CH672005A5

CH672005A5 -

Info

Publication number: CH672005A5
Application number: CH1652/87A
Authority: CH
Inventors: Hans Scherrer
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1989-10-13
Also published as: DK134188D0; NO881890L; JPS63272959A; FI880655A; FI880655A0; FI96535C; NO168725C; DK164827B; EP0288669B1; DK164827C; NO168725B; NO881890D0; DK134188A; ES2022482B3; DE3862056D1; FI96535B; EP0288669A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzpumpe einer Hubkolbenbrennkraftmaschine der Dieselbauart, mit mindestens einem in einem Zylinder auf- und abbeweglichen Pumpenkolben, der in seiner Mantelfläche schräg zu seiner Längsachse verlaufende Steuerkanten aufweist, die mit im Zylinder angebrachten Löchern den Förderbeginn und das Förderende des Pumpenkolbens bestimmen, und mit einer den Pumpenkolben um seine Längsachse verschwenkenden Vorrichtung, die eine ausserhalb des Zylinders gelagerte, geradlinig hin- und herbewegbare und mit dem Pumpenkolben zusammenwirkende Regulierstange umfasst. The invention relates to a fuel injection pump of a reciprocating piston internal combustion engine of the diesel type, with at least one pump piston which can be moved up and down in a cylinder and which has control edges extending obliquely to its longitudinal axis in its lateral surface, which determine the start and end of delivery of the pump piston with holes in the cylinder, and with a device which pivots the pump piston about its longitudinal axis and which comprises a regulating rod which is mounted outside the cylinder and can be moved back and forth in a straight line and cooperates with the pump piston.

Bei bekannten Einspritzpumpen dieser Art dient die den Pumpenkolben verschwenkende Vorrichtung dazu, die in den Arbeitszylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine einzuspritzende Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Last der Maschine zu verändern, indem durch das Verschwenken die Lage der schrägen Steuerkanten relativ zu den Löchern im Zylinder verändert wird, so dass sich der Förderbeginn und/oder das Förderende des Pumpenkolbens verschieben. Die Grösse des Schwenkbereichs des Pumpenkolbens ist bedingt durch die Pumpenkonstruktion - begrenzt und beträgt etwa 60 °. Über den Bereich von 60 ° erstreckt sich also der Verlauf der schrägen Steuerkanten in der Mantelfläche des Pumpenkolbens. In der zeichnerischen Abwicklung der Mantelfläche betrachtet, ergibt sich somit ein relativ steiler Verlauf der schrägen Steuerkanten. Ein solcher steiler Verlauf hat eine ungünstige Reproduzierbarkeit der eingespritzten Brennstoffmenge zur Folge, d. h. es ergibt sich eine verhältnismässig grosse Abweichung des Förderhubes des Pumpenkolbens, also der Einspritzmenge, von der Position der Regulierstange. Solche Abweichungen sind z. B. durch die Summe der Ungenauigkeiten im Übertragungsweg vom an der Regulierstange angreifenden Regler bis zum Pumpenkolben (Spiele, Toleranzen, Montageungenaugigkeiten usw.) bedingt. Je steiler der Steuerkantenverlauf ist, desto grösser sind die Abweichungen des Kolbenhubes. Weitere Nachteile des steilen Steuerkantenverlaufs ergeben sich am Ende der Einspritzphase, indem der Kolbenhub ziemlich gross wird, der notwendig ist, um das Überströmloch im Zylinder durch die zugehörige Steuerkante voll zu öffnen. Dies bedeutet, In known injection pumps of this type, the device pivoting the pump piston serves to change the amount of fuel to be injected into the working cylinder of the reciprocating piston internal combustion engine depending on the load of the machine, by changing the position of the oblique control edges relative to the holes in the cylinder by the pivoting, so that the start of delivery and / or the end of delivery of the pump piston shift. The size of the swivel range of the pump piston is limited by the pump design and is approximately 60 °. The course of the oblique control edges in the lateral surface of the pump piston thus extends over the range of 60 °. Considered in the graphic development of the lateral surface, the oblique control edges are relatively steep. Such a steep course results in an unfavorable reproducibility of the injected fuel quantity, i. H. there is a relatively large deviation of the delivery stroke of the pump piston, that is to say the injection quantity, from the position of the regulating rod. Such deviations are e.g. B. due to the sum of the inaccuracies in the transmission path from the regulator acting on the regulating rod to the pump piston (clearances, tolerances, inaccuracies in assembly, etc.). The steeper the control edge, the greater the deviations in the piston stroke. Further disadvantages of the steep control edge course arise at the end of the injection phase in that the piston stroke becomes quite large, which is necessary in order to fully open the overflow hole in the cylinder through the associated control edge. This means,

