DE1029194B

DE1029194B - Control device for piston pumps, especially for injection pumps of internal combustion engines

Info

Publication number: DE1029194B
Application number: DES34044A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Wilhelm Herbrich
Original assignee: Spica SpA
Current assignee: Spica SpA
Priority date: 1952-06-27
Filing date: 1953-06-24
Publication date: 1958-04-30

Description

Regelvorrichtung für Kolbenpumpen, insbesondere für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen Bei einer bekannten Einspritzpumpe ist im mit größerem Durchmesser verlängerten Pumpenzylinder zwischen dem Pumpenkolben und dem Rückschlagventil in der Druckleitung, in welche der Brennstoff ausgeschoben wird, ein unter Federdruck entgegen der Wirkrichtung des Pumpenkolbens beim Ausschieben stehender Regelkolben angeordnet, der sich auf die durch die Durchmesservergrößerung gebildete Schulter aufsetzen kann. Eine Drosselleitung führt unter Umgehung des Regelkolbens in die Zylinderverlängerung auf der dem Pumpenkolben abgewandten Seite des Regelkolbens. Während bei langsamem Lauf der :Maschine der Regelkolben in der Zylinderverlängerung im wesentlichen auf der Schulter aufsitzt, `wird er bei schnellem Lauf der Maschine durch die von dem Pumpenkolben verdrängte Flüssigkeit angehoben, um beim Rückgang des Pumpenkolbens unter der Wirkung der ihn belastenden Feder vorzuschnellen, so claß auf seiner dem Pumpenkolben abgewandten Seite ein Vakuum entsteht. Die 2l#'achströmzeit von Brennstoff in dieses Vakuum ist bei schnell laufenden Maschinen so kurz, daß durch den nachströmenden Brennstoff das Vakuum nicht aufgehoben werden kann, so daß der durch den Pumpenkolben im nachfolgenden Hub verdrängte Brennstoff teils zur Behebung des Vakuums dient und damit die zur :@l aschine geförderte Brennstoffmenge geringer ist. Die den Regelkolben enthaltende Zylinderverlängerung kann oberhalb der Aufsetzschulter für den Regelkolben noch einen Sicherheitsauslaß für den Brennstoff aufweisen, der bei sehr großen Drehzahlen der Brennkraftmaschine vom Regelkolben freigegeben wird, so daß ein Teil des vom Pumpenkolben verdrängten Brennstoffes durch diesen Auslaß entweichen kann.Control device for piston pumps, in particular for injection pumps of internal combustion engines In a known injection pump, the diameter is larger extended pump cylinder between the pump piston and the check valve in the pressure line, into which the fuel is pushed out, a spring-loaded Control piston standing against the direction of action of the pump piston when it is pushed out arranged, which is on the shoulder formed by the enlarged diameter can put on. A throttle line leads into the bypassing the control piston Cylinder extension on the side of the control piston facing away from the pump piston. While the machine is running slowly, the control piston in the cylinder extension essentially sitting on the shoulder, `he becomes when the machine is running at high speed raised by the liquid displaced by the pump piston, to when falling of the pump piston to snap forward under the action of the spring loading it, so A vacuum is created on the side facing away from the pump piston. The 2l # 'achstromzeit of fuel in this vacuum is so short in high-speed machines that the vacuum cannot be broken by the fuel flowing in, so that the fuel displaced by the pump piston in the subsequent stroke is partly is used to eliminate the vacuum and thus the amount of fuel delivered to the: @l aschine is less. The cylinder extension containing the control piston can above the contact shoulder for the control piston has a safety outlet for the fuel have, which at very high speeds of the internal combustion engine from the control piston is released, so that some of the fuel displaced by the pump piston can escape through this outlet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Regulierung von Pumpen der zuletzt beschriebenen Art zu verbessern.The invention is based on the task of regulating pumps the last described kind to improve.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf eine Regelvorrichtung für Kolbenpumpen, insbesondere für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen ein- oder mehrzylindriger Bauart, z. B. von Dieselmotoren, mit selbsttätiger Regelung der geförderten Flüssigkeitsmenge in Abhängigkeit von der Pumpenhubzahl, bei welcher die vom Kolben geförderte Flüssigkeitsmenge eine einstellbare Drosselstelle durchströmt und die Drücke im Pumpenarbeitsraum und hinter der Drosselstelle auf ein gegen den Druck im Pumpenarbeitsraum federbelastetes Regelkölbchen wirken, welches in einer die Drosselstelle umgehenden Bohrung angeordnet ist, wobei der Auslaß über ein Druckventil an den Raum hinter der Drosselstelle angeschlossen ist.The invention therefore relates to a control device for piston pumps, in particular for injection pumps of internal combustion engines with one or more cylinders Type of construction, e.g. B. of diesel engines, with automatic control of the amount of liquid delivered as a function of the number of pump strokes at which the amount of liquid delivered by the piston flows through an adjustable throttle point and the pressures in the pump working space and behind the throttle point on a spring-loaded against the pressure in the pump working chamber Acting regulating piston, which is arranged in a bore bypassing the throttle point is, the outlet via a pressure valve to the space behind the throttle point connected.

