DE1061130B

DE1061130B - Fuel injection pump for internal combustion engines, in particular Otto injection engines

Info

Publication number: DE1061130B
Application number: DESCH16845A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Schindele
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-12-04
Filing date: 1954-12-04
Publication date: 1959-07-09

Description

Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Otto-Einspritzmotoren Bei Einspritzbrennkraftmaschinen, insbesondere solchen mit kleinem Zylinderinhalt und insbesondere solchen, die nach dem Otto-Verfahren arbeiten, ist es erwünscht, daß die Einspritzpumpe bei jeder Drehzahl und Laststellung die der Luftfüllung der Maschine zugehörige Brennstoffmenge abgibt, ohne daß es zu dieser Angleichung zusätzlicher Regelorgane, z. B. Fliehkraftregler, Unterdruckregler, bedarf.Fuel injection pumps for internal combustion engines, in particular Otto injection engines In internal combustion engines, especially those with a small cylinder capacity and especially those who work according to the Otto process, it is desirable that the injection pump at every speed and load position that of the air filling of the Machine delivers the associated amount of fuel, without this additional adjustment Control organs, e.g. B. centrifugal governor, vacuum regulator, needs.

Man hat bereits versucht, die Brennstoffmenge an die Luftfüllungskurve anzugleichen. Die bekannten Einspritzpumpen, mit denen dies angestrebt wird, sind jedoch als Stoßeinspritzpumpen und durchweg mit Rückströmregelung versehen. Diese Bauart läßt jedoch nur teilweise eine Angleichung der Kennlinien von Pumpe und Motor zu. Besondere Schwierigkeiten entstehen dann, wenn die Luftfüllungskurve eine mit steigender Drehzahl zuerst ansteigende und dann wieder abfallende Charakteristik hat.Attempts have already been made to match the amount of fuel to the air charge curve to match. The known injection pumps with which this is sought are but as shock injection pumps and equipped with backflow control throughout. These However, the design only partially allows the characteristics of the pump and motor to be matched to. Particular difficulties arise when the air filling curve has one with increasing speed, first increasing and then decreasing characteristic Has.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzpumpe zu schaffen, deren Kennlinie auch diesen besonderen Verhältnissen gerecht wird. Zugleich soll die Pumpe den Anforderungen einer modernen Brennkraftmaschine, welche bei kleinem Zylinderinhalt hohe Drehzahlen erreicht, und insbesondere solchen, die nach dem Otto-Verfahren betrieben werden, gerecht werden. Bei der Erfindung wird deshalb bewußt das Prinzip der Stoßeinspritzpumpe und der Rückströmregelung verlassen.The present invention is based on the object of an injection pump to create whose characteristic curve also does justice to these special conditions. At the same time, the pump should meet the requirements of a modern internal combustion engine, which Reached high speeds with a small cylinder volume, and especially those that operated according to the Otto process. In the invention therefore deliberately abandon the principle of the shock injection pump and the backflow control.

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Otto-Einspritzmotoren, mit Federkraftspeicher und Regelung der Einspritzmenge durch Änderung des Durchflusses vom Pumpenarbeitsraum zur Einspritzleitung.The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines, especially for gasoline injection engines, with spring force accumulator and regulation of the Injection quantity by changing the flow from the pump working chamber to the injection line.

Eine bekannte Pumpe dieser Art arbeitet mit einem Saugventil und einem nockengesteuerten Druckventil; der Druckhub des Pumpenkolbens erfolgt kraftschlüssig durch eine Feder, wobei der Stößel bei Teillastmengen vom Antriebsnocken zeitweise abhebt. Eine solche Bauweise ist für die zuvorgenannten Bedingungen nicht brauchbar.A known pump of this type works with a suction valve and a cam operated pressure valve; the pressure stroke of the pump piston is non-positive by a spring, the tappet from the drive cam at times when there are partial loads takes off. Such a construction cannot be used for the aforementioned conditions.

Die Erfindung besteht deshalb darin, daß bei einer Einspritzpumpe der genannten Gattung der Pumpenarbeitsraum, welcher in an sich bekannter Weise durch einen den Brennstoffeinlaß und den Brennstoffauslaß steuernden Pumpenkolben und einen ebenfalls im Pumpenzylinder geführten Speicherkolben begrenzt wird, derart bemessen ist, daß das bei Abschluß des Brennstoffeinlasses zwischen dem Pumpenkolben und dem Speicherkolben eingeschlossene Volumen einer Brennstoffladung entspricht, wie sie für Vollast und für die bei Vollast dem höchsten Luftvolumen des Motors zugehörige Drehzahl notwendig ist. Die Vereinigung aller Merkmale des Hauptanspruchs schafft die Voraussetzung für eine auch an die geschilderten Motorverhältnisse angleichbare Einspritzpumpe.The invention therefore consists in that in an injection pump of the genus mentioned, the pump working space, which in a manner known per se by a pump piston controlling the fuel inlet and the fuel outlet and an accumulator piston likewise guided in the pump cylinder is limited in this way is dimensioned that that at the end of the fuel inlet between the pump piston and the volume enclosed by the storage piston corresponds to a fuel charge, as they are for full load and for the highest air volume of the engine at full load associated speed is necessary. The union of all features of the main claim creates the prerequisite for an adaptable to the described engine conditions Injection pump.

