Brennstoffeinspritzeinrichtung für Verbrennungsmotoren. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzeinriehtung für Ver brennungsmotoren, reit einer Kolbeneinspritz- pumpe und einem Einspritzventil.
Es hat sieh bei der Entwieklung solcher Einrichtungen gezeigt, dass es günstig ist, eine ganz be stimmte Steuerung der Einspritzmenge in Ab hängigkeit von. der Umdrehungszahl des Mo tors zu erreichen, und zwar so, dass der Ein- spritzzeitpunkt, bei zunehmender Umdrehungs zahl vorgerückt wird, weiter so, dass die pro Hub des Pumpenkolbens eingespritzte Brenn stoffmenge bei kleinen Umdrehungszahlen kleiner ist als bei höheren Umdrehungszahlen, und endlich so, dass die Fördermenge zu Be ginn der Einspritzung kleiner ist. als später.
Die erfindungsgemässe Brennstoffeinspritz- einriehtun g ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine. Leckverbindung aufweist, durch welehe hindurch Brennstoff während mindestens eines ersten Teils des Druckhubes des Pumpenkolbens entweichen kann, das Ganze derart, dass im Betrieb der Brennstoff druck während des Druckhubes der Pumpe zuerst. weniger schnell ansteigt als später.
Bei einem Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Brenn stoffeinspritzeinriehtung öffnet das Einspritzventil bei einem Druck in der Pumpe, der niedriger ist. als der Ein spritzdrtick des Brennstoffes beim Schliessen des Ventils.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei wel chem die Pumpe einen Nocken. für den An- trieb des Pumpenkolbens aufweist., besitzt der INTocken einen Teil mit geringerer Steigung für den Einspritzbeginn und einen Teil mit. grösserer Steigung zum Einspritzen der Haupt menge, wobei der i; tiergang zwischen beiden Nockenteilen so hergestellt ist, dass das Ein- spritzventil dazwischen nicht schliesst. Beiliegende Zeichnung stellt Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes dar.
Fig.1 ist ein Längsschnitt einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-11 der Fig.1.
Fig. 3 ist. ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 4, 5 und 6 zeigen im Schnitt und in grösserem Massstab Detailvarianten.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf den Pumpen kolben nach Fig. 6.
Die in den Fig. 1 und 2 abgebildete Brenn- stoffeinspritzeinrichtung für Verbrennungs motoren besteht aus einer Einspritzpumpe 1 und einem in der Wandung \? der Brennkam- mer eingebauten Einspritzventil 3. In einem Pumpenzylinder 4 kann sieh unter dem An trieb durch einen Noeken 6 ein Pumpenkolben 5 auf und ab bewegen. Der Nocken 6 besitzt einen Teil 7 mit geringerer Steilheit für den Einspritzbeginn und anschliessend einen stei leren Teil 8 zum Einspritzen der Hauptmenge.
Die Nockenteile folgen sich so, dass das Ein- spritzventil dazwischen nicht schliesst. Die Steuerkante des Pumpenkolbens 5 ist mit 9 bezeichnet; in einem gewissen Abstand darunter ist in .den Kolben eine Nut 10 ein gearbeitet, welche durch ein Leckloch 12 mit der Druckkammer 11 in Verbindung steht und unten durch eine Steuerkante 16 begrenzt wird. Ein Durchgang 13 im Pumpenzylinder 4 und ein Durchgang 14 im Pumpengehäuse verbinden eine Brennstoffzuhrhrleitung 15 mit dem Hubraiun der Pumpe.
Beim Druck hub fliesst Brennstoff durch das Leckloch 12 von der Druckkammer 11 in den Durchgang 13 zurück, solange die Steuerkante 16 den Durchgang 13 noch nicht passiert hat.
Ein Druckrohr 17 verbindet die Einspritz pumpe mit dem Einspritzventil 3. Zu diesem Einspritzventil 3 gehört. eine Ventilnadel 18, welche den Zufluss von Brennstoff zu den Düsenlöchern 19 steuert. Diese Ventilnadel 18 bat einen dickeren Kolbenteil 20 -Lind einen dünneren Kolbenteil 21, welche beide in Boh rungen des Ventilgehäuses z. B. eingeschliffen sind. Eine Feder 22 drückt die Ventilnadel 18 gegen ihren Sitz.
Vom Druckrohr 17 gelaugt der Brennstoff durch einen Durchflusskanal 23, eine Ringnut 24, ein federbelastetes Rück schlagventil 25 und einen Durchflusskanal 26 in einen Raun 27, durch welchen sich die Ventilnadel 18 erstreckt und welcher bei ge schlossenem Einspritzventil von den Düsen löchern 19 getrennt ist.