Nach der Erfindung ist auf der dem Pumpenkolben abgewandten Seite der Drosselstelle ein federbelastetes Ausweichkölbchen zur Speicherung von Flüssigkeit durch dessen Rückgang beim Vorschub des Pumpenkolbens angeordnet, und das federbelastete Regelkölbchen steuert die Verbindung eines an der Bohrung vorgesehenen Rücklaufauslasses mit dem Raum hinter der Drosselstelle. Hierdurch ist die Ausnutzung des durch die Drosselstelle verursachten Druckabfalles für die Regelung verbessert, Wenn der Druckabfall einen die Spannkraft der auf das Regelkölbchen wirkenden Feder übersteigenden Druckunterschied gegenüber der durch den Pumpenkolben beaufschlagten Seite des Regelkälbchens zur Folge hat, dann verschiebt sich das Regelkölbchen und verbindet den Rücklaufauslaß mit der Bohrung, in der sich das Regelkölbchen befindet, und der von der Flüssigkeit beaufschlagten Seite des Ausweichkölbchens, so daß Flüssigkeit abströmt und die Fördermenge eine Minderung erfährt. Da die Flüssigkeit in einen vom Arbeitsraum der Pumpe getrennten Rücklauf abströmt, weil der Rücklauf an der Bohrung, die das Regelkölbchen enthält, vorgesehen ist, werden etwaige Dampfblasen nicht in den Arbeitsraum zurückgeleitet, wie es sonst bei der Rückführung der abströmenden Flüssigkeit in den Arbeitsraum des Kolbens, namentlich im Teillastwechsel und im Leerlauf der Brennkraftmaschine der Fall wäre. Das Ausweichkölbchen, welches nur die. Speicherung eines Bruchteils der Gesamtfördermenge zuläßt, hat die `'Wirkung, daß zu Beginn eines Förderhubes oder -stoßes eine Teilmenge an Flüssigkeit gespeichert wird, während der Rest zur Einspritzung kommt. \Tach beendetem Einspritzen schiebt das Ausweichkölbchen die gespeicherte Teilmenge während des Saughubes in den Arbeitsraum des Pumpenkolben zurück. Da die ganze Fördermenge durch die Drosselstelle strömt, hat der Regler während des Auffüllen; des Speicherraumes hinreichend Zeit, sich auf den durch die Fördergeschwindigkeit bestimmten Regelzustand einzustellen, so daß er mit dem Einsetzen der eigentlichen Förderung wirkungsbereit ist. Dieser Regler läßt sich auch bei großen Drehzahlen und für große Regelbereiche mit Vorteil anwenden.According to the invention is on the side facing away from the pump piston the throttle point is a spring-loaded evasive bulb for storing liquid arranged by its decline during the advance of the pump piston, and the spring-loaded Control piston controls the connection of a return outlet provided on the bore with the space behind the throttle point. This enables the utilization of the Throttle point caused pressure drop for regulation improved, When the pressure drop a pressure difference exceeding the tension force of the spring acting on the regulating piston opposite to the side of the regulating calf acted upon by the pump piston Consequence, then the control piston moves and connects the return outlet with the hole in which the regulating bulb is located and that of the liquid acted upon side of the evasive bulb, so that liquid flows off and the Delivery rate experiences a reduction. Since the liquid in one of the work space the pump's separate return flows off because the return flow at the hole that the Contains control bulb, is provided, any steam bubbles are not in the work area returned, as is otherwise the case with the return of the outflowing liquid in the working space of the piston, in particular in the partial load change and when the internal combustion engine is idling the Case would be. The evasive bulb, which only the. storage of a fraction of the total delivery rate has the effect that at the beginning a delivery stroke or shock a partial amount of liquid is stored while the rest comes to injection. \ After the injection is finished, the evasive bulb pushes the stored partial quantity during the suction stroke in the working chamber of the pump piston return. Since the entire delivery rate flows through the throttle, the regulator has during replenishment; of the storage space sufficient time to concentrate on the Conveying speed to set certain control status so that it starts with the onset the actual promotion is ready to take effect. This controller can also be used with Use high speeds and for large control ranges with advantage.