In diesem Zusammenhang ist noch eine bekannte Speicherpumpe zu erwähnen, die einen federbelasteten Speicherkolben aufweist und bei der der Pumpenkolben auch den Einlaß steuert. In der Verbindungsleitung vom Pumpenarbeitsraum zur Einspritzleitung hat diese Pumpe einen besonderen Steuerschieber, der zwar zur Regelung der einzuspritzenden Brennstoffmenge dient, jedoch geschieht diese Regelung nicht durch eine Änderung des Zeitquerschnitts in der Druckleitung, sondern ähnlich wie bei den erwähnten Stoßeinspritzpumpen durch Änderung der Rückströmmenge. In der Beschreibung dieser bekannten Speicherpumpe ist zudem ausdrücklich erwähnt, daß der Rückströmkanal selbst bei Überlast noch eine kurze Zeit freigegeben wird. Es ist daher auch hier der Pumpenarbeitsraum größer bemessen als beim Gegenstand der Erfindung, weshalb auch diese bekannte Einspritzpumpe nicht die Voraussetzungen zur Kennlinienangleichung erfüllt.In this context, a well-known storage pump should also be mentioned, which has a spring-loaded accumulator piston and which also has the pump piston controls the inlet. In the connection line from the pump working chamber to the injection line this pump has a special spool that is used to regulate the amount to be injected The amount of fuel is used, but this regulation does not take place through a change of the time cross-section in the pressure line, but similar to the ones mentioned Impact injection pumps by changing the return flow rate. In the description of this known storage pump is also expressly mentioned that the return flow channel itself is released for a short time in the event of an overload. It is therefore the pump working area here as well dimensioned larger than the subject of the invention, which is why this known injection pump does not meet the requirements for adapting the characteristics.

Dasselbe gilt für eine mit Rückströmregelung arbeitende Einspritzpumpe gemäß einem älteren deutschen Patent. Bei dieser Pumpe wird der Rückströmquerschnitt bei Einstellung auf Vollast verkleinert und bei Einstellung auf Leerlauf vergrößert.The same applies to an injection pump operating with backflow control according to an older German patent. With this pump, the return flow cross-section is reduced when set to full load and increased when set to idle.

Im Gegensatz hierzu wird beim Erfindungsgegenstand der Brennstoffdurchfluß vom Pumpenarbeitsraum zur Einspritzleitung geregelt. Diese Regelung kann durch Ändern des Einspritzwinkels bzw. der Einspritzdauer oder mittels Veränderung eines Drosselquerschnittes erfolgen, durch welchen der zur Einspritzung kommende Brennstoff strömen muß. Zum Verändern des Einspritzwinkels wird ein im Saughub kraftschlüssig und im Druckhub formschlüssig angetriebener und verdrehbarer Pumpenkolben herangezogen, der - mittels einer an seinem Schaft vorgesehenen Schrägkante, die in eine Ringnute mündet, den Brennstoffaustritt aus dem Pumpendruckraum zur Spritzleitung steuert. Je nach der Stellung des Pumpenkolbens und in Abhängigkeit seiner Hubgeschwindigkeit, die von der Motordrehzahl bestimmt wird, steht dem Brennstoffdurchfluß zur Spritzleitung eine längere oder kürzere Zeit zur Verfügung. Beide Werte, Einspritzwinkel und Einspritzzeit, bestimmen eine größere oder kleinere Einspritzmenge, die vollkommen drehzahlabhängig ist.In contrast to this, in the subject matter of the invention, the fuel flow rate is regulated from the pump working chamber to the injection line. This scheme can be changed by changing the injection angle or the injection duration or by changing a throttle cross-section take place through which the fuel coming for injection must flow. To the Changing the injection angle becomes frictional in the suction stroke and in the pressure stroke positively driven and rotatable pump piston used, - by means of an inclined edge provided on its shaft, which is inserted into an annular groove opens, controls the fuel outlet from the pump pressure chamber to the spray line. Depending on the position of the pump piston and depending on its stroke speed, which is determined by the engine speed, is the fuel flow to the spray line a longer or shorter period of time available. Both values, injection angle and injection time, determine a larger or smaller injection quantity, which is completely dependent on the engine speed is.

In Vollaststellung des Motors wird z. B. der Förderkolben mit seiner Regelkante so eingestellt, daß bei der gewünschten Motorhöchstdrehzahl gerade die entsprechend dem Luftfüllungsgrad des Motors notwendige Brennstoffmenge zeitmäßig durch die Austrittsbohrung zur Einspritzdüse des Motors gelangen kann. Der bei hoher Drehzahl nicht zur Einspritzung gelangte Brennstoff wird über eine Rückflußbohrung in den Brennstoffzulauf zurückgedrückt. Die vor dem Spritzbeginn zwischen den beiden Kolben, Förderkolben und Speicherkolben, eingeschlossene Brennstoffmenge ist volumetrisch- so bemessen, daß sie proportional dem höchsten Luftvolumen des Motors entspricht, und wird bei entsprechend niedriger Motordrehzahl bei Vollaststellurig vollständig eingespritzt. Bei einer anderen Luftstellung des Motors bzw. Regelstellung der Pumpe verändern sich die Werte der Einspritz- und Rückflußmengen. Um ein geschlossenes, auch jeder Teillaststellung entsprechendes Regelfeld der Einspritzmengen zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Pumpenverstellung mit dem Luftregelorgan des Motors in bekannter Weise, z. B. über eine Kurvenscheibe, die auf dem Prüfstand ermittelt ist, zu betätigen.In full load position of the engine z. B. the delivery piston with his The control edge is set so that the according to the degree of air in the engine, the amount of fuel required over time can get through the outlet hole to the injection nozzle of the engine. The one at high The speed of the fuel that has not been injected is fed through a return hole pushed back into the fuel inlet. The one before the start of spraying between the two Pistons, delivery pistons and storage pistons, enclosed fuel quantity is volumetric- dimensioned so that it corresponds proportionally to the highest air volume in the engine, and is complete at a correspondingly low engine speed at full load injected. With a different air position of the motor or control position of the pump the values of the injection and return flow rates change. To a closed, to receive the corresponding control field for the injection quantities for each partial load position, it is useful to adjust the pump with the air control element of the motor in a known manner Way, e.g. B. to operate via a cam that is determined on the test bench.

Zur Berücksichtigung aller Betriebszustände können zusätzlich Luftdruck- und Temperaturfühler zwischen die Verstellorgane der Luftregelung und Pumpenverstellung oder in die Pumpe selbst eingebaut werden.In order to take into account all operating conditions, air pressure and temperature sensor between the adjusting elements of the air regulation and the pump adjustment or built into the pump itself.