dass die Einspritzung nicht rasch beendet wird, sondern «schleichend», wodurch die Verbrennung des Brennstoffs verschlechtert wird. Einspritzpumpen der eingangs genannten Art werden ausserdem nur für konstanten Einspritzbeginn verwendet. Ein Vorverlegen des Einspritzbeginns vor den Zünd-OT lässt sich wegen des steilen Steuerkantenverlaufs praktisch nicht realisieren. that the injection is not stopped quickly, but "creepingly", which worsens the combustion of the fuel. Injection pumps of the type mentioned are also only used for constant injection start. It is practically impossible to advance the start of injection before the ignition TDC due to the steep control edge course.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einspritzpumpe der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die durch den steilen Steuerkantenverlauf bedingten Nachteile vermieden werden. The invention has for its object to improve the injection pump of the type mentioned so that the disadvantages caused by the steep control edge course are avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine zwischen der Regulierstange und dem Pumpenkolben angeordnete, diesen exzentrisch umgebende und mit einer Innenverzahnung versehene Verstellhülse aufweist, die mit ihrer Innenverzahnung in eine am Pumpenkolben angebrachte Aussenverzahnung eingreift, und dass die Verstellhülse mit der Regulierstange gelenkig verbunden ist. This object is achieved according to the invention in that the device has an adjusting sleeve which is arranged between the regulating rod and the pump piston, surrounds it eccentrically and is provided with an internal toothing and engages with its internal toothing in an external toothing attached to the pump piston, and that the adjusting sleeve is articulated with the regulating rod connected is.

Durch das exzentrische Anbringen der mit der Innenverzahnung versehenen Verstellhülse und das Anbringen einer dazu passenden Aussenverzahnung am Pumpenkolben wird die Schwenkbewegung der Verstellhülse in eine grössere Ver-schwenkbewegung des Pumpenkolbens übersetzt, wobei sich etwa eine Verdoppelung des bisherigen Schwenkbereichs des Pumpenkolbens erzielen lässt, d. h. etwa 120 °. Diese Ver-grösserung des Schwenkbereichs des Pumpenkolbens wird dabei mit einem geradlinigen Verstellweg der Regulierstange erreicht, der gleich gross bleibt wie bei den Einspritzpumpen der eingangs genannten Art. Der grössere Schwenkbereich des Pumpenkolbens erlaubt nunmehr, den Verlauf der schrägen Steuerkanten über einen entsprechend grösseren Umfang der Mantelfläche des Pumpenkolbens zu erstrecken, so dass - in der zeichnerischen Abwicklung gesehen - die Steuerkanten eine wesentlich geringere Steigung als bisher aufweisen. Damit sind die im Zusammenhang mit dem steilen Steuerkantenverlauf der bekannten Einspritzpumpen beschriebenen Nachteile erheblich verringert. Die Abweichungen des Kolbenhubes infolge der Ungenauigkeiten im Übertragungsweg sind also wesentlich kleiner; die Einspritzphase wird rascher beendet, weil auch der Kolbenhub zum vollen Öffnen des Überströmloches durch die zugehörige Steuerkante kleiner wird. Schliesslich wird es möglich, mit der neuen Einspritzpumpe einen variablen Förderbeginn zu Through the eccentric attachment of the adjusting sleeve provided with the internal toothing and the attachment of a matching external toothing on the pump piston, the pivoting movement of the adjusting sleeve is translated into a larger pivoting movement of the pump piston, whereby approximately a doubling of the previous pivoting range of the pump piston can be achieved, i.e. H. about 120 °. This enlargement of the swivel range of the pump piston is achieved with a rectilinear adjustment path of the regulating rod, which remains the same size as with the injection pumps of the type mentioned at the outset. The larger swivel range of the pump piston now allows the course of the oblique control edges over a correspondingly larger circumference To extend the outer surface of the pump piston, so that - seen in the drawing development - the control edges have a much smaller slope than before. The disadvantages described in connection with the steep control edge profile of the known injection pumps are thus considerably reduced. The deviations of the piston stroke due to the inaccuracies in the transmission path are therefore significantly smaller; the injection phase is ended more quickly because the piston stroke for opening the overflow hole is also reduced by the associated control edge. Finally, it becomes possible to start the delivery variable with the new injection pump