Zweckmäßig ist der Hub des Ausweichkölbchens durch eine Anschlagverstellung regelbar. Dies bietet den Vorteil, daß die Höchstfördermenge durch Verstellen des Hubes des Ausweichkölbchens nachgestellt werden kann.The stroke of the evasive bulb is expedient by means of a stop adjustment adjustable. This has the advantage that the maximum flow rate can be achieved by adjusting the Stroke of the evasive bulb can be readjusted.

An der das Regelkölbchen enthaltenden Bohrung kann noch auf der dem Arbeitsraum des Pumpenkolbens zugewandten Seite des Rücklaufauslasses ein Sicherheitsabfluß vorgesehen sein, der hei entsprechend weitem Hub des Regelkölbchens nach dem Öffnen des Rücklaufauslasses mit dem Arbeitsraum des Pumpenkolbens in Verbindung gelangt.At the hole containing the regulating bulb can still be on the Working space of the pump piston facing side of the return outlet a safety drain be provided, the hot correspondingly wide stroke of the regulating bulb after opening of the return outlet comes into connection with the working chamber of the pump piston.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführun`sbeispiel der Erfindung, und zwar eine Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen.The drawing illustrates an exemplary embodiment of the invention, namely an injection pump for internal combustion engines.

In der Zylinderbohrung der Einspritzpumpe bewegt sich der Kolben 1 auf und ab. Ist die Pumpe für Mehrzylindermotoren bestimmt, dann führt Gier Kolben 1 auch noch eine Drehbewegung aus. Der obere Ring 3 des Kolbens 1 öffnet und verdeckt während des Hubes den Saug- und LTberströmkanal 2 und fördert eine durch die Höhe des Ringes 3 und den Durchmesser der Bohrung 2 bestimmte gleichbleibende Fördermenge. Die geförderte Flüssigkeit wird durch die Kanäle 4, 5 und durch die Drosselstelle 7 zum Ausweichkölbchen 8 gepreßt. Letzteres hebt sich entgegen der Kraft der auf es wirkenden Feder 14 bis zum Anschlag 9. Hiernach öffnet sich das Druckventil 10 und gibt den Weg zum Auslaß, d. h. zu der Einspritzleitung bzw. über den Auslaß 11 zur Verteilernut 12 frei, welche bei der Drehung de; Kolbens 1 nacheinander mit den zu den Einspritzleitungen führenden Kanälen 13 in Verbindung kommt.The piston 1 moves in the cylinder bore of the injection pump back and forth. If the pump is intended for multi-cylinder engines, then yaw leads pistons 1 also makes a turning movement. The upper ring 3 of the piston 1 opens and covers it During the stroke the suction and LTberströmkanal 2 and promotes one through the height of the ring 3 and the diameter of the bore 2 certain constant flow rate. The pumped liquid is through the channels 4, 5 and through the throttle point 7 pressed to the evasive bulb 8. The latter cancels itself against the force of spring 14 acts up to the stop 9. After this, the pressure valve 10 opens and gives the way to the outlet, d. H. to the injection line or via the outlet 11 to the distributor groove 12 free, which de; Pistons 1 one after the other with the ducts 13 leading to the injection lines come into connection.