Im Rahmen der Erfindung liegt weiter die Aufgabe, jede drehzahlabhängige Regelwirkung für die verschiedenen Motorarten entsprechend ihrer unterschiedlichen Luftfüllungscharakteristik zu erfüllen.In the context of the invention, there is also the task of each speed-dependent Control effect for the different types of engines according to their different ones To meet air filling characteristics.

Weisen im allgemeinen normale Serienmotore (Fahrzeugmotore usw.) mit steigender Motordrehzahl eine fallende Luftfüllkurve auf, so besteht z. B. bei Sport- und Rennmotoren ein umgekehrtes Verhältnis, indem ab einer bestimmten Luftdrosselstellung mit erhöhter Drehzahl, bedingt durch andere Luftsteuerzeiten, eine immer mehr ansteigende Luftfüllung des Motorzylinders erfolgt.Generally have normal series engines (vehicle engines, etc.) increasing engine speed a falling air filling curve, there is z. B. in sports and racing engines have an inverse relationship by starting from a certain air throttle position with increased speed, due to different air control times, an ever increasing one The motor cylinder is filled with air.

Um auch der gemischten stark ansteigenden und abfallenden, drehzahlabhängig bedingten Luftfüllung des Motors proportional hinsichtlich der Einspritzmenge gerecht zu werden, sind erfindungsgemäß besondere Vorkehrungen getroffen. Für diesen Fall wird die Pumpensteuerung so ausgelegt, daß der Einspritzwinkel länger gehalten ist und nach der Einspritzphase keine Brennstoffrückregelung erfolgt; es bleibt im Teillastregelgebiet der nicht eingespritzte Brennstoff im Pumpendruckraum zurück. Weiter kann eine im Pumpenzylinder über der Saugbohrung angeordnete kleine Bemessungsbohrung vorgesehen werden, die insbesondere bei niedrigen Drehzahlen auch zur Ausschaltung großen Leckverlustes aus dem Pumpenarbeitsraum in den Brennstoffeinlaß hinein dient; durch diese Bemessungsbohrung wird der Rückfluß - wie dies bei Einspritzpumpen an sich bekannt ist - mehr oder weniger gedrosselt, so daß bei zunehinender Drehzahl ein Anwachsen der Drosselwirkung entsteht, was ein drehzahlabhängig zunehmendes Anwachsen der Einspritzmenge bewirkt. Der Abstand der Saugbohrung zur Bemessungsbohrung, über welche beim Druckhub ein Teil des Brennstoffes zurückströmt, ist zweckmäßig so festgelegt, daß ein genügend großer Dichtabstand zwischen beiden Bohrungen besteht. Die zwischen dem Speicherkolben und der oberen Schließkante der Bemessungsbohrung eingeschlossene Brennstoffmenge ist mittels des Speicherkolbens einzustellen.To also the mixed strongly rising and falling, speed dependent conditional air filling of the engine proportionally with regard to the injection quantity to become, special precautions are taken according to the invention. In this case the pump control is designed so that the injection angle is kept longer and after the injection phase there is no fuel regulation; it remains in the partial load control area the fuel that has not been injected is returned to the pump pressure chamber. An im Pump cylinder provided above the suction bore arranged small dimensioning bore which, especially at low speeds, also eliminate large leakage losses serves from the pump working space into the fuel inlet; through this design bore the reflux - as is known per se in injection pumps - is more or less throttled, so that the throttling effect increases with increasing speed arises, which causes an increase in the injection quantity as a function of the speed. The distance between the suction hole and the dimensioning hole, via which a Part of the fuel flows back is expediently determined so that a sufficient there is a large sealing distance between the two holes. The one between the storage piston and the upper closing edge of the metering bore amount of trapped fuel is to be adjusted by means of the accumulator piston.

Wird der Brennstoff rückfluß über die Bemessungsbohrung vollständig abgesperrt, dann entspricht die eingeschlossene Brennstoffmenge dem Inhalt zwischen der oberen Schließkante der Saugbohrung und dem Speicherkolben. Das Sperren der Bemessungsbohrung bedeutet eine wesentliche Erhöhung der eingeschlossenen Brennstoffmenge, welche durch den Einbau eines verstellbaren Absperrgliedes in die Rückflußleitung als Starthilfe Verwendung findet.If the fuel backflows over the design bore completely locked, then the enclosed amount of fuel corresponds to the content between the upper closing edge of the suction hole and the accumulator piston. Locking the Dimensioning bore means a significant increase in the amount of fuel enclosed, which by installing an adjustable shut-off element in the return line is used as a start-up aid.

Die Steuerung der Einspritzmenge kann auch statt durch einen veränderlichen Einspritzweg mittels eines konstanten Einspritzwinkels erfolgen. Zu diesem Zweck ist in die Spritzleitung bzw. in das Pumpengehäuse ein verstellbares Drosselorgan eingebaut, welches über die Luftsteuerung betätigt wird und je nach seiner Stellung einen größeren oder kleineren Durchflußquerschnitt für den zur Einspritzung kommenden Brennstoff freigibt bzw. den Brennstoffaustritt mehr oder weniger drosselt.The control of the injection quantity can also be changed instead of by a variable Injection path take place by means of a constant injection angle. To this end is an adjustable throttle device in the spray line or in the pump housing built-in, which is operated via the air control and depending on its position a larger or smaller flow cross-section for the one to be injected Releases fuel or throttles the fuel outlet more or less.

