DE1036572B

DE1036572B - Fuel injection device for internal combustion piston engines driven by the compression pressure

Info

Publication number: DE1036572B
Application number: DEF10542A
Authority: DE
Inventors: Louis Osborne French
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-12-05
Filing date: 1952-12-05
Publication date: 1958-08-14

Description

Vom Verdichtungsdruck angetriebene Brennstoff-Einspritzvorrichtung für Brennkraftkolbenmaschinen Durch den Verdichtungsdruck der Maschine betätigte Brennstoffpumpen sind im allgemeinen, wenigstens teilweise im Mantel der Maschine untergebracht, so daß der Arbeitskolben infolge der gedrängten Anordnung des Maschinenaggregates nahezu unausgesetzt der unmittelbaren Einwirkung der heißen Gase aus der Verbrennungskammer der Maschine ausgesetzt ist, welche Gase erfahrungsgemäß das Bestreben zeigen, an der Stirnseite des Arbeitskolbens entlang seinem Umfange zu entweichen. Die hohe Temperatur dieser Verbrennungsgase erschwert es, eines der üblichen mechanischen Dichtungsmittel zu verwenden. Die üblichen Kolbenringe allein haben sich für diese Zwecke als ungeeignet erwiesen, insbesondere, wenn Einspritzvorrichtungen für Maschinen mit kleinem Kolbendurchmesser in Frage stehen. Überdies bewährt sich ein solcher Kolbenring nur dann, wenn er genügend gekühlt werden kann. Es ist daher eine der Hauptaufgaben bei Entwurf solcher Einspritzvorrichtungen. Maßnahmen zu treffen, welche das Entweichen der heißen Gase aus der Verbrennungskammer trotz ihrer hohen Drücke verhindern, aber auch geeignet sind, die Kühlung und allenfalls auch die Schmierung des Arbeitskolbens zu bewirken; sie sollen auch dazu dienen, die Arbeitsweise der Masdhine zu einer elastischen und möglichst geräuschlosen zu machen, endlich sollen sie im besonderen dazu dienen, vermöge der zur Abdichtung verwendeten Flüssigkeit, vorhandene Kolhenringe oder andere mechanische Dichtungen auf einer Temperatur zu erhalten, die ihre sonst angenommene Lebensdauer 3,icht gefährdet.Compression-driven fuel injector for internal combustion piston machines actuated by the compression pressure of the machine Fuel pumps are generally, at least partially, in the shell of the engine housed so that the working piston as a result of the compact arrangement of the machine unit almost unexposed to the direct action of the hot gases from the combustion chamber the machine is exposed to which gases experience has shown to indicate the endeavor to escape the face of the working piston along its circumference. The height Temperature of these combustion gases makes it difficult, one of the usual mechanical Use sealant. The usual piston rings alone have been used for this Purposes proven unsuitable, especially when injecting devices for machines with a small piston diameter are in question. In addition, such a system has proven itself Piston ring only if it can be cooled sufficiently. It is therefore one of the Main tasks in the design of such injectors. To take measures which allows the escape of hot gases from the combustion chamber despite their high levels Prevent pressures, but are also suitable, the cooling and possibly also the To effect lubrication of the working piston; they are also intended to serve the way of working To make the Masdhine elastic and as noiseless as possible, finally should they serve in particular to allow the liquid used for sealing, existing piston rings or other mechanical seals at one temperature which does not endanger their otherwise assumed service life 3.

Die Erfindung betrifft eine vom Verdichtungsdruck angetriebene Brennstoffeinspritzvorrichtung fürBrennkraftmaschinen, bestehend aus einer Einspritzpumpe mit einem Differentialkolben, dessen Teil kleineren Durchmessers als Pumpelement für die Einspritzpumpe und dessen Teil größeren Durchmessers als Antriebskolben dient und mit seiner Stirnseite ständig dem Druck im Arbeitszylinder ausgesetzt ist, während die der Stirnseite abgewandte Ringfläche des Antriebskolbens eine Wand einer mit Flüssigkeit gefüllten Kammer bildet.The invention relates to a fuel injection device driven by the compression pressure for internal combustion engines, consisting of an injection pump with a differential piston, its part of smaller diameter as a pumping element for the injection pump and its Part of the larger diameter is used as a drive piston and with its end face constantly is exposed to the pressure in the working cylinder, while facing away from the end face The annular surface of the drive piston is a wall of a chamber filled with liquid forms.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art dient das Flüssigkeitspolster im wesentlichen dazu, den Antriebskolben blockieren zu können, indem ein im Takt der Maschine gesteuerter Schieber die Flüssigkeit in dein Augenblick aus ihrem Raum entweichen läßt, wenn die Bewegung des Antriebskolbens, d. h. die Einspritzung, beginnen soll. Die Aufgabe, das Entweichen von Gasen entlang der Führung des Antriebskolbens zu verhindern, wird daher von dieser bekannten Vorrichtung nur sehr unbefriedigend gelöst; denn in dem Augenblick, in welchem der Schieher geöffnet wird, wird auch der Druck des Flüssigkeitspolsters abgebaut, so daß dieses nicht mehr als G@.ssperre wirkt.In a known device of this type, the liquid cushion is used essentially to be able to block the drive piston by a clock the machine-controlled slide pulls the liquid out of its space in your instant can escape when the movement of the drive piston, d. H. the injection, should begin. The task of the escape of gases along the guide of the drive piston to prevent is therefore only very unsatisfactory from this known device solved; because the moment the slide is opened, will also the pressure of the liquid cushion is reduced so that it is no more than G @ .ssperre works.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wirkt der Antriebskolben mit seiner rückwärtigen Ringfläche als Einspritzpumpenkolben. In diesem Falle wirkt der Brennstoff. welcher in dein Pumpenarbeitsraum der Einspritzpumpe eingeschlossen ist, als Gassperre. Da aber in diesem bekannten Fall die Saugöffnung des Pumpenarbeitsraumes durch den Antriebskolben selbst gesteuert wird, wird die Entfernung der Saugöffnung von der einwärts. wandernden gasbeaufschlagten Stirnseite des Antriebskolbens vom Augenblick der Überdeckung an immer kleiner, so daß Gase entlang der Kolbenführung in die Saugöffnung gelangen können. Insbesondere hat die bekannte Vorrichtung aber den Nachteil, daß keine Sperrwirkung eintreten kann. bevor der Antriebskolben die Saugöffnung zugesteuert 'hat und daß die Sperrwirkung in dem Augenblick aufhört. wo sich der Kolben auf seinem Endanschlag auflegt. Gerade dann aber wirkt auf der Stirnseite des Kolbens der hohe Explosionsdruck.In another known device, the drive piston cooperates its rear annular surface as an injection pump piston. In this case it works the fuel. which is included in your pump work space of the injection pump is, as a gas barrier. But since in this known case the suction opening of the pump working space is controlled by the drive piston itself, the removal of the suction port from the inward. migrating gas-acted face of the drive piston from Moment of overlap at ever smaller, so that gases along the piston guide can get into the suction opening. In particular, however, the known device the disadvantage that no blocking effect can occur. before the drive piston dies Suction opening has closed 'and that the locking effect ceases at that moment. where the piston rests on its end stop. But it is precisely then that the Front face of the piston of the high explosion pressure.