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

fahren, d. h. den Einsoritzbeginn vor den Zünd-OT zu verlegen. drive, d. H. to postpone the start of the single seat before the ignition top dead center.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Brennstoffeinspritz-pumpe, die im Motorengehäuse montiert ist, 1 is an axial section through a fuel injection pump which is mounted in the engine housing,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Pumpe entsprechend den Schnittlinien A-B und C-D in Fig. 1 und Fig. 2 shows a cross section through the pump according to the section lines A-B and C-D in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Teil der Pumpe im Bereich der Verzahnungen. Fig. 3 shows a cross section through a part of the pump in the region of the teeth.

Gemäss Fig. 1 ist in einem Pumpengehäuse 1 ein Pumpenzylinder 2 vorgesehen, der durch einen Pumpengehäuse-deckel 3 im Pumpengehäuse 1 fixiert wird. Im Pumpenzylinder 2 ist ein Pumpenkolben 4 auf- und abbeweglich geführt, der in seiner Mantelfläche nahe dem oberen Kolbenende mit schräg zur Kolbenlängsachse verlaufenden Steuerkanten 5 versehen ist. Diese Steuerkanten wirken in bekannter Weise mit zwei in Fig. 1 nicht dargestellten radialen Bohrungen in der Wand des Pumpenzylinders 2 zusammen, wodurch der Förderbeginn und das Förderende des Pumpenkolbens 4 bestimmt wird. D,er einzuspritzende Brennstoff wird über eine in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellte Zuführleitung einem Ringraum 6 zwischen Pumpengehäuse 1 und Pumpenzylinder 2 zugeführt, aus dem er über die eben erwähnte, den Förderbeginn bestimmende Bohrung in den Förderraum 7 der Pumpe gelangt. Über eine zentrale Bohrung 8 im Pumpengehäusedeckel 3 gelangt die einzuspritzende Brennstoffmenge während des Förderhubes des Pumpenkolbens 4 zum nicht dargestellten Einspritzventil im Zylinderdeckel des Dieselmotors. 1, a pump cylinder 2 is provided in a pump housing 1, which is fixed in the pump housing 1 by a pump housing cover 3. In the pump cylinder 2, a pump piston 4 is guided up and down, which is provided in its lateral surface near the upper piston end with control edges 5 which run obliquely to the longitudinal axis of the piston. These control edges interact in a known manner with two radial bores (not shown in FIG. 1) in the wall of the pump cylinder 2, as a result of which the start of delivery and the end of delivery of the pump piston 4 are determined. D, the fuel to be injected is fed via a feed line, also not shown in FIG. 1, to an annular space 6 between the pump housing 1 and the pump cylinder 2, from which it reaches the delivery space 7 of the pump via the aforementioned bore, which determines the start of delivery. Via a central bore 8 in the pump housing cover 3, the amount of fuel to be injected during the delivery stroke of the pump piston 4 reaches the injection valve (not shown) in the cylinder cover of the diesel engine.