Bei der Verwendung der Pumpe zum Einspritzen von z. B. leichtsiedenden Brennstoffen werden die Pumpenkolben in bekannter Weise mittels einer Öl-Hochdruckschmierung abgedichtet und der Brennstoff zur Vermeidung von Gasblasenbildungen unter hohem Druck in den Saug- bzw. Druckraum der Pumpe gedrückt. Die Öl- oder Brennstoffdruckpumpen können außerhalb angebracht oder in der Pumpe selbst eingebaut sein.When using the pump to inject z. B. low boiling The pump pistons are fueled in a known manner by means of high-pressure oil lubrication sealed and the fuel to avoid gas bubble formation under high Pressure pressed into the suction or pressure chamber of the pump. The oil or fuel pressure pumps can be attached outside or built into the pump itself.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Abb. 1 zeigt eine Ausführung der Pumpe für eine bei Drehzahlerhöhung abfallende Einspritzmengenkennlinie; Abb. 2 veranschaulicht in einem vergrößerten Teillängsschnitt eine Pumpe für eine gemischte, bei Drehzahlerhöhung je nach der Regelstellung der Pumpe stark ansteigen und abfallende Kennlinie; Abb. 3 zeigt eine Regelausführung, wobei der Brennstoffaustritt zur Spritzleitung mehr oder weniger gedrosselt wird.The drawing shows three exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown schematically. Fig. 1 shows an embodiment of the pump for a speed increase falling injection quantity characteristic; Fig. 2 illustrates in an enlarged Partial longitudinal section of a pump for a mixed, with an increase in speed depending on the The control position of the pump increases sharply and the characteristic curve decreases; Fig. 3 shows a Standard version, with the fuel outlet to the spray line more or less is throttled.

Nach Abb. 1 und den anderen Ausführungsbeispielen der Pumpensteuerung ist in bekannter Weise in einem gemeinsamen Pumpenzylinder 1, der in der schematischen Darstellung gleichzeitig als Pumpengehäuse gezeigt ist, gleichachsig ein Pumpenkolben 2 und ein Speicherkolben 3 angeordnet. Der Pumpenkolben 2, der mittels des Verstellhebels 4 verdrehbar ist, wird durch den Exzenter 5 angetrieben und durch die Druckfeder 6 an denselben angedrückt. Der Brennstoff gelangt über die Zufuhrbohrung 7 in den Pumpenarbeitsraum 8, der außer dieser Bohrung noch eine kleinere höher gelegene Bemessungsbohrung 9 besitzt Es ist vorgesehen, daß der Brennstoff unter Druck in den Arbeitsraum 8 gelangt und diesen jeweils zur Gänze füllt. Sobald der Pumpenkolben 2 seinen Aufwärtshub durchführt, wird zunächst der überschüssige Brennstoff über beide Bohrungen 7 und 9 zurückgedrückt. Die zwischen der oberen Kante der Bohrung 9 und der Stirnseite des Speicherkolbens 3 verbleibende eingeschlossene Brennstoffmenge wird nun unter Druck gesetzt und hebt gegen die Belastung der Druckfeder 10, die dem Einspritzdruck der Düse übergeordnet ist, den Speicherkolben 3 aus seiner Ruhelage an, welche durch einen Bund 11 begrenzt ist. Das Anheben des Speicherkolbens 3 dauert zunächst so lange an, bis der Pumpenkolben 2 mit seiner oberen Stirnseite an der Unterkante einer im Pumpenzylinder 1 angeordneten Bohrung 12 steht und über einen Kanal 13 und eine weitere Bohrung 14 über eine am Pumpenkolben 2 vorhandene Schrägkante 15 eine Ringnut 16 eine Verbindung mit der zur Einspritzdüse führenden Spritzleitung 17 entsteht. Von diesem Moment an verdrängt der Speicherkolben 3 den Brennstoff so lange nach der Spritzleitung 17, bis der Pumpenkolben 2 die Bohrung 12 abschließt. In Abhängigkeit von der Spannung der Speicherfeder 10 und der Hubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens 2 wird in der gezeichneten Vollaststellung der Schrägkante 15 bei dem gegebenen Einspritzwinkel, der durch den Durchmesser der Bohrund 12 bestimmt wird, die eingeschlossene Brennstoffmenge zur Gänze oder nur teilweise in die Spritzleitung 17 gedrückt. Daraus ergibt sich, daß durch Abstimmung der Spannung der Speicher 10, z. B. mittels einer Beilagescheibe 18 und der Bemessung des Durchmessers der Bohrung 12, die Mengencharakteristik so ausgebildet werden kann, daß bei niedriger Motordrehzahl bzw. Hubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens 2 die gesamte vorher zwischen der Bemessungsbohrung 9 und dem Speicherkolben 3 eingeschlossene Brennstoffmenge zur Einspritzung kommt; während bei einer weiteren Erhöhung der Hubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens 2 immer weniger Brennstoff zur Spritzleitung 17 gelangen kann. Bei diesem Zustand liegt bei Drehzahlerhöhung eine abfallende Einspritzmengencharakteristik vor, welche durch die angegebenen Mittel dem Luftbedarf des Motors angepaßt werden kann. Um die Größe der drehzahlabhängigen abfallenden Charakteristik zu bestimmen, ist der Querschnitt der Austrittsbohrung 14 mittels einer Drosselschraube 19 einstellbar. Ohne diese Drosselung würde bei einem genügend großen Durchmesser der Bohrung 12 bzw. großen Einspritzweg die gesamte eingeschlossene Brennstoffmenge zur Einspritzung kommen und eine nur wenig abfallende Kennlinie entstehen, die von der unterschiedlichen Motordrehzahl wenig beeinflußt würde. Jede nicht eingespritzte Brennstoffmenge bleibt nach der Schließung der Bohrung 12 durch den Pumpenkolben 2 zwischen diesem und dem Speicherkolben 3 so lange eingeschlossen, bis der Speicherkolben 3 eine weiter oben angeordnete Rück flußbohrung 20 öffnet, welche über einen Kanal 21 mit der Einlaßbohrung 7 in Verbindung steht. Die Rückflußphase ist beendet, wenn der Pumpenkolben 2 die untere Kante der Bohrung 20 etwas übersteuert hat und die Stirnseite des Pumpenkolbens 2 und die des Speicherkolbens 3 aufeinander aufliegen. Beim Abwärtshub folgt der Speicherkolben 3 dem Pumpenkolben 2, bis er mit seinem Bund 11 zur Auflage kommt. Hierbei hat er nacheinander die Bohrungen 20 und 12 abgeschlossen. Nachdem nun der Speicherkolben 3 seine Auflage erreicht hat, trennt sich der Pumpenkolben 2 vom Speicherkolben 3 und öffnet zuerst die Bohrung 9, dann die Zuflußbohrung 7, so daß neuer Brennstoff in den Saugraum 8 strömen kann.According to Fig. 1 and the other exemplary embodiments of the pump control is in a known manner in a common pump cylinder 1, which is shown in the schematic Representation is shown at the same time as a pump housing, equiaxed a pump piston 2 and an accumulator piston 3 are arranged. The pump piston 2, which by means of the adjusting lever 4 is rotatable, is driven by the eccentric 5 and by the compression spring 6 pressed against the same. The fuel reaches the feed hole 7 in the Pump work space 8, which apart from this hole is also a smaller one higher up Design bore 9 has It is provided that the fuel under pressure in reaches the working space 8 and fills it in full. As soon as the pump piston 2 performs its upstroke, the excess fuel is initially over both holes 7 and 9 pushed back. The one between the top edge of the hole 9 and the end face of the storage piston 3 remaining enclosed amount of fuel is now under Pressure is applied and lifted against the load on the compression spring 10, which is superordinate to the injection pressure of the nozzle, removes the accumulator piston 3 from its Rest position, which is limited by a collar 11. The lifting of the storage piston 3 initially lasts until the pump piston 2 with its upper end face stands on the lower edge of a bore 12 arranged in the pump cylinder 1 and extends over a channel 13 and a further bore 14 via an existing one on the pump piston 2 Inclined edge 15 an annular groove 16 a connection with the leading to the injection nozzle Spray line 17 arises. From this moment on, the storage piston 3 displaces the Fuel so long after the spray line 17, until the pump piston 2 the bore 12 completes. Depending on the tension of the storage spring 10 and the lifting speed of the pump piston 2 is in the drawn full load position of the inclined edge 15 at the given injection angle, which is determined by the diameter of the Bohrund 12 the enclosed amount of fuel in whole or in part in the spray line 17 pressed. It follows that by tuning the voltage of the memory 10, e.g. B. by means of a washer 18 and the dimensioning of the diameter of the Bore 12, the quantity characteristic can be designed so that at lower Engine speed or stroke speed of the pump piston 2 the entire before between the dimensioning bore 9 and the storage piston 3 included amount of fuel comes to injection; while with a further increase in the lifting speed of the pump piston 2, less and less fuel can reach the spray line 17. In this state, there is a falling injection quantity characteristic when the engine speed increases before, which are adapted to the air requirement of the engine by the means indicated can. To determine the size of the speed-dependent falling characteristic, the cross section of the outlet bore 14 can be adjusted by means of a throttle screw 19. Without this throttling, with a sufficiently large diameter of the bore 12 or large injection path, the entire enclosed amount of fuel for injection come and a slightly sloping characteristic arise from the different Engine speed would be little affected. Any amount of fuel that has not been injected remains after the bore 12 has been closed by the pump piston 2 between this and the storage piston 3 so long included until the storage piston 3 a further above arranged return flow bore 20 opens, which via a channel 21 with the Inlet bore 7 is in communication. The reflux phase is ended when the pump piston 2 has slightly overdriven the lower edge of the bore 20 and the face of the pump piston 2 and that of the storage piston 3 rest on one another. The downstroke is followed by the Storage piston 3 to pump piston 2 until it comes to rest with its collar 11. He has completed the holes 20 and 12 one after the other. Now that the Storage piston 3 has reached its support, the pump piston 2 separates from the Storage piston 3 and first opens the bore 9, then the inflow bore 7, so that new fuel can flow into the suction chamber 8.