Den gleichen Nachteil besitzt eine weitere bekannte Vorrichtung, bei welcher eine in der Kammer hinter dem Antriebskolben eingeschlossene Flüssigkeit durch die Kolbenbewegung aus jener Kammer über eine regulierbare Drossel verdrängt wird. Die Nachteile der bekannten Sperrvorrichtungen werden durch die Erfindung vermieden, indem bei einer Einspritzvorrichtung der anfangs genannten Gattung der Antriebskolhen, zur Verhinderung des Entweichens von Luft bzw. Gas entlang seiner Führung, im Zusammenwirken mit Mitteln. welche das in der Kammer befindliche Flüssigkeitsvolumen begrenzen, in der Kammer derartige Flüssigkeitsdrücke erzeugt. daß diese während des ganzen Arbeitsspieles der Brennkraftmaschine höher sind als die auf den :\ntriehskolhen wirkenden Drücke im Arbeitszylinder der -Maschine. Damit wird erreicht, daß schon mit Beginn des Arbeitshubes in der Kammer hinter dem Antriebskolben ein Druck herrscht, der höher ist als der Gasdruck auf der Stirnseite, insbesondere aber in der Endstellung des Differentialkolbens, in welcher die Gase unter dem hohen Explosionsdruck stehen.Another known device has the same disadvantage which is a liquid trapped in the chamber behind the drive piston displaced by the piston movement from that chamber via an adjustable throttle will. The disadvantages of the known locking devices are due to the invention avoided by using the initially mentioned in an injection device Type of drive shaft, to prevent air or gas from escaping along his leadership, in cooperation with means. which is in the chamber Limit the volume of liquid, such liquid pressures generated in the chamber. that these are higher than during the entire working cycle of the internal combustion engine the pressures acting on the: \ ntriehskolhen in the working cylinder of the machine. In order to it is achieved that at the beginning of the working stroke in the chamber behind the drive piston there is a pressure which is higher than the gas pressure on the end face, in particular but in the end position of the differential piston, in which the gases are below the high Explosion pressure.

Die Erfindung schafft daher mit einfachen Mitteln eine verläßlich wirkende Abdichtung des Antriebskolbens unmittelbar nach Verlassen seiner Anfangsstellung während der Einspritzung und der nachfolgenden Hochdruckperiode. während welcher der Pumpenkolben durch den Druck der Brenngase in seiner Endlage festgehalten wird.The invention therefore creates a reliable one with simple means effective sealing of the drive piston immediately after leaving its initial position during injection and the subsequent high pressure period. during which the pump piston is held in its end position by the pressure of the combustion gases.

Dic Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungforinen dargestellt, und zwar zeigt Fig. l einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführun `Tsform einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung mit feststehendem Tauchkolben und beweglichem. den Pumpenzvlinder und das Ausspritzventil tragendem abgestuftem Antriebskolben; Fig.2 i:t ein waagerechter Querschnitt durch die Vorrichtung. etwa entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ; Fig.3 ist eine abgeänderte Ausführungsform der M-'rfinduiig. in welcher der Tauchkolben eine Fort-Setzung des den Gasen ausgesetzten Antriebskolbens bildet. und Fig. -1 ist eine Einzelheit der Ausführung in Fig. 3. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat die Brennstoffpumpe gleichbleibenden Hub und eine Mengenregelung, die durch axiale Verdrehung des Tauchkolbens von Hand oder durch einen der gebräuchlichen Regler erfolgt. Das Pumpengehäuse 5 (Fig. 1) ist an seinem oberen Ende durch eine Kappe 7 abgeschlossen, in welcher der axial feststehende verdrehbare Tauchkolben 47 gelagert ist. Die Kappe 7 wird durch eine Verschraubung 8 gehalten. Der Kolben ist unterteilt und besteht aus einem Teil 16 größeren Durchmessers und einem Teil 16b kleineren Durchinessers, wobei der Kolben 16b den Zylinder für den Tauchkolben bildet. Bei steigendem Drucke wird der Brennstoff über einen Durchlaß 27, 28 im unteren, ein Einspritzventi129 tragenden Kolbenteil16b in die -Iaschine eingeführt.The invention is shown in the drawing in two embodiments, namely Fig. 1 shows a vertical section through an embodiment of an injection device according to the invention with a fixed plunger and a movable one. stepped drive piston carrying the pump cylinder and the ejector valve; Fig.2 i: t a horizontal cross section through the device. approximately along line 2-2 in FIG. 1; Fig.3 is a modified embodiment of the M-'rfinduiig. in which the plunger forms a continuation of the drive piston exposed to the gases. and FIG. -1 is a detail of the embodiment in FIG. 3. As can be seen from the drawing, the fuel pump has a constant stroke and a quantity control which is carried out by axial rotation of the plunger by hand or by one of the customary regulators. The pump housing 5 (Fig. 1) is closed at its upper end by a cap 7 in which the axially fixed, rotatable plunger 47 is mounted. The cap 7 is held by a screw connection 8. The piston is divided and consists of a part 16 of larger diameter and a part 16b of smaller diameter, the piston 16b forming the cylinder for the plunger. When the pressure rises, the fuel is introduced into the engine via a passage 27, 28 in the lower piston part 16b carrying an injection valve.