Nach beendeter Förderung wird bei der Freigabe der Bohrung 2 durch den Ring 3 die Vorrichtung auf den Saugraumdruck entlastet. Das Ausweichkölbchen 8 kehrt unter der Wirkung der Feder 14 und der 'augwirkung des Pumpenkolbens in seine Ursprungsstellung zurück und schiebt hierbei die vorher gespeicherte Flüssigkeitsmenge in den Arbeitsraum zurück. Das Druckventil 10 schließt sich.When the promotion is complete, the hole 2 is released through the ring 3 relieves the device to the suction chamber pressure. The evasive bulb 8 returns under the action of the spring 14 and the action of the pump piston in FIG its original position and pushes the previously stored amount of liquid back to the work area. The pressure valve 10 closes.

Der Anschlag 9 kann auch verstellbar angeordnet sein, so daß er sich zur Regelung der Fördermenge heranziehen läßt. Hierdurch wird eine Regelmöglichkeit der Nutzfördermenge erreicht, die der Regelmöglichkeit mit der bekannten Schrägsteuerkante ähnelt, Die Regelvorrichtung hat bei einer Teilfördermenge grundsätzlich die gleiche Wirkungsweise wie bei der Vollförderung, nur mit dem Unterschied, daß die Drosselstelle 7 mit Hilfe des Drosselhebel, 17 verengt wird, wodurch sich nachstehende Arbeitsweise des Reglers ergibt.The stop 9 can also be arranged to be adjustable, so that it is can be used to regulate the delivery rate. This becomes a control option the useful delivery rate reached that of the control option with the well-known inclined control edge is similar, the control device has basically the same for a partial delivery rate The same mode of operation as with full delivery, only with the difference that the throttle point 7 is narrowed with the help of the throttle lever, 17, whereby the following operating principle of the controller results.

Das eigentliche Regelorgan ist das Regellcöll)clien 15, welches auf der einen Seite von dem Pumpendruck beaufschlagt ist und auf der anderen Seite unter der Wirkung der Feder 16 und dem um den Drosselverlust verminderten Pumpendruck steht. Der in der Drosselstelle 7 entstehende Druckverlust ist eine Funktion der Durchströmgeschwindigkeit und damit eine Funktion der Nockenhubgeschwindigkeit.The actual regulating organ is the Regellcoll) clien 15, which on one side is acted upon by the pump pressure and on the other side below the effect of the spring 16 and the pump pressure reduced by the throttle loss stands. The pressure loss occurring in the throttle point 7 is a function of the Flow rate and thus a function of the cam lift speed.

Jedem Drosselquerschnitt 7 entspricht eine bestimmte Fördergeschwindigkeit, bei welcher der auf das Regelkölbchen wirkende Druckunterschied die Kraft der Feder 16 überschreitet und das Kölbchen 15 anhebt, bis dessen oberer Bordring den Weg vom Federraum 19 nach der Rücklaufbohrung 18 freigibt. Die hierdurch auftretende Entspannung im Raum 19 hat ein weiteres plötzliches Anheben des Kölbchens 15 zur Folge, so daß der volle Öffnungsquerschnitt zur Rücklaufbohrung 18 freigegeben wird, wodurch schlagartig eine Entlastung der ganzen Regeleinrichtung eintritt und das Druckventil 10 sich schließt sowie die Förderung endet.Each throttle cross section 7 corresponds to a certain conveying speed at which the pressure difference acting on the regulating piston exceeds the force of the spring 16 and raises the piston 15 until its upper rim opens the way from the spring chamber 19 to the return bore 18. The resulting relaxation in space 19 results in a further sudden lifting of the flask 15, so that the full opening cross-section is released to the return bore 18, which suddenly relieves the entire control device and the pressure valve 10 closes and the promotion ends.