Zum Teil wird der Raum 27 durch eine ringförmige Fläche des dünneren Kolbenteils 21 der Ventilnadel be grenzt, welche Fläche demzufolge dem im Raum 2 7 herrschenden Druck unterworfen ist. Durch einen Rückf'lusskanal 28 und ein Rückschlag entil 29, welches gegen die Ring nut 24 öffnet, ist der Raum 27 mit der Ring nut 24 rückgeschlossen. Das Rückschlagventil 29 ist durch eine Feder 30 belastet, die so bemessen ist, dass das Rückschlagventil 29 auch beim höchsten in der Brennkammer des Motors herrschenden Betriebsdruck nicht öff net.
Der Raum hinter diesem Rückschlagventil 29 grenzt unmittelbar an die Ringnut 24. In einer Ebene, die der Zeichnungsebene der Fig. 2 entspricht, liegt ein Durchflusskanal 31, welcher von der Ringnut 24 zu einem Raum 32 im Ventilgehäuse führt, welcher Raum teil weise durch eine ringförmige Fläche des dik- keren Kolbenteils 20 der Ventilnadel begrenzt wird. Dadurch öffnet das Einspritzventil 3 bei einem Druck in der Pumpe, der kleiner ist als der Einspritzdruck des Brennstoffes beim Schliessen des Ventils.
Während der Pumpenkolben den ersten Teil des Druckhubes durchläuft, und zwar von dem Moment an, in welchem die Steuer kante 9 an der Ausmündung des Durchganges 13 vorbei ist, bildet das Leckloch 12 eine Ver bindung zwischen der Druckkammer 11 und genanntem Durchgang 13 über die Ringnut 10 im Pumpenkolben. Demzufolge leckt Brennstoff von der Druckkammer 11 in den Durchgang 13 der Pumpe zurück, und zwar, bis die Steuerkante 16 diese Leckverbindiurg zwischen der Druckkammer 11 und dem Durchgang 13 vollständig unterbricht.
Nimmt die Geschwindigkeit der Pumpe zu, so nimmt die Menge des Brennstoffes, der es möglich ist, bei einem einzelnen Pumpenhub durch das Leckloch 12 zurückzufliessen, ab. Die För dermenge der Pumpe pro Hub nimmt also mit zunehmender Motordrehzahl zu, trotz der gegenteiligen Tendenz, die von einer abneh menden Füllung der Pumpe bei zunehmender Geschwindigkeit herrührt. Infolgedessen wird der Einspritzbeginn bei steigender Drehzahl vorverschoben.
Nach Fig.3 ist, das Einspritzventil mit der Einspritzpumpe zusammengebaut. Teile, die Teilen der Ausführungsform nach den Fig.1 und 2 entsprechen, sind mit denselben Bezugsziffern versehen. Im Pumpengehäuse 33 ist ein Pumpenzylinder 34 eingebaut, in welchem sich ein Pumpenkolben 35, durch den Nocken 6 angetrieben, auf und ab bewe gen kann.
Das untere Kolbenende 36 ist über eine kleine Länge ganz wenig im Durchmesser reduziert. Dank dieser Verjüngung leckt Brennstoff von der Druckkammer 11 zurück in den Durchgang 13 beim Druckhub des Piunpenkolbens, bis die Steuerkante 16 den Durchgang 13 abschliesst.
Von der Druckkam mer 11 der Pumpe führt ein Durchflusskanal 37 durch eine Ringnut 38 zu einem Dureh- flusskanal 23, der zum. Einspritzventilgehäuse 39 führt, das mit, dem Pumpengehäuse 33 v er- liunden ist. Das Einspritzventil besitzt eine Ventilnadel. 18 mit einem dickeren Kolbenteil 20 und einem dünneren Kolbenteil 21.
Der in den Durehflusskanal 23 geförderte Brennstoff wird dureli die Ringnut 21, Glas federbelastete Rüeksclilagventil 25 Lind einen Durchfluss- kanal 26 in den Raum 27 geführt,
durch wel- ehen liiiidureh sieh die Ventilnadel 18 er streckt und von welchem der Brennstoff durch Düsenöffnungen 19 in die Brennkam- mer fliesst, wenn die Ventilnadel unter dein I)ruek des Brennstoffes angehoben ist. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ist. der Raum 32 durch einen Kanal 31 mit der Ringnut 2-1 verbunden.
Fig. 4 zeigt. eine Variante der Pumpe. Der Pumpenzylinder 4, 31 besitzt, einen Hilfs- durehgang 10, der durch die Steuerkante 9 des Pumpenkolbens 5, 35 während des Durch laufens des Driiekliubes später verdeckt wird als der Durchgang 13.
In der Wandung des Pumpenzylinders 4-, 31 ist eine Seheibe 11 mit Leekloeli mittels eines durchbohrten Schraubenzapfens 12 befestigt, so dass die Druckkammer 11 über den Durchgang 10, das Leckloch und einen Raum 14 mit dem Dureh- gang 13 in Verbhidung steht, solange der Durch gang .10 vom Kolben nicht verschlossen wird.