Die Brennstoffpumpe reicht durch eine Bohrung 9 durch den Kühlmantel 10 in das Innere des Zylinderkopfes 11. wobei sie mittels einer Gabel 12 und eines Dichtungsringes 13 gegen eine Ansenkung 14 des Zylinderkopfes, ferner durch eine Scheibe 15 abgedichtet ist. die zwischen dem Pumpengehäuse und dem Zylinderkopf eingeklemmt ist. Der Kolbenteil 16 kann einen verlängerten Schaft 16a haben, er gleitet in einer Bohrung 6 in dem Pumpengehäuse und stützt sich am Ende seines Abwärtsganges gegen die Ansenkung 14 ab.The fuel pump extends through a bore 9 through the cooling jacket 10 in the interior of the cylinder head 11. wherein they by means of a fork 12 and a Sealing ring 13 against a countersink 14 of the cylinder head, also by a Disc 15 is sealed. those between the pump housing and the cylinder head is jammed. The piston part 16 may have an elongated shaft 16a, he slides in a bore 6 in the pump housing and is supported at the end of its downward gear against the countersink 14.

Der Teil 16b, der den Pumpenzylinder bildet, hat Bohrungen 20, 21 verschiedenen Durchmessers und trägt eine Packung 31 zur Dichtung gegen den später beschriebenen Teil 17. Eine Distanzhülse 23, die zugleich den Sitz für das Einspritzventil 29 bildet, ist gegen die durch die Bohrungen 20, 21 gebildete Schulter gespannt, und zwar durch das -Mundstück 24 der Einspritzvorrichtung, welches seinerseits durch eine Verschraubung 25 festgehalten wird. Das Mundstück 24 Ihat eine Längsbohrung 26, die in die Bohrung 27 mündet, welch letztere direkt zu den Zerstäuheriiffnungen 28 führt. Das Einspritzventil 29 sitzt in der Bohrung 26 und ist durch eine Feder 30 abgestützt.The part 16b that forms the pump cylinder has bores 20, 21 different diameter and carries a packing 31 to seal against the later described part 17. A spacer sleeve 23, which is also the seat for the injection valve 29 forms is stretched against the shoulder formed by the bores 20, 21, namely through the nozzle 24 of the injection device, which in turn a screw connection 25 is held. The mouthpiece 24 I has a longitudinal bore 26, which opens into the bore 27, the latter directly to the atomizer orifices 28 leads. The injection valve 29 sits in the bore 26 and is spring-loaded 30 supported.

Außer den beiden beschriebenen Teilen 16 und 16b ist noch eine Hülse 17 und eine Buchse 18 vorgesehen, welche in den Bohrungen 6 bzw. 6a des Pumpengehäuses 5 gleiten. Die Buchse 18 und die Hülse 17 !,ö-ineii aus einem Stück bestehen. Kolbenringe 19 dichten den Antriebskolben 16 entsprechend ab.In addition to the two parts 16 and 16b described, there is also a sleeve 17 and a bushing 18 is provided, which in the bores 6 and 6a of the pump housing 5 slide. The socket 18 and the sleeve 17!, Ö-ineii consist of one piece. Piston rings 19 seal the drive piston 16 accordingly.