Der Pumpenkolben 4 weist an seinem unteren, aus dem > Pumpenzylinder 2 herausragenden Ende einen Flansch 9 auf, mit dem er an einem Pumpenstössel 10 anliegt, der im Pumpengehäuse 1 axial beweglich geführt ist. Der Flansch 9 ist von einer Kappe 11 übergriffen, die auch einen Teil des Pum-penstössels 10 umgibt und auf der sich das untere Ende einer Druckfeder 12 abstützt. Das obere Ende der Druckfeder 12 stützt sich an einem Federteller 13 ab, der im Pumpengehäuse 1 fixiert ist. Mittels der Druckfeder 12 wird ein ständiges Anliegen des Flansches 9 am Pumpenstössel 10 gewährleistet. Am unteren Ende des Pumpenstössels 10 ist in diesem eine Rolle 14 drehbar gelagert, die auf einer Nocke 15 einer Nockenwelle abrollt, die den Pumpenkolben 4 im Takt des Dieselmotors antreibt. The pump piston 4 has at its lower end, which protrudes from the> pump cylinder 2, a flange 9 with which it bears against a pump plunger 10 which is guided in the pump housing 1 so as to be axially movable. The flange 9 is overlapped by a cap 11, which also surrounds part of the pump plunger 10 and on which the lower end of a compression spring 12 is supported. The upper end of the compression spring 12 is supported on a spring plate 13 which is fixed in the pump housing 1. A constant contact of the flange 9 on the pump tappet 10 is ensured by means of the compression spring 12. At the lower end of the pump plunger 10, a roller 14 is rotatably mounted therein, which rolls on a cam 15 of a camshaft that drives the pump piston 4 in time with the diesel engine.

Das untere Ende des Pumpenzylinders 2 ist von einer Hülse 16 umgeben, die an ihrem unteren, über den Pumpenzylinder hinausragenden Ende mit zwei axialen, einander diametral gegenüberliegenden Schlitzen versehen ist, in die je ein radialer Arm 17 des Pumpenkolbens 4 hineinragt. Die axiale Länge der Schlitze ist mindestens gleich gross wie der maximale Hub des Pumpenkolbens 4. Auf diese Weise ist eine drehfeste Verbindung zwischen dem Pumpenkolben 4 und der Hülse 16 hergestellt, die auf dem Zylinder 2 drehbar gleitet. Die Hülse 16 weist in ihrem Bereich oberhalb der Schlitze eine Aussenverzahnung 18 auf, die mit einer Innenverzahnung 19 im Eingriff steht, die in einer exzentrisch zur Hülse 16 und damit zum Pumpenkolben 4 angeordneten Ver672005 The lower end of the pump cylinder 2 is surrounded by a sleeve 16, which at its lower end, which projects beyond the pump cylinder, is provided with two axial, diametrically opposite slots, into each of which a radial arm 17 of the pump piston 4 projects. The axial length of the slots is at least the same as the maximum stroke of the pump piston 4. In this way, a rotationally fixed connection between the pump piston 4 and the sleeve 16 is made, which slides on the cylinder 2 rotatably. In its area above the slots, the sleeve 16 has an external toothing 18 which engages with an internal toothing 19 which is arranged in a Ver672005 arranged eccentrically to the sleeve 16 and thus to the pump piston 4