Im Teillastgebiet der Regelung wird je nach der Verdrehung des Pumpenkolbens 2 mittels der Schrägkante 15 der Regelweg bzw. die Durchflußmöglichkeit des Brennstoffes über die Ringnut 16 zur Spritzleitung 17 geändert. Die Schrägkante 15 ist in ihrer Steigung so ausgebildet, daß z. B. bei der Stellung Null-Förderung die Schrägkante 15 die Unterkante der Bohrung 14 beim Aufwärtshub erst dann erreicht, wenn der Pumpenkolben 2 die Bohrung 12 bereits geschlossen hat. Bei dieser Ausführung steht der Pumpenkolben 2, bei jeder anderen Regelstellung, außer in der Vollaststellung, mit seiner oberen Stirnkante bei Spritzbeginn mehr oder weniger über der Unterkante der Bohrung 12. In diesem Zusammenhang ändert sich auch der Abstand der Stirnseite des Pumpenkolbens 2 zur Unterkante der Rückflußbohrung 20 bei Spritzbeginn, wodurch sich auch die optimale Förderleistung der Pumpe im niedrigen Drehzahlbereich ändert, was auch bei der Luftfüllung des Motors in Drosselstellung der Fall ist.In the partial load area the regulation is depending on the rotation of the pump piston 2 by means of the inclined edge 15 the control path or the flow rate of the fuel changed via the annular groove 16 to the spray line 17. The bevel 15 is in their Slope designed so that, for. B. in the position zero promotion the bevel 15 only reaches the lower edge of the bore 14 on the upward stroke when the pump piston 2 has already closed the hole 12. In this version, the pump piston is stationary 2, in every other control position, except in the full load position, with its upper one The front edge at the start of injection is more or less above the lower edge of the bore 12. In this context, the distance between the end face of the pump piston also changes 2 to the lower edge of the reflux bore 20 at the start of injection, whereby the optimum delivery rate of the pump in the low speed range changes, which also is the case when the engine is filled with air in the throttle position.