Beim Beginn der Förderung wird das Druckventil 10 erst dann geöffnet, wenn das Ausweichkölbchen 8 gegen den Anschlag 9 angehoben ist, so daß die eigentliche Förderung in die Einspritzleitung erst nach dem Anheben des Ausweichkölbchens beginnt. Während der Zeit, in welcher die Speichermenge als Vorlauf der eigentlichen Nutzfördermenge die Drosselstelle 7 durchströmt, kann sich der zu Beginn der Nutzförderung gewünschte Regelzustand des Regelkölbchens 15 einstellen, wodurch sich eine träghedtslose Wirkung des Reglers ergibt.At the beginning of the promotion, the pressure valve 10 is only opened when the evasive bulb 8 is raised against the stop 9, so that the actual Delivery into the injection line only begins after the bypass bulb has been lifted. During the time in which the storage volume is used as the lead of the actual useful flow rate the throttle point 7 flows through, the desired at the beginning of the useful delivery Adjust the regulating state of the regulating bulb 15, which results in a sluggish effect of the controller results.

Bei aufgehobener Nutzförderung und der Wirkung der Anordnung als Sicherheitsventil strömt die Flüssigkeit durch den Kanal 20 ab. Das Regelköll)chen 15 gibt den Kanal 20 frei, wenn der Druck im Pumpenraum zu groß wird. Dies ist der Fall, wenn die Drosselstelle 7 zu eng oder geschlossen ist. Die Kanäle 18 und 20 sind so angeordnet, daß beim Anheben des Kölbchens 15 zunächst der Kanal 18 und beim weiteren Anheben der Kanal 20 geöffnet wird.In the event that the useful funding is canceled and the arrangement acts as a safety valve the liquid flows off through the channel 20. The Regelköll) chen 15 gives the channel 20 free if the pressure in the pump chamber becomes too high. This is the case when the Throttle point 7 is too narrow or closed. The channels 18 and 20 are arranged so that when you lift the flask 15 first the channel 18 and further lifting the channel 20 is opened.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control device for piston pumps, in particular for injection pumps of internal combustion engines, single-cylinder or multi-cylinder design, e.g. B. of diesel engines, with automatic regulation of the amount of liquid delivered depending on the number of pump strokes, at which the amount of liquid delivered by the piston flows through a throttle point and the pressures in the pump working space and behind the throttle point act on a spring-loaded control piston against the pressure in the pump working space, which in a the throttle point is arranged bypassing the bore. the outlet being connected to the space behind the throttle point via a pressure valve, characterized in that on the side of the throttle point (7) facing away from the pump piston (1) there is a spring-loaded evasive bulb (8) for storing liquid by its fall when the pump piston is advanced (1) is general and the spring-loaded control piston (15) controls the connection of a return outlet (18) provided on the bore with the space behind the throttle point (7). ?. Control device according to Claim 1, characterized in that the stroke of the deflecting bulb (8) can be controlled in a manner known per se by adjusting the stop. 3. Control device according to claim 1, characterized in that on the hole containing the Regelkölhchen (15) in a manner known per se a SicherheitslieitsahHuß (20) on the working space de. Pump piston facing side de: return outlet (18) is provided. which with a correspondingly wide stroke of the tax loll) cheii. (15) comes into connection with the working chamber of the pump piston (1) after opening the return outlet (18). Considered publications: German patent specification No. 707 046; German patent application K 4121 Ia / 46C2; U.S. Patent No. 1564215.