stellhülse 20 vorgesehen ist. Die Verstellhülse 20 ist im Pumpengehäuse 1 um ihre Drehachse 21 (Fig. 3) schwenkbar gelagert und weist an ihrem äusseren Umfang einen radial nach aussen ragenden Anschlaglappen 22 auf. Am Anschlaglappen 22 ist ein in Fig. 1 nach unten ragender Mitnehnmerstift 23 befestigt, der in ein Gabelstück 24 ragt, das auf einer quer zum Pumpenkolben 4 hin- und her beweglichen Regulierstange 25 einstellbar befestigt ist. Durch Bewegen der Regulierstange 25 um den Betrag «s» (Fig. 2) lässt sich also über das Gabelstück 24 und den Mitnehnmerstift 23 die Verstellhülse 20 um einen Winkel von ca. 600 verschwenken, wie dies durch die strichpunktierte Darstellung des Gabelstücks 24 und des Mitnehmerstiftes 23 in Fig. 2 dargestellt ist. In der in Fig. 2 oberen strichpunktiert dargestellten Stellung liegt die seitliche Begrenzungsfläche 22' (Fig. 3) des Anschlaglappens 22 an einer Anschlagschraube 26, die am Pumpengehäuse 1 angebracht ist. Die Anschlagschraube 26 ist mit Hilfe einer Stellmutter 27 einstellbar. Eine gleiche Anordnung von Anschlagschraube und Stellmutter befindet sich auf der entgegengesetzten Seite des Schwenkbereichs der Verstellhülse 20 und wirkt mit der Begrenzungsfläche 22" des Anschlaglappens 22 zusammen. Die Grösse des Weges «s» und damit die Grösse des Schwenkbereiches des Lappens 22 ist dadurch begrenzt, dass das Gehäuse 1 in dem genannten Bereich nicht weiter geschwächt werden kann. Mit Hilfe der Innenverzahnung 19 und der Aussenverzahnung 18 wird die Schwenkbewegung der Verstellhülse 20 in eine grössere Verstellbewegung der Hülse 16 und damit des Pumpenkolbens 4 übersetzt. Die Grösse der Schwenkbewegung der Hülse 16 ist abhängig von der Grösse der Exzentrizität «e» (Fig. 3) zwischen der Längsachse des Pumpenkolbens und der Achse 21 der Verstellhülse 20. Es lässt sich ein maximaler Schwenkbereich von ungefähr 120 ° der Hülse 16 bzw. des Pumpenkolbens 4 erreichen. , adjusting sleeve 20 is provided. The adjusting sleeve 20 is mounted in the pump housing 1 so as to be pivotable about its axis of rotation 21 (FIG. 3) and has a stop tab 22 projecting radially outwards on its outer circumference. 1 is attached to the stop tab 22, which projects downward into a fork piece 24, which is adjustably fastened on a regulating rod 25 which can be moved back and forth transversely to the pump piston 4. By moving the regulating rod 25 by the amount “s” (FIG. 2), the adjusting sleeve 20 can thus be pivoted through an angle of approximately 600 via the fork piece 24 and the driving pin 23, as is shown by the dash-dotted representation of the fork piece 24 and Driver pin 23 is shown in Fig. 2. In the upper dash-dotted position in FIG. 2, the lateral boundary surface 22 ′ (FIG. 3) of the stop tab 22 lies against a stop screw 26 which is attached to the pump housing 1. The stop screw 26 is adjustable with the help of an adjusting nut 27. An identical arrangement of the stop screw and the adjusting nut is located on the opposite side of the swivel range of the adjusting sleeve 20 and interacts with the boundary surface 22 "of the stop flap 22. The size of the path" s "and thus the size of the swivel range of the flap 22 is thereby limited, that the housing 1 cannot be weakened further in the area mentioned. With the aid of the internal toothing 19 and the external toothing 18, the pivoting movement of the adjusting sleeve 20 is translated into a larger adjusting movement of the sleeve 16 and thus of the pump piston 4. The size of the pivoting movement of the sleeve 16. FIG depends on the size of the eccentricity “e” (FIG. 3) between the longitudinal axis of the pump piston and the axis 21 of the adjusting sleeve 20. A maximum swiveling range of approximately 120 ° of the sleeve 16 or the pump piston 4 can be achieved.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Einspritzpumpe mit ihrer unteren Hälfte in ein Motorengehäuse 30 eingesteckt, in dem auch die Nockenwelle gelagert ist. Wesentlich für die Einspritzpumpe ist, dass die äussere Begrenzung des Anschlaglappens 22 innerhalb des Durchmessers der oberen, das Pumpengehäuse 1 aufnehmenden Bohrung 31 im Motorengehäuse liegt, so dass sich die Einspritzpumpe ohne weiteres ein- und ausbauen lässt. Je Arbeitszylinder des Dieselmotors ist eine Einspritzpumpe in der beschriebenen Weise im Motorengehäuse angeordnet und ist auf der gemeinsamen Nockenwelle eine zugehörige, der Nocke 15 entsprechende Nocke vorhanden. Auch die Regulierstange 25 ist für alle Arbeitszylinder gemeinsam und hat für jede Einspritzpumpe ein Gabelstück 24. Durch Einstellen der Gabelstücke 24 relativ zur Regulierstange und Einstellen der Anschlagschrauben 26 lassen sich die in die Arbeitszylinder einzuspritzenden Brennstoffmengen untereinander gleich gross machen. 1, the lower half of the injection pump is inserted into an engine housing 30 in which the camshaft is also mounted. It is essential for the injection pump that the outer limit of the stop lug 22 lies within the diameter of the upper bore 31 in the engine housing that receives the pump housing 1, so that the injection pump can be easily installed and removed. For each working cylinder of the diesel engine, an injection pump is arranged in the engine housing in the manner described and there is an associated cam corresponding to cam 15 on the common camshaft. The regulating rod 25 is also common to all working cylinders and has a fork piece 24 for each injection pump. By adjusting the fork pieces 24 relative to the regulating rod and adjusting the stop screws 26, the fuel quantities to be injected into the working cylinders can be made equal to one another.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Hülse 16 wegzulassen und deren Aussenverzahnung direkt am Pumpenkolben 4 vorzusehen. In einem solchen Falle müsste die Aussenverzahnung in axialer Richtung länger ausgebildet sein, damit sie während der Auf-und Abbewegung des Pumpenkolbens mit der Innenverzahnung 19 der Verstellhülse 20 im Eingriff bleibt. In a departure from the exemplary embodiment described, it is also possible to omit the sleeve 16 and to provide its external toothing directly on the pump piston 4. In such a case, the external toothing would have to be longer in the axial direction so that it remains in engagement with the internal toothing 19 of the adjusting sleeve 20 during the up and down movement of the pump piston.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