Bedingt durch die Anordnung der Bohrungen 12 und 14 und der Brennstoffumleitung über den Kanal 13 erfolgt die Einspritzmengenbemessung erst dann, wenn der Brennstoff durch den Speicherkolben 3 belastet und unter Druck steht. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß keine schädlichen Hohlräume im Pumpendruckraum bestehen und die Einspritzperiode vollkommen unabhängig von der Hubkinematik des Pumpenantriebes 5 ist und daß auch bei niedrigster Pumpendrehzahl sehr kleine Brennstoffmengen durch die Einspritzdüse gut zerstäubt werden, weil kein schleppender Einspritzdruckanstieg entsteht, da der Brennstoff bei allen Laststellungen bereits unter Einspritzdruck stehend vorgelagert ist.Due to the arrangement of the bores 12 and 14 and the fuel bypass The injection quantity is only measured via channel 13 when the fuel loaded by the storage piston 3 and under pressure. This version has the advantage that there are no harmful cavities in the pump pressure chamber and the Injection period completely independent of the lifting kinematics of the pump drive 5 is and that even at the lowest pump speed, very small amounts of fuel through the injection nozzle can be atomized well because there is no sluggish increase in injection pressure arises because the fuel is already under injection pressure at all load positions is standing in front of it.

Die Bemessung der Einspritzmenge für die größte Luftfüllung des Motors in Vollaststellung (Saugmotor mit bei Drehzahlerhöhung abfallender Luftfüllung) kann volumetrisch durch den Abstand des Speicherkolbens 3 zur Oberkante der Bemessungsbohrung 9 festgelegt werden. Das gleiche kann auch durch die Bemessung des Abstandes der unteren Kante der Bohrung 12 zur unteren Kante der Bohrung 20 erfolgen. Ist dieserAbstand größer als der zwischen dem Speicherkolben 3 und der Bohrung 9 bestehende, dann tritt bei einer Rückregelung von der Vollaststellung aus, erst später, d. h. von einem kleineren Einspritzweg ab, ein Abfallen der optimalen Einspritzmenge ein. Dieser Zustand ist notwendig bei Motoren, wo erst nach wesentlicher Drosselung der Luftzufuhr ein Absinken der Luftfüllung im niedrigen Drehzahlbereich eintritt.The dimensioning of the injection quantity for the largest air filling of the engine in full load position (naturally aspirated engine with air charge decreasing as the speed increases) can be volumetrically determined by the distance between the accumulator piston 3 and the upper edge of the dimensioning bore 9 can be set. The same can also be done by dimensioning the distance between the lower edge of the bore 12 to the lower edge of the bore 20 take place. Is this distance greater than that existing between the storage piston 3 and the bore 9, then occurs in the event of a downward regulation from the full load position, only later, i. H. from a smaller injection path, a drop in the optimal injection quantity. This condition is necessary for engines, where only after a significant throttling of the Air supply, the air charge drops in the low speed range.

Ein großer Nachteil bei den bekannten Einspritzpumpen ist auch das im Verhältnis zur Luftfüllung des Motors in niedrigen Drehzahlen starke Abfallen der Einspritzmenge durch Leckverlust beim Schließen der notwendigerweise großen Zuflußbohrung. Diesem Nachteil wird gemäß der Erfindung entgegengearbeitet, indem außer der großen Einlaßbohrung 7 eine kleine Bemessungsbohrung 9 verwendet wird, die sich leicht abdichten läßt und eine höhere Regelstabilität gewährleistet. Zu dem gleichen Zweck ist der Durchmesser der Spritzleitung 17 an ihrem Beginn 22 so klein wie möglich gehalten. Das gleiche trifft auch auf die Bohrungen 14 und 20 zu. Diese Bohrungen können bei Pumpen mit abfallender Regelcharakteristik gleich als Drosselbohrungen ausgebildet sein, wenn es sich um Pumpen für eine bestimmte Motorgröße und -art handelt. Zur weiteren guten Abdichtung und zwecks hoher Betriebssicherheit des Pumpenkolbens 2 und des Speicherkolbens 3 werden diese in bekannter Weise über die Ringnuten 23 und 24 mittels einer eigenen Öldruckpumpe geschmiert, deren Förderdruck vorteilhaft höher liegt als der entstehende Einspritzdruck des Brennstoffes.This is also a major disadvantage of the known injection pumps strong drops in relation to the air filling of the motor at low speeds the injection quantity due to leakage when closing the necessarily large Inflow well. This disadvantage is counteracted according to the invention by in addition to the large inlet bore 7, a small dimensioned bore 9 is used, which can be easily sealed and ensures greater control stability. to the diameter of the spray line 17 at its beginning 22 is so for the same purpose kept as small as possible. The same applies to bores 14 and 20 to. These bores can be the same for pumps with falling control characteristics be designed as throttle bores when it comes to pumps for a specific Motor size and type. For further good sealing and for the purpose of high operational safety of the pump piston 2 and the storage piston 3 are these in a known manner the annular grooves 23 and 24 are lubricated by means of their own oil pressure pump, their delivery pressure is advantageously higher than the resulting injection pressure of the fuel.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 weist eine von der Pumpendrehzahl und der jeweiligen Regelstellung der Pumpe abhängige, abfallende und ansteigende Regelcharakteristik auf. Zu diesem Zweck wird der Brennstoffrückfluß über die Bemessungsbohrung 9 mittels einer einstellbaren Drosselschraube 25 gedrosselt und entfällt die Rückflußbohrung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel Abb. 1; ferner ist der Einspritzwinkel so groß gehalten, daß auch bei der gewünschten Höchstdrehzahl des Motors die notwendige Brennstoffmenge zur Einspritzbohrung 17 gelangen kann.The embodiment of Fig. 2 has one of the pump speed and the respective control position the pump dependent, declining and increasing control characteristics. The fuel reflux is used for this purpose throttled via the dimensioning bore 9 by means of an adjustable throttle screw 25 and the backflow hole 20 according to the embodiment of Fig. 1 is omitted; further the injection angle is kept so large that even at the desired maximum speed of the engine, the necessary amount of fuel can reach the injection hole 17.

Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels ist folgende: Beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens 2 wird der im Arbeitsraum 8 befindliche Brennstoff durch die Zufuhrbohrung 7 und die Bemessungsbohrung 9 so lange über die Verbindungsbohrung 21 in den Brennstoffzufluß 7 zurückgedrückt, bis der Pumpenkolben 2 die Bohrung 9 abschließt. Die zwischen dem Pumpenkolben 2 und dem Speicherkolben 3 verbleibende Brennstoffmenge wird, unter dem Druck des Speicherkolbens 3 stehend, verschoben, bis durch die Schrägkante 15 und Ringnut 16 die Verbindung mit der Spritzleitung 17 hergestellt ist und die vorgespannte Brennstoffmenge durch die Bohrungen 12, 13 und 14 abströmen kann. Mit zunehmender Hubgeschwindigkeit des Pumpenkolbens 2 wird die Durchflußzeit des Brennstoffes durch die gedrosselte Bemessungsbohrung 9 immer kürzer, und es entsteht im Pumpenarbeitsraum 8 ein anwachsender Staudruck, der schon vor dem Schließen der Bemessungsbohrung 9 durch denPumpenkolben2 einAnheben desSpeicherkolbens3 bewirkt, so daß die eingeschlossene Brennstoffmenge und damit auch die Einspritzmenge immer mehr zunimmt. In der Vollastregelstellung steht im Moment des Spritzbeginns die Stirnseite des Pumpenkolbens 2 etwas unter der Unterkante der Bohrung 12 und liegt seine obere Totpunktlage etwas unter der oberen Kante derselben Bohrung. Durch Verdrehen des Pumpenkolbens 2 kann der Öffnungswinkel der Bohrung 14 mittels der Schrägkante 15 verändert bzw. die Einspritzmenge geregelt werden. Die Einspritzregelung erstreckt sich über den jeweiligen Winkel des Öffnens und Schließens der Bohrung 14. Es kann also ab einem bestimmten Öffnungswinkel nur noch ein Teil der vorher eingeschlossenen Brennstoffmenge zur Einspritzung gelangen und bleibt beim Abwärtshub des Pumpenkolbens 2 und des Speicherkolbens 3 die übrige Brennstoffmenge zwischen den beiden Kolben eingeschlossen. In einer solchen Regelstellung liegt eine bei Drehzahlerhöhung abfallende Regelcharakteristik vor und ändert sich diese in ein immer mehr umgekehrtes Verhältnis, je mehr durch Verdrehen des Pumpenkolbens 2 der Öffnungswinkel an der Bohrung 14 durch die Schrägkante 15 vergrößert wird und die Drosselung der Bemessungsbohrung 9 in Wirkung kommt. Um eine Starthilfe zum besseren Anspringen des Motors zu erhalten, ist in dieBemessungsbohrung 9 zusätzlich ein Absperrglied 26 eingebaut, womit der Brennstoffrückfluß über die Bemessungsbohrung 9 vollständig abzusperren ist. Bei der Sperrung dieses Rückflusses wird eine wesentlich größere Brennstoffmenge eingeschlossen, was zur Folge hat, daß der Speicherkolben 3 die eingeschlossene Brennstoffmenge stärker als im Normalfall belastet und in jeder Regelstellung der Pumpe eine größere Brennstoffmenge zur Einspritzung kommt.The mode of operation of this embodiment is as follows: On the upstroke of the pump piston 2, the fuel located in the working chamber 8 is fed through the supply bore 7 and the design bore 9 so long via the connecting bore 21 into the fuel inflow 7 pushed back until the pump piston 2 closes the bore 9. The between the pump piston 2 and the storage piston 3 remaining amount of fuel is below the pressure of the accumulator piston 3, displaced until through the inclined edge 15 and annular groove 16, the connection with the spray line 17 is made and the prestressed Amount of fuel through the bores 12, 13 and 14 can flow off. With increasing Stroke speed of the pump piston 2 is the flow time of the fuel through the throttled design bore 9 is getting shorter and shorter, and it arises in the pump working space 8 an increasing dynamic pressure that occurs even before the design bore is closed 9 causes the accumulator piston 3 to be raised by the pump piston 2, so that the trapped The amount of fuel and thus the amount of fuel injected increases more and more. In the full load control position At the moment of the start of injection, the face of the pump piston 2 is slightly below the lower edge of the bore 12 and its top dead center is slightly below the top edge of the same hole. By turning the pump piston 2, the opening angle the bore 14 is changed by means of the inclined edge 15 or the injection quantity is regulated will. The injection control extends over the respective opening angle and closing the bore 14. It can therefore only from a certain opening angle part of the previously enclosed fuel quantity can still be injected and on the downward stroke of the pump piston 2 and the accumulator piston 3, the remaining one remains Amount of fuel trapped between the two pistons. In such a rule position there is a control characteristic that drops when the speed increases and changes this in an increasingly inverse relationship, the more by turning the pump piston 2 the opening angle at the bore 14 is increased by the inclined edge 15 and the throttling of the design bore 9 comes into effect. To get you started To get the engine to start better, is also in the dimensioning bore 9 a shut-off member 26 installed, with which the fuel return flow through the metering bore 9 is completely shut off. When this backflow is blocked, one becomes essential greater amount of fuel included, which has the consequence that the storage piston 3 the enclosed amount of fuel is more heavily loaded than in the normal case and in each control position of the pump a larger amount of fuel is injected.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist in die Spritzleitung 17 ein verdrehbares Drosselorgan 27 eingebaut, das durch den Regelhebel 28 zu verstellen ist. Die Wirkungsweise dieser Ausführung ist ähnlich der nach Abb. 1 und sind für die gleichen Teile die gleichen Bezugszahlen verwendet. Wird nach den Ausführungen Abb. 1 und 2 die Brennstoffregelung durch Ändern des Einspritzwinkels bewirkt, so erfolgt hier die Einspritzmengenregelung durch unterschiedliches Drosseln des Brennstoffdurchflusses durch die Spritzleitung 17, indem der Durchflußquerschnitt vergrößert oder verkleinert wird. Bei dieser Regelart ist ein konstanter Einspritzwinkel vorgesehen, der jedoch z. B. hinsichtlich der Leerlaufregelung so klein wie möglich gehalten wird. Der im Arbeitsraum 8 befindliche Brennstoff wird beim Aufwärtshub des Pumpenkolbens 2 in gleicher Weise wie bei den Ausführungen Abb. 1 und 2 bemessen und kommt dann zur Einspritzung, wenn die obere Kante der Ringnut 16 die Bohrung 14 und die Spritzleitung 17 öffnet. Der Einspritzwinkel wird ausschließlich von dem Durchmesser der Bohrung 12 bestimmt und wird gegenüber den anderen Ausführungsbeispielen in keiner Regelstellung verändert. Abhängig von der Öffnungsdauer der Bohrung 14 und der Stellung des Drosselgliedes 27 wird die zwischen den beiden Kolben 2 und 3 eingeschlossene Brennstoffmenge vollständig oder nur teilweise eingespritzt. Die nicht eingespritzte Brennstoffmenge wird über die Rückflußbohrung 20 durch den Verbindungskanal 21 wieder in den Brennstoffzufluß 7 zurückgedrückt. Die zwischen der Bemessungsbohrung 9 und dem Speicherkolben 3 bemessene Brennstoffmenge wird bei dieser Ausführung durch keine Stellung des Drosselgliedes 27 beeinflußt, so daß bei niedriger Drehzahl der Pumpe nur ein geringes Absinken der Einspritzmenge besteht, während jedoch bei einer Drehzahlerhöhung die Einspritzmenge besonders in der Teillastregelung eine stark abfallende Kurve aufweist. Diese Regelwirkung ist für Motoren geeignet, die im unteren Drehzahlbereich eine gute Luftfüllung aufweisen, jedoch bei hohen Drehzahlen luftmäßig stark gedrosselt sind.According to the embodiment according to FIG. 3, a rotatable throttle element 27 is built into the spray line 17 and can be adjusted by the control lever 28. The mode of operation of this embodiment is similar to that of FIG. 1 and the same reference numbers are used for the same parts. If, according to the embodiments in Figs. 1 and 2, the fuel control is effected by changing the injection angle, the injection quantity control takes place here by different throttling of the fuel flow through the spray line 17 by increasing or decreasing the flow cross-section. In this type of control, a constant injection angle is provided, which, however, z. B. is kept as small as possible in terms of idle control. The fuel in the working chamber 8 is measured on the upward stroke of the pump piston 2 in the same way as in the designs Fig. 1 and 2 and is then injected when the upper edge of the annular groove 16 opens the bore 14 and the spray line 17. The injection angle is determined exclusively by the diameter of the bore 12 and is not changed in any control position compared to the other exemplary embodiments. Depending on the opening time of the bore 14 and the position of the throttle member 27, the amount of fuel enclosed between the two pistons 2 and 3 is injected completely or only partially. The amount of fuel that has not been injected is pushed back into the fuel inflow 7 via the return bore 20 through the connecting channel 21. The amount of fuel measured between the dimensioning bore 9 and the accumulator piston 3 is not influenced in this embodiment by any position of the throttle element 27, so that at a low speed of the pump there is only a slight decrease in the injection amount, while, however, when the speed is increased, the injection amount especially in the partial load control has a steeply sloping curve. This control effect is suitable for engines that have a good air charge in the lower speed range, but are strongly throttled in terms of air at high speeds.