Es ist offensichtlich, dass das Leekloch in der Seheibe 41. die gleielie Aufgabe er füllt wie das Leekloeh 12 bei der ersten Aus- führun < ,:sforin oder die Verjüngung 36 bei der zweiten Ausführungsform.
Fi-. 5 zeigt eine weitere Variante, bei we1- eher eine ani obern Ende des Pumpenzylin ders -l, 3-1 vorgesehene Ausnehmung -13 mit der Druckkammer 11 der Pumpe in Verbin- dung steht. Die Leckverbindrin- von der Aus nehmun g -13 zum Durchgang 13 ist hergestellt.
durch eine parallel zur Achse des Zylinders geführte und bis nahe an den Dureh-ang 13 lieranreiehende Bohrung 41 und ein feines Loch Z:
3, dureli welches Brennstoff während des -amen Druckhubes in die Brennstoff- zufuhrleitung zurückfliessen kann, In der Variante nach den Fig. 6 und 7 be sitzt der Pumpenzylinder innen eine Ringnett 17, in welche der Durchgang 13 ausmündet. Eine feine Spitzkerbe 18@ist\von der Steuer kante des Pumpenkolbens aus eingeschnitten.
Eine gewisse Brennstoffmenge leckt. durch die Kerbe -1 -8 von der Diuekkammer 11 zurück in die Nut 4-7, :solange die Kerbe beim Druckhub Druckkammer und Nut miteinander verbin det.
Man könnte natürlich dieselbe Wirkung auch erzielen durch Einschneiden einer Kerbe in die Wandung des Zylinders von der Nut 47 aus oder, wenn diese weggelassen ist, von dein Durchgang 13 aus in R.icht.ung des den Druckhub durchlaufenden Pumpenkolbens. In ähnlicher Weise könnte in der Ausfüh- rungsforin nach Fig. 3 die Verjüngung des Pumpenkolbens durch eine entsprechende Ausnehmung im Pumpenzylinder ersetzt sein.
Fuel injection device for internal combustion engines. The present invention relates to a fuel injection device for internal combustion engines, a piston injection pump and an injection valve.
During the development of such devices, it has shown that it is beneficial to have a very specific control of the injection quantity as a function of. the number of revolutions of the engine in such a way that the injection point is advanced with increasing number of revolutions, further so that the amount of fuel injected per stroke of the pump piston is smaller at low speeds than at higher speeds, and finally so that the delivery rate is smaller at the beginning of the injection. than later.
The fuel injection device according to the invention is characterized in that the pump has a. Has leakage connection through which fuel can escape during at least a first part of the pressure stroke of the pump piston, the whole thing in such a way that, in operation, the fuel pressure during the pressure stroke of the pump first. increases less quickly than later.
In one embodiment of the fuel injection device according to the invention, the injection valve opens at a pressure in the pump which is lower. than the injection pressure of the fuel when the valve is closed.
In one embodiment, in wel chem the pump has a cam. for driving the pump piston, the INTocken has a part with a lower slope for the start of injection and a part with. greater slope for injecting the main amount, the i; animal passage between the two cam parts is established in such a way that the injection valve does not close between them. The accompanying drawing shows exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
Fig.1 is a longitudinal section of a first embodiment.
FIG. 2 is a section along the line II-11 of FIG.
Fig. 3 is. a longitudinal section of a further embodiment.
4, 5 and 6 show detailed variants in section and on a larger scale.
FIG. 7 is a plan view of the pump piston according to FIG. 6.
The fuel injection device shown in FIGS. 1 and 2 for internal combustion engines consists of an injection pump 1 and an in the wall \? Injection valve 3 built into the combustion chamber. In a pump cylinder 4, a pump piston 5 can move up and down under the drive by a Noeken 6. The cam 6 has a part 7 with a lower steepness for the start of injection and then a steeper part 8 for injecting the main amount.
The cam parts follow each other in such a way that the injection valve does not close in between. The control edge of the pump piston 5 is denoted by 9; at a certain distance below that, a groove 10 is worked into .den piston, which is connected to the pressure chamber 11 through a leakage hole 12 and is limited by a control edge 16 at the bottom. A passage 13 in the pump cylinder 4 and a passage 14 in the pump housing connect a fuel supply line 15 to the hub of the pump.
During the pressure stroke, fuel flows back through the leakage hole 12 from the pressure chamber 11 into the passage 13 as long as the control edge 16 has not yet passed the passage 13.
A pressure pipe 17 connects the injection pump with the injection valve 3. This injection valve 3 belongs. a valve needle 18 which controls the flow of fuel to the nozzle holes 19. This valve needle 18 asked a thicker piston part 20 -Lind a thinner piston part 21, which both ments in the valve housing z. B. are ground. A spring 22 presses the valve needle 18 against its seat.