672005 PATENT CLAIMS

1.Fuel injection pump of a reciprocating internal combustion engine of the diesel type with at least one pump piston which can be moved up and down in a cylinder and which has control edges in its lateral surface which run obliquely to its longitudinal axis and which determine the start and end of delivery of the pump piston with holes in the cylinder, and with a device which pivots the pump piston about its longitudinal axis and which comprises a regulating rod, which is mounted outside the cylinder, can be moved back and forth in a straight line and cooperates with the pump piston, characterized in that the device has an eccentrically surrounding and arranged with a between the regulating rod and the pump piston Has internal toothing provided adjusting sleeve which engages with its internal toothing in an external toothing attached to the pump piston, and that the adjusting sleeve is articulated to the regulating rod.

2. Pump according to claim 1, with a pump housing accommodating the cylinder, which surrounds with its lower end a plunger which transmits the up and down movement of the pump piston and is inserted into a motor housing containing a camshaft drive, characterized in that the connection point between the adjusting sleeve and the regulating rod is located within the outline of the pump housing received by the motor housing.

3. Pump according to claim 2, characterized in that the adjusting sleeve is provided on its outside with a stop tab which cooperates with its two lateral end faces with stops located on the pump housing, which limit the pivoting range of the adjusting sleeve.

4. Pump according to claim 3, characterized in that the stops located on the pump housing are adjustable.

5. Pump according to claim 3, characterized in that a driver pin is attached to the stop tab, which protrudes into a fork piece, which in turn is adjustably attached to the regulating rod.

6. Pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pump piston is connected to an axially fixed, rotatably mounted on the cylinder coupling sleeve which is provided on its outside with the external toothing.