Die Hülse 17 umfaßt den Kolbenteil 16b und ist mit diametral einander gegenüberliegenden Ausnehmungen 33 versehen. Diese finden ihre Fortsetzung in Bohrungen 34, die durch eine ringförmige Eindrehulig 36 im Teile 16b untereinander verbunden sind. Die Ausnehmungen 33 stehen mit den Ein- und Auslaßöffnungen 37, 38 im Pumpengehäuse 5 in ständiger Verbindung: nach innen zu stehen sie über die Ringnut 36 mit Bohrungen 39 im Teil 16b in Verbindung. die nach dem Pumpenarbeitsraum führen. Aus den genannten Ausnehmungen 33 führen überdies eine Anzahl Längsbohrungen 35 durch die Hülse 17, welche durch Dichtungsringe 40 abgedichtet ist. Ihre obere Fläche 41 ist bearbeitet und als Bund 42 ausgestaltet. welcher mit einer durch die Abstufung der Bobrun gen 6 und 6a gebildeten Schulter den Raum 43 einschließt, der als Stoßdämpfer beim Rückhub der Teile dient. da er mit Flüssigkeit gefüllt ist. Auf dem Bund 42 sitzt flüssigkeitsdicht und selbstzentrierend die Buchse 18. Am unteren Ende der Längsbohrungen 35 ist ein Rückschlagventil 44 in Gestalt eines flachen Ringes vorgesehen, welcher durch eine leichte Feder 45, die andernends auf Teil 16b sitzt, die Längsbohrungen 35 zu schließen bestrebt ist. Eine andere, mittelstarke Feder 46 ist zwischen dem Teilkolben 16b und einem Bund am Tauchkolben 47 eingesetzt. so daß sie die Kolben 16 und 16b gegen die Ansenkung 14 zu drücken bestrebt ist. Diese Feder ist jedoch nicht unbedingt notwendig, hingegen ist eine starke Feder 48 von Wichtigkeit. Sie sitzt zwischen dem Bunde am Tauchkolben 47 und der Hülse 17 (allenfalls unter Zwischenschaltung der Buchse 18). so daß sie die Hülse 17 nach abwärts zu drücken bestrebt ist. Die Kolbenteile 16 und 16b bewegen sich gegenüber dein axial feststehenden, jedoch verdrehbaren Kolben 47, der mittels seines Bundes, gegen «-elchen sich die beiden Federn 46 und 48 stützen, flüssigkeitsdicht in der Kappe 7 sitzt.The sleeve 17 includes the piston part 16b and is diametrically opposed to each other opposing recesses 33 are provided. These are continued in bores 34, which are connected to one another by an annular einrehulig 36 in parts 16b are. The recesses 33 stand with the inlet and outlet openings 37, 38 in the pump housing 5 in constant connection: to stand inward via the annular groove 36 with holes 39 in part 16b in conjunction. which lead to the pump work area. From the above Recesses 33 also lead a number of longitudinal bores 35 through the sleeve 17, which is sealed by sealing rings 40. Your upper surface 41 is machined and designed as a collar 42. which with one due to the gradation of the bobsled runs 6 and 6a formed shoulder encloses the space 43, which acts as a shock absorber during the return stroke serving the parts. because it is filled with liquid. On the collar 42 sits liquid-tight and self-centering the bush 18. At the lower end of the longitudinal bores 35 is a Check valve 44 is provided in the form of a flat ring, which by a light spring 45, which sits on the other end on part 16b, to close the longitudinal bores 35 is striving. Another, medium-strength spring 46 is between the partial piston 16b and a collar on the plunger 47 is used. so that they oppose the pistons 16 and 16b the countersink 14 strives to press. However, this feather is not essential necessary, but a strong spring 48 is important. She sits between the collar on the plunger 47 and the sleeve 17 (possibly with the interposition the socket 18). so that it tends to push the sleeve 17 downwards. the Piston parts 16 and 16b move relative to the axially fixed, but rotatable Piston 47, which by means of its collar, counteracts the two springs 46 and 48 support, sits in the cap 7 in a liquid-tight manner.

An dem Tauchkolben 47 ist ferner die übliche Üherströmausnehmung 50 ersichtlich. Wird Hebel 49 von Hand oder durch einen mechanischen Regler verdreht, so ändert sich die Lage dieser Ausnehmung gegenüber der Auslaßöffnung 39. wodurch die Menge der eingespritzten Flüssigkeit geändert wird.The usual overflow recess 50 is also located on the plunger 47 evident. If lever 49 is turned by hand or by a mechanical regulator, so changes the position of this recess relative to the outlet opening 39. whereby the amount of injected liquid is changed.

Der Brennstoff wird aus einer Niederdruckleitung der Bohrung 6 über eine Einlaßöffnung 37 zugeführt; gleichzeitig aber gelangt Flüssigkeit aus der gleichen Leitung über einem Einlaß 52 in einen Sperraum 51 im oberen Teile des Pumpengehäuses 5. Diese Einlaßöffnung 52 wird mit zunehmendem Aufwärtshub der Hülse 17 durch die Buchse 18 verschlossen, so daß ein Rückfluß in die Zuleitung nicht mehr möglich ist und im Raume 51 ein höherer Druck entsteht als in der Zuleitung vorhanden; dieser höhere Druck dient dazu, die Aufwärtsbewegung des Kolbens zu hemmen. Der Kolben ist zur Sicherheit auch noch durch eine Führung 53, 54, 55 gehalten, wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich.The fuel is from a low pressure line of the bore 6 via an inlet port 37 supplied; at the same time, however, liquid escapes from the same Line via an inlet 52 into a blocking space 51 in the upper part of the pump housing 5. This inlet opening 52 is with increasing upward stroke of the sleeve 17 by the Socket 18 closed so that backflow into the supply line is no longer possible is and a higher pressure arises in space 51 than in the supply line; this higher pressure is used to restrain the piston from moving upward. The piston is also through a guided tour to be on the safe side 53, 54, 55 held, as can be clearly seen from FIG.

