Funktionsweise der Reiheneinspritzpumpe und des Reglers

Zusammenfassung

Der Text erklärt den Aufbau der Reiheneinspritzpumpe, die Mechanik der Kolben und die Steuerung der Einspritzung an den Totpunkten. Außerdem behandelt er den mechanischen Drehzahlregler mit Mindest- und Höchstdrehzahl sowie den Spritzversteller, der den Einspritzbeginn abhängig von der Drehzahl verschiebt.

Kernpunkte

Die Nockenwelle der Einspritzpumpe wird über einen Exzenter von der Motorkurbelwelle angetrieben; Nocken, Stößel und Rollen übertragen die Bewegung auf die Kolben.
Die Kolben können neben der Hubbewegung um ihre Achse gedreht werden; dies geschieht über eine Zahnstange und bestimmt die Liefermenge.
Der mechanische Regler hält Mindest- und Höchstdrehzahl ein; die Fliehgewichte arbeiten gegen Federn und verschieben die Regelstange.
Die Assimilation passt die Einspritzmenge unter Volllast an die Luftmenge im Zylinder an.
Der Spritzversteller verschiebt den Einspritzbeginn bei höheren Drehzahlen um bis zu 30 Grad Kurbelwinkel nach früh.

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Aufbau der Reiheneinspritzpumpe

Die Reiheneinspritzpumpe (Linal-Pumpe) beherbergt im Kurbelgehäuse die Nockenwelle an der Seite der Förderpumpe. Die Einstellung der Förderpumpe erhält die Bewegung der Nockenwelle der Einspritzpumpe durch einen darauf sitzenden Exzenter. Jeder Nocken betätigt einen Stößel; dieser wird durch eine Rolle, die gegen den Nocken läuft, mittels Federkraft bewegt. Die Drücker wiederum übertragen die Bewegung auf die Kolben im Inneren des Zylinders. Dieser kommuniziert über seitliche Bohrungen, die sogenannten Ports, mit der Leitung, die das Öl von der Pumpe erhält.

Mechanik und Steuerung der Kolben

Neben der Auf- und Abwärtsbewegung des Kolbens kann dieser in einem bestimmten Winkel um seine vertikale Achse rotieren. Dies geschieht durch die Bewegung der Zahnstange, welche die Unterseite des oberen Kolbens dreht. Das Zylinderventil wird durch Unterdruck geschlossen und durch die Wirkung der Feder fest gegen seinen Sitz gehalten.

Externe Komponenten und Druckregelung

Außerhalb der Pumpe befinden sich der Druckerzeuger und der mechanische Regler. Dieser dient dazu, das Regime voranzutreiben und den Beginn der Injektion sowie die Drehzahl der Förderpumpe anzupassen, um den Kraftstoff für die Einspritzpumpe anzusaugen. Ein Hin- und Rücklauf für den Kraftstoff verhindert Kerosinmangel in der Kolbenringnut, die über einen Tangentialkanal mit dem Plenum verbunden ist.

Dosierung und Totpunkt-Phasen (PMI/PMS)

Bei der Dosierung am PMI (unterer Totpunkt) wird der Kolben frei von der Steuerung des Kraftstoffs gehalten. Die Lieferung oder der obere Hub beginnt, wenn das Rennen um die Schließung der Impulsion einsetzt. Dies markiert den Beginn des Nutzhubs der Förderung. Der Druck im Zylinder steigt an, das Ventil öffnet sich vollständig und versorgt die Injektoren.

Am PMS (oberer Totpunkt) der Versorgung kommuniziert die Rampe des Kolbens mit dem Niederdruck, wodurch das Ventil wieder gegen seinen Sitz schließt. Bei einer Null-Lieferung fällt die vertikale Nut mit der Teillieferung zusammen. Die Regelstange (Varrila) läuft dabei auf halber Strecke der maximalen Versorgung, bis die schräge Nut (Helix) dem Nutzhub entspricht.

Regelung der Motordrehzahl

Mindest- und Höchstwerte

Der Regler kontrolliert die minimale und maximale Geschwindigkeit des Motors. In der Betriebsphase der Ausgangsposition wird der Handbeschleuniger eingestellt. In der Ruhestellung und bei Schwankungen der Umdrehungen bewegt sich die Regelstange aufgrund der Fliehgewichte zurück, da sie im Leerlauf gegen die Federn arbeitet.

Volllast-Position und High Court

In der Volllast-Position, wenn das System sehr hoch belastet ist, wirken die Gewichte durch die Federkraft so, dass die Stange unter den High Court (Abschaltung) fällt. Wenn die festgelegten Grenzwerte erreicht werden, erreicht die Stange die Stopp-Position und erzeugt einen Ausfall des Geräts.

Assimilation und Spritzversteller

Das Gerät zur Assimilation

Die Assimilation dient dazu, die Kraftstoffeinspritzung unter Volllast optimal an die Luftmenge im Zylinder anzupassen. Dies entspricht dem, was der Motor für eine saubere Verbrennung benötigt. In diesem Gerät wirken Fliehgewichte zwischen dem Federteller und den inneren Reglerfedern. Bei einem Kompressormotor steigt der Kraftstoffbedarf; ist die Regelung der Pumpe im unteren Bereich nicht ausreichend, erhöht dies die Umdrehungen, bis ein reduzierter Durchfluss bei spezifischen Drehzahlen erreicht wird.

Der Spritzversteller (Antrieb)

Die Entwicklung des Antriebs ist ein Gerät, das den Beginn der Einspritzung in Abhängigkeit von der Drehzahl variiert. Da zwischen Einspritzung und Zündung Zeit vergeht, muss bei hohen Drehzahlen der Spritzbeginn vorverlegt werden, um einen zu scharfen Druckanstieg zu vermeiden. Während der Ottomotor den Zündzeitpunkt oft über Unterdruck steuert, nutzt dieses System Gegengewichte. Mit laufendem Motor erhöht sich die Fliehkraft, was zu einer Verschiebung der Exzentrizität führt. Dies ändert die Position der Buchse zum Gehäuse und ermöglicht einen Spritzbeginn-Vorschub von bis zu 30 Grad an der Kurbelwelle.

Häufige Fragen

Wozu dient der Spritzversteller bei der Reiheneinspritzpumpe?

Der Spritzversteller verändert den Beginn der Einspritzung abhängig von der Drehzahl. Da zwischen Einspritzung und Zündung Zeit vergeht, wird der Spritzbeginn bei hohen Drehzahlen vorverlegt, um einen zu scharfen Druckanstieg zu vermeiden.

Wie erreicht der Spritzversteller die Verschiebung des Einspritzbeginns?

Gegengewichte erzeugen mit laufendem Motor eine Fliehkraft, die die Exzentrizität verschiebt. Dadurch ändert sich die Position der Buchse zum Gehäuse, was einen Spritzbeginn-Vorschub von bis zu 30 Grad an der Kurbelwelle ermöglicht.

Was passiert bei Volllast mit dem Regler?

Bei sehr hoher Belastung wirken die Gewichte so auf die Federkraft, dass die Regelstange unter den High Court fällt. Erreicht sie die Stopp-Position, kommt es zur Abschaltung des Geräts.