The fuel is leached from the pressure pipe 17 through a flow channel 23, an annular groove 24, a spring-loaded non-return valve 25 and a flow channel 26 in a space 27 through which the valve needle 18 extends and which is separated from the nozzle holes 19 when the injection valve is closed.
In part, the space 27 is bounded by an annular surface of the thinner piston part 21 of the valve needle, which surface is therefore subjected to the pressure prevailing in the space 27. The space 27 with the ring groove 24 is closed by a return channel 28 and a non-return valve 29, which opens against the ring groove 24. The check valve 29 is loaded by a spring 30 which is dimensioned such that the check valve 29 does not open even at the highest operating pressure prevailing in the combustion chamber of the engine.
The space behind this check valve 29 is directly adjacent to the annular groove 24. In a plane that corresponds to the plane of the drawing in FIG annular surface of the thicker piston part 20 of the valve needle is limited. As a result, the injection valve 3 opens at a pressure in the pump that is lower than the injection pressure of the fuel when the valve is closed.
While the pump piston passes through the first part of the pressure stroke, from the moment when the control edge 9 is past the mouth of the passage 13, the leakage hole 12 forms a connection between the pressure chamber 11 and said passage 13 via the annular groove 10 in the pump piston. As a result, fuel leaks back from the pressure chamber 11 into the passage 13 of the pump until the control edge 16 completely interrupts this leakage connection between the pressure chamber 11 and the passage 13.
If the speed of the pump increases, the amount of fuel that is possible to flow back through the leakage hole 12 in a single pump stroke decreases. The För amount of the pump per stroke so increases with increasing engine speed, despite the opposite tendency, which results from a declining filling of the pump with increasing speed. As a result, the start of injection is advanced as the engine speed increases.
According to Fig.3, the injection valve is assembled with the injection pump. Parts which correspond to parts of the embodiment according to FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals. In the pump housing 33, a pump cylinder 34 is installed, in which a pump piston 35, driven by the cam 6, can bewe gene up and down.
The lower piston end 36 is very slightly reduced in diameter over a small length. Thanks to this tapering, fuel leaks from the pressure chamber 11 back into the passage 13 during the pressure stroke of the pin piston until the control edge 16 closes the passage 13.
From the pressure chamber 11 of the pump, a flow channel 37 leads through an annular groove 38 to a flow channel 23 which leads to the. Injection valve housing 39 leads, which is connected to the pump housing 33. The injection valve has a valve needle. 18 with a thicker piston part 20 and a thinner piston part 21.
The fuel conveyed into the flow channel 23 is guided through the annular groove 21, glass spring-loaded back valve 25 and a flow channel 26 into the space 27,
Through which valve needle 18 can be seen and from which the fuel flows through nozzle openings 19 into the combustion chamber when the valve needle is raised below the back of the fuel. As in the first embodiment. the space 32 is connected to the annular groove 2-1 by a channel 31.
Fig. 4 shows. a variant of the pump. The pump cylinder 4, 31 has an auxiliary passage 10, which is covered later than the passage 13 by the control edge 9 of the pump piston 5, 35 during the passage of the driiekliubes.
In the wall of the pump cylinder 4, 31 a Seheibe 11 with Leekloeli is fastened by means of a pierced screw pin 12, so that the pressure chamber 11 is in connection with the passage 13 via the passage 10, the leakage hole and a space 14 as long as the Passage .10 is not closed by the piston.
It is obvious that the Leekloch in the Seheibe 41. fulfills the same task as the Leekloeh 12 in the first embodiment, or the taper 36 in the second embodiment.
Fi-. FIG. 5 shows a further variant in which a recess -13 provided at the upper end of the pump cylinder -1, 3-1 is connected to the pressure chamber 11 of the pump. The Leckverbindrin- from the recess g -13 to the passage 13 is made.
through a bore 41 parallel to the axis of the cylinder and close to the diameter 13 and a fine hole Z:
3, which fuel can flow back into the fuel supply line during the pressure stroke. In the variant according to FIGS. 6 and 7, the pump cylinder sits on the inside with an annular net 17 into which the passage 13 opens. A fine pointed notch 18 @ is cut from the control edge of the pump piston.
A certain amount of fuel is leaking. through the notch -1 -8 from the Diuekkammer 11 back into the groove 4-7, as long as the notch verbin det during the pressure stroke pressure chamber and groove.
The same effect could of course also be achieved by cutting a notch in the wall of the cylinder from the groove 47 or, if this is omitted, from the passage 13 in the direction of the pump piston passing through the pressure stroke. Similarly, in the embodiment according to FIG. 3, the tapering of the pump piston could be replaced by a corresponding recess in the pump cylinder.