Die Einspritzvorrichtung arbeitet nun wie folgt: Tritt von der Einlaßöffnung 37 kommender Brennstoff in eine der Ausnehmungen 33, so fließt ein Teil desselben durch die Öffnungen 34 in die Ringnut 36 und voll dort durch Einlässse 39 in die Bohrung 20 des eigentlichen Pumpenzylinders. Ein anderer Teil des Brennstoffzuflusses fließt durch die Längsbohrungen 35 und gelangt über das Rückschlagventil 44 in die Kammer 56, durchfließt dieselbe und verläßt sie durch die der ersten Bohrung gegenüberliegenden Bohrungen 35, gelangt von dort zu der anderen Ausnehrnung 33 und damit zur Austrittsöffnung 38, wobei dieser Kreislauf auch durch die durch die Kühlung auftretende Erwärmung begünstigt wird; ein weiterer Teil des zufließenden Brennstoffes gelangt jedoch auch direkt von 37 über die Ringnut 36 in die Ausflußöffnung 38. Null ist der Kolben in seiner Tiefstellung, in welcher er auf der Ansenkung 14 aufliegt, was durch den gewöhnlichen Speisedruck des Brennstoffes bewirkt werden kann, aber auch gegebenenfalls durch die Feder 46 unterstützt wird. In dieser Phase steht die ?Maschine vor dem Verdichtungshub. Der Pumpenarbeitsraum, als auch der Raum 56 sind mit Brennstoff gefüllt, der durch letzteren zwecks Kühlung des Kolbens kreist. Das Auftreten steigenden Verdichtungsdruckes in der Verbrennungskammer C der Maschine bewirkt ein Ansteigen der Drücke in der Pumpe, bis endlich der Verdichtungsdruck den Speisedruck des Brennstoffes einschließlich der Anfangsbelastung durch Feder 46 übersteigt und versucht, den Kolben 16, 16 b aufwärts zu bewegen. Die im Raum 56 eingeschlossene Flüssigkeit steht unter der Belastung der Feder 48, daher steigt der Druck in diesem Raum, das Rückschlagventil 44 schließt sich, und damit ist ein nuantum Brennstoff als Flüssigkeitspolster eingeschlossen, so daß durch dieses Polster die Drücke, die auf Kolben 16 wirken, auf die Hülse 17 übertragen werden und von dort weiter auf Feder 48. Sobald der @'erdiohtungsdruck der Maschine auch diesen Federdruck übersteigt, werden sich alle Teile 16, 17, 18 nach aufwärts bewegen, wodurch der Tauchkolben 47 die Öffnungen 39 verschließt. Damit ist der Pumpenarbeitsraum nach außen abgeschlossen, und der in ihm befindliche Brennstoff, welcher die Ladung darstellt, wird den Pumpenraum über das Einspritzventil verlassen, sobald der Druck den Druck der Verdichtungsgase überschreitet. Ist dies der Fall, öffnet Sich das Ventil 29, wodurch der Brennstoff in bereits beschriebener Weise in die Verbrennungskammer C der Maschine gelangt. Der Einspritzvorgang hält so lange -- il, bis die Ausnehmung 50 mit der linken Öffnung 39 (Entlastungsöffnung) in Verbindung tritt, was von dein jeweiligen Einstellwinkel des Tauchkolbens 47 abhängt. Während eines Teiles der geschilderten Aufwärtsbewegung tritt eine kleinere Menge des durch die Öffnungen 33 zugeführten Brennstoffes auch unter den Bund 42; die kleine Eindrehung in der Hülse 17, welche dies ermöglicht, ist in Fig. 1 deutlidli sichtbar. Bei Fortschreiten der Aufwärtsbewegung wird die Buchse 18 von 17 mitgenommen und verschließt den Einlaß 52, so daß auch der Brennstoff in dein Sperraum 51 abgeschlossen ist und dem Fortschreiten der Aufwärtsbewegung der Kolben Widerstand entgegensetzen wird. Bei Rückgang des Kolbens, der unter Federwirkung nach Beendigung der Expansion in der Maschine erfolgt, tritt der Sperraum 51 wieder mit der Speiseleitung in Verbindung und nimmt deren Druck all. Da der Kolben 16 ein Differentialkolben ist, erzeugt er eine Differentialdruckwirkung auf das Flüssigkeitspolster im Raum 56. Der auf die im Raume 56 befindliche Flüssigkeit einwirkende Druck muß größer sein als der Zylinderdruck. Um dieser Forderung zu entsprechen, wird die Spannung der Feder 48 bzw. der Druck auf die Hülse 17 pro Flächeneinheit des Raumes 56 größer gehalten als der Einheitsdruck der Zylindergase, die auf diese Fläche zur Wirkung kommen. Dies kann leicht durch Einstellung der Spannung der Feder 48 erreicht werden, da hierdurch die Zeit bestimmt wird, zu welcher die Einspritzung zu beginnen hat.The injector now works as follows: Step out of the inlet port 37 incoming fuel into one of the recesses 33, part of it flows through the openings 34 in the annular groove 36 and fully there through inlets 39 in the Bore 20 of the actual pump cylinder. Another part of the fuel flow flows through the longitudinal bores 35 and reaches the check valve 44 in the Chamber 56, flows through the same and leaves it through the opposite of the first bore Bores 35, from there to the other recess 33 and thus to the outlet opening 38, whereby this cycle is also due to the heating caused by the cooling is favored; however, a further part of the inflowing fuel arrives also directly from 37 via the annular groove 36 into the outflow opening 38. The piston is zero in its subscript, in which it rests on the countersink 14, what by the Ordinary feed pressure of the fuel can be effected, but also if necessary is supported by the spring 46. In this phase the? Machine stands in front of the Compression stroke. The pump working space as well as space 56 are fueled filled, which circulates through the latter for the purpose of cooling the piston. The occurrence increasing Compression pressure in the combustion chamber C of the engine causes an increase the pressures in the pump until finally the compression pressure equals the feed pressure of the fuel including the initial loading by spring 46 exceeds and tries to Piston 16, 16 b to move upwards. The liquid enclosed in space 56 is under the load of the spring 48, therefore the pressure in this space increases, the Check valve 44 closes, and there is a nuantum fuel as a liquid cushion included, so that the pressures acting on piston 16 through this cushion be transferred to the sleeve 17 and from there on to spring 48. As soon as the @ 'earth pressure of the machine also exceeds this spring pressure, all will Parts 16, 17, 18 move upwards, causing the plunger 47 to open the openings 39 locks. So that the pump work space is closed to the outside, and the The fuel in it, which represents the charge, becomes the pump room Exit via the injection valve as soon as the pressure exceeds the pressure of the compression gases exceeds. If this is the case, the valve 29 opens, whereby the fuel enters the combustion chamber C of the engine in the manner already described. The injection process lasts until the recess 50 with the left-hand opening 39 (relief opening) what depends on your respective angle of incidence of the plunger 47 depends. During part of the upward movement described a smaller amount of the fuel supplied through the openings 33 also occurs under the covenant 42; the small recess in the sleeve 17, which makes this possible, is clearly visible in Fig. 1. As the upward movement continues, the Bushing 18 taken from 17 and closes the inlet 52, so that the fuel in your lock space 51 is completed and the progress of the upward movement the piston will offer resistance. When the piston falls, which is under the action of a spring takes place after completion of the expansion in the machine, the barrier space 51 occurs again with the feed line in connection and takes its pressure all. Since the piston 16 is a differential piston, it creates a differential pressure effect on the liquid cushion in space 56. The pressure acting on the liquid in space 56 must be greater than the cylinder pressure. In order to meet this requirement, the Tension of the spring 48 or the pressure on the sleeve 17 per unit area of the space 56 held greater than the unit pressure of the cylinder gases on this area come into effect. This can be done easily by adjusting the tension of the spring 48 can be achieved, since this determines the time at which the injection has to begin.

