigkeit von der Drehzahl der Hubkolben-brennkrafitmaschine einstellbar ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulisch angetriebene Kolben (12') mit einer Rückführfeder (31) versehen ist, die den Kolben zwischen den Einspritzphasen in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Akkumulator (38) eine Überströmleitung (59) mit einem einstellbaren, den Druck im Akkumulator (38) bestimmenden Regelventil (60) angeschlossen ist und dass die Einstellbarkeit dieses Regelventils mit der Einstellbarkeit des Hubes des hydraulisch angetriebenen Kolbens (12') gekoppelt ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkolbenpumpe (19) eine Dieselölpumpe (16) vorgeschaltet ist, die druckseitig über ein Dreiwegventil (10) auch mit der am Zylinder (12) des hydraulisch angetriebenen Kolbens (12') angeschlossenen Zufuhrleitung (11) für den Hauptbrennstoff verbindbar ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Belastungskolben (68) eine durchgehende axiale Bohrung (68') und die Ventilnadel (65) von ihrem den Spritzlöchern abgewendeten Ende her eine axiale Sackbohrung (72) aufweisen, wobei diese über eine Querbohrung (72') mit einer in der Umfangsfläche der Ventilnadel (65) angebrachten und im Bereich einer Führung (66) für die Ventilnadel befindlichen Ringnut (73) verbunden ist.