Die Federspannung sichert den notwendigen Drucküberschuß der im Raume 56 befindlichen Flüssigkeit über den während der Einspritzung auftretenden Verdichtungs- bzw. Verbrennungsdruck. Dieser Drucküberschuß nimmt mit der Verkürzung der Feder 48 zu.The spring tension ensures the necessary excess pressure in the room 56 located liquid above the compression occurring during the injection or combustion pressure. This excess pressure decreases with the shortening of the spring 48 to.

Sobald die Einspritzung aufhört, schließt sich das Einspritzventil 29, der Druck in der Brenstoffpumpe fällt, wobei die Fläche der Bohrung 20 eine zusätzliche Druckdifferenz schafft, die bis zur Beendigung des Hubes in Fällen wirksam bleibt, in welchen die Einspritzung vorzeitigbeendet sein sollte. Steht der Kolben in seiner vom Gegendruck im Sperraum 51 gegebenen Endstellung, so stehen auch Teile 17 und 18 gesperrt durch hydraulischen Druck, und da nun die Gase auf die ganze Fläche des Kolbenteiles 16 einwirken, wird der Einheitsdruck im Raume 56 immer größer sein als der Einheitskolbendruck der Maschine. Auf diese Weise steht die Dichtungsflüssigkeit im Raum 56 unter ihöherem Druck als die Zylindergase während der Aufwärtsbewegung des Kolbens, womit die Gase, die aus dein Verbrennungsraum der Maschine entu-eichen sollten, verläßlich abgesperrt sind, falls die Kolbenringe 19 versagen; es ist von Wichtigkeit, daß diese Absperrdrücke mit den zunehmenden Drücken in der Verbrennungskammer der Maschine wachsen. Die Sperrdrücke überschreiten jedoch jedenfalls diese Drücke der Maschine, wenn der Pumpenkolben am Ende seines Hubes aufgehalten wird, so daß keine anderen Einrichtungen für Dichtungszwecke vorgesehen werden müßten.As soon as the injection ceases, the injection valve 29 closes, the pressure in the fuel pump drops, the area of the bore 20 creating an additional pressure differential which remains in effect until the end of the stroke in cases in which the injection should be prematurely ended. If the piston is in its end position given by the counterpressure in the blocking space 51, parts 17 and 18 are also blocked by hydraulic pressure, and since the gases now act on the entire surface of the piston part 16, the unit pressure in space 56 will always be greater than that Unit piston pressure of the machine. In this way, the sealing liquid in space 56 is at a higher pressure than the cylinder gases during the upward movement of the piston, so that the gases that should escape from the combustion chamber of the engine are reliably shut off if the piston rings 19 fail; it is important that these shut-off pressures increase with increasing pressures in the engine's combustion chamber. However, the barrier pressures in any case exceed these pressures of the machine when the pump piston is stopped at the end of its stroke, so that no other devices would have to be provided for sealing purposes.

Die Feder 46 ist für die gute Wirkung der Pumpe nicht unbedingt notwendig. falls der Eintrittsdruck des Brennstoffes hinreicht, den Kolben 16 b in seine Tiefstellung zu bringen; sie sichert jedoch ein verläßliches Aufsitzen des Kolbens 16 auf der Ansenkung 14 im Zylinderkopf, womit ein Zutritt der Gase in das Innere der Pumpe so lange wirksam verhindert ist, bis die Spannung der Feder überwunden ist. Es ist auch von Vorteil, den Teilkolben 16 über einen längeren Teil des Arbeitstaktes der Maschine niederzuhalten, damit die Sperrflüssigkeit vorerst den Raum 56 zu Kühlzwecken durchströmt. Sobald die Verbrennung beendet ist und der Gasdruck in der Verbrennungskamrner absinkt, bringt die Feder 48 alle Teile des Kolbens in die früher beschriebene Ausgangsstellung zurück, wobei die im Raume 43 abgesperrte Flüssigkeit die Rückbewegung der Teile 17 und 18 abfängt, während der Brennstoff in Kammer 56 dazu dient, den Stoß, der sich rückbewegenden Kolben 16, 16b abzufangen, sobald sie auf die Ansenkung 14 auftreffen. Die Feder 46 und der Einlaßdruck des Brennstoffes bringen den Teilkolben 16 jedenfalls in seine Anfangsstellung zurück.The spring 46 is not absolutely necessary for the pump to work properly. if the inlet pressure of the fuel is sufficient to bring the piston 16 b into its low position; however, it ensures that the piston 16 is reliably seated on the countersink 14 in the cylinder head, thus effectively preventing the gases from entering the interior of the pump until the tension in the spring has been overcome. It is also advantageous to hold down the partial piston 16 over a longer part of the work cycle of the machine so that the barrier fluid initially flows through the space 56 for cooling purposes. As soon as the combustion has ended and the gas pressure in the combustion chamber drops, the spring 48 brings all parts of the piston back into the starting position described earlier, the liquid shut off in space 43 intercepting the return movement of parts 17 and 18, while the fuel in chamber 56 serves to absorb the impact of the reciprocating pistons 16, 16b as soon as they strike the countersink 14. The spring 46 and the inlet pressure of the fuel bring the partial piston 16 back into its initial position.

In allen Fällen, in welchen Dieselöl als Treibstoff Verwendung findet, kann dieses auch als Dic'htungs-und Kühlmittel in den Räumen 56 und 51 Verwendung finden. Wo jedoch Benzin als Treibstoff verwendet wird, müssen die Kammern mit einem Schmiermittel versorgt werden, wozu die früher beschriehenen Öffnungen und Flüssigkeitswege herangezogen werden können, während die Öffnung 39 so anzuordnen ist, daß sie mit besonderen Brennstoffzufiihröffnungen im Pumpengehäuse 5 anstatt mit Öffnungen 33 in Verbindung ist, wobei dann auch an sich bekannte Vorkehrungen zu treffen wären, um den Tauchkolben 47 zu schmieren.In all cases in which diesel oil is used as a fuel, this can also be used as a sealing and coolant in rooms 56 and 51 Find. However, where gasoline is used as fuel will have to the chambers are supplied with a lubricant, including those previously described Openings and fluid paths can be used, while the opening 39 is to be arranged in such a way that they are equipped with special fuel feed openings in the pump housing 5 instead of with openings 33 in connection, then also known precautions would have to be taken to lubricate the plunger 47.

Bei Verwendung der gezeigten Bauart beginnt die Brennstoffeinspritzung in dem Augenblick, als das Flüssigkeitspolster zwischen den Teilen 16 und 17 wirksam geworden ist und die Flüssigkeit in dem Raum 56 unter genügendem Druck steht, um die Belastung durch Feder 48 zu überwinden. An Stelle der Feder 48 allein kann auch ein durch Rückschlagventil geregelter Einlaß und ein für wechselnde Drücke eingerichteter Auslaß für den Sperraum 51 in Zusammenarbeit mit Feder 48 Verwendung finden, um den Zeitpunkt des Einspritzungsbeginns einzustellen. Die Flüssigkeitspumpe kann auch an Stelle der hier gezeigten Typen für veränderlichen Hub ausgebildet werden.When the type shown is used, fuel injection begins at the moment when the liquid cushion between parts 16 and 17 becomes effective has become and the liquid in the space 56 is under sufficient pressure to to overcome the stress of spring 48. Instead of the spring 48 alone can also one inlet regulated by a check valve and one set up for changing pressures Find outlet for the barrier space 51 in cooperation with spring 48 to use set the point in time of the start of injection. The liquid pump can can also be designed for variable stroke instead of the types shown here.

Die Erfindung kann unter anderem auch so ausgestaltet werden, claß der Pumpenkolben den Tauchkolben an Stelle des vorbeschriebenen feststehenden Kolbens führt. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Änderung ist durch Fig.3 gegeben, woselbst der Tauchkolben 57 einen Teil eines durch den Verdichtungsdruck der Maschine betätigten Stufenkolbens 16 bildet, während der stationäre Zylinder 58 um die Kolbenachse vierdrehbar angeordnet ist. Dieser Zylinder sitzt einerseits in einem Gehäuseteil 59, das am Gohäuse 60 sitzt, das dem Pumpengehäuse 5 der Fig. 1 entspricht.The invention can, inter alia, also be designed in such a way that the pump piston replaces the stationary piston described above with the plunger leads. An exemplary embodiment for such a change is given by Fig. 3, where the plunger 57 is part of a compression pressure of the machine actuated stepped piston 16 forms, while the stationary cylinder 58 around the piston axis is arranged four-turn. This cylinder sits on the one hand in a housing part 59, which is seated on the housing 60, which corresponds to the pump housing 5 in FIG. 1.

Die Zumessung des Brennstoffes geschieht hier durch die Buchse 61, in welcher ein Ausschnitt 62 gegen die Einlaß- und Auslaßöffnung 63 vierdrehbar angeordnet ist, wobei die Einstellung des Ausschnittes 62 durch eine Keilführung des Zylinders 58 gegenüber der Buchse 61 gesichert ist; hierzu sind einander gegenüberliegende Keile 64 am Zylinder 58 angeordnet, welche in Keilnuten 65 in einem Bund an der Buche 61 eingreifen.The fuel is metered here through the socket 61, in which a cutout 62 is rotatable against the inlet and outlet opening 63 is arranged, the adjustment of the cutout 62 by a wedge guide the cylinder 58 is secured with respect to the sleeve 61; these are opposite one another Wedges 64 arranged on the cylinder 58, which in keyways 65 in a collar on the Beech 61 intervene.

Federn 46 und 48 sind zwischen Zylinder 58 und und der Hülse 17 sowie dem Kolben 16 eingeschaltet. Das Gehäuse 59 ist mit einer Kappe 59a verbunden, die gleichzeitig als Ventilgehäuse 66 eine Ventilführung 67 enthält, in der ein Ventilkörper 68 und die Belastungsfeder 69 eingeordnet sind. Diese Anordnung. welche das Druckventil der Brennstoffpumpe darstellt, wird durch eine Verschraubung 70 festgehalten, die gleichzeitig das Anschlußgewinde für die Brennstoffleitung enthält.Springs 46 and 48 are between cylinder 58 and and the sleeve 17 as well the piston 16 switched on. The housing 59 is connected to a cap 59a which at the same time as valve housing 66 contains a valve guide 67 in which a valve body 68 and the loading spring 69 are arranged. This arrangement. which the pressure valve represents the fuel pump, is held by a screw connection 70, the at the same time contains the connection thread for the fuel line.

Der Brennstoff tritt 'hier durch Öffnungen 71 in den Pumpenarbeitsraum aus einer Kammer 72 ein, die durch den Einlaß 73 versorgt wird. Die Dichtungsringe 74, 75, 76 und 77 dienen ergänzend zur Abdichtung. Teile 37, 33, 35, 38. 44 und 45 ähneln den entsprechenden Teilen der erst beschriebenen Bauart und sind daher analog heziffert.The fuel enters the pump working space through openings 71 from a chamber 72 which is supplied through the inlet 73. The sealing rings 74, 75, 76 and 77 also serve as a seal. Parts 37, 33, 35, 38, 44 and 45 are similar to the corresponding parts of the type described first and are therefore analogously figured.

Die Wirkungsweise dieser Bauart ist die gleiche wie die durch Fig. 1 beschriebene, mit Ausnahme des Umstandes, daß der Kolben stehenbleibt, wenn die Steuerkante der Ausnehmung 62 die Öffnung 63 überdeckt, was je nach der Winkeleinstellung der Buchse 61 früher oder später geschehen kann. Die Kammer 78, in Übereinstimmung mit Kammer 56 der Fig. 1 wird mit Diclhtungs-, Kühlungs- und Schmierflüssigkeit durch das Leitungsnetz über die Anschlüsse 37 und 38 versorgt. Der Zylinder 58 ist mit Hilfe des Hebels 79 vierdrehbar, der sich in einem Schlitz 80 im Gehäuse 59 bewegen kann.The operation of this design is the same as that described by FIG. 1, with the exception of the fact that the piston stops when the control edge of the recess 62 covers the opening 63, which can happen sooner or later depending on the angular setting of the bushing 61. Chamber 78, in correspondence with chamber 56 of FIG. 1, is supplied with sealing, cooling and lubricating fluid through the line network via connections 37 and 38. The cylinder 58 can be rotated in four directions with the aid of the lever 79, which can move in a slot 80 in the housing 59.

Claims

PATE \ TA \ s APPLICATIONS: 1. Fuel injection device for internal combustion piston machines driven by the compression pressure, consisting of an injection pump with a differential piston, the smaller diameter part of which serves as a pump element for the injection pump and the larger diameter part of which serves as the drive piston. the front surface of which is exposed to the pressure in the working cylinder, while the rear ring surface of the anti-ielrsl: ollreirs forms a chamber filled with liquid, characterized in that the drive piston (16) lets along to prevent the escape of air or gas Its guidance, - in cooperation with means which limit the volume of liquid in the chamber (56), generates such liquid pressures in the chamber (56) that these are higher than the pressures acting on the drive piston during the entire working cycle of the internal combustion engine in the working cylinder of the machine. 2. Device according to claim 1, characterized in that the liquid volume is limited by a sleeve piston (17) loaded by a spring (48). Which is slidably mounted coaxially on the smaller diameter part of the differential piston (16, 16b), and that the differential piston comes to a standstill at the end of its working stroke in that the sleeve piston (17) is stopped in its movement. 3. Device according to claim 2, characterized in that the drive piston (16) is provided with piston rings (19 1. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring (48) loading the sleeve (17) is interposed with a bushing (18, 61) which is also integrally connected to the sleeve can, rests on the sleeve (17) and that the bushing (18, 61) receives an inflow opening (52, 63) for a damping fluid to a spring (48) during the delivery stroke of the pump in a manner known per se The blocking space (51) closes off. 5. Device according to one of claims 1 to d, characterized in that the sleeve (17) at its end facing the socket (18, 61) is offset to a collar (42) of larger diameter, which with a corresponding gradation of the housing bores ( 6, 6a) forms a liquid-filled annular space (43) which acts as a shock absorber during the return stroke. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the space (56, 78) containing the liquid volume between the sleeve (17) and the drive piston, a spring-loaded check valve ( 44) is provided. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sleeve (17) each with a liquid inlet opening (37) and outlet opening (38) in the housing (5, 60) has recesses (33) in communication which longitudinal channels (35) lead to the end face of the sleeve facing the liquid volume, where their openings are controlled by the check valve (44) designed as a ring valve. B. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive piston (16) has in a known manner on its side facing the liquid volume a pot-shaped shaft part (16a) which reinforces the heat transfer to the piston guide. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the smaller diameter part of the differential piston is formed in a manner known per se as a pump cylinder of the injection pump, in which an axially immobile plunger (47) is immersed, and that furthermore the fuel charge in is also injected in a known manner through a passage passing through the drive piston (16) via an injection valve (29) arranged therein into the combustion chamber (C). 10. The device according to claim 9, characterized in that the injection pump cylinder contains suction and return flow openings (39) which are connected to an outer annular groove (36) in that shaft part of the smaller diameter part on which the sleeve (17) is slidably mounted and that this annular groove (36) is also in constant communication with the recesses (33) in the sleeve (17) via radial openings (34). 11. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the smaller diameter part of the differential piston is designed in a manner known per se as an injection pump piston whose associated pump cylinder (58) is provided with a special fuel supply (71, 73). Considered publications: German Patent Specifications Nos. 401 920, 708 739; French Patent No. 910238; U.S. Patent Nos. 2,512,644, 2,552,776, 2,552,777, 2,552,778.