-Es liegt im Rahmen des Erfindungsgegenstandes, die dargestellten Ausführungsbeispiele gegenseitig bei den verschiedenen Pumpenregelarten auszutauschen oder in anderer Kombination auszuführen. So wäre z. B., ohne daß sich der Charakter des Erfindungsgegenstandes ändert, die Starthilfe 26 und die Drosselung der Bohrung 9 nach Abb. 2 bei den Ausführungen Abb. 1 und 3 zu verwenden. Gleichfalls könnte eine Kombination der veränderbaren Drosselung der Spritzleitung 17 und die Drosselung der Bohrung 14 bei der Ausführung nach Abb. 2 Verwendung finden, ohne daß der Rahmen des Erfindungsgegenstandes verlassen wird.-It is within the scope of the subject matter presented Exchanging exemplary embodiments for the various types of pump control or in another combination. So z. B. without affecting the character of the subject invention changes, the jump start 26 and the throttling of the bore 9 according to Fig. 2 to be used with the versions Fig. 1 and 3. Likewise could a combination of the variable throttling of the spray line 17 and the throttling the hole 14 in the embodiment according to Fig. 2 are used without the frame the subject of the invention is left.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fuel injection pump for internal combustion engines, especially for gasoline injection engines, with spring force accumulator and regulation of the injection quantity by changing the flow from the pump working chamber to the injection line, characterized in that the pump working chamber (8), which in a known manner by a fuel inlet and the pump piston (2) controlling the fuel outlet and a storage piston (3) also guided in the pump cylinder is limited in such a way that the volume enclosed between the pump piston (2) and the storage piston (3) when the fuel inlet is closed corresponds to a fuel charge such as that for full load and for the speed associated with the highest air volume of the engine at full load. 2. Injection pump according to claim 1, characterized in that an annular groove (16) provided on the shaft of the pump piston (2) with an inclined control edge (15) is used to open the flow from the pump working chamber (8) to the injection line (17). 3. Injection pump according to claim 2, characterized in that the end of the flow is controlled by closing the mouth (12) of the outlet channel (13, 14) in the pump working space (8) by the front edge of the piston. 4. Injection pump according to claim 2, characterized in that said inclined control edge (15) also controls the end of injection by closing the flow (14,17) when the pump piston (2) falls. 5. Injection pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fuel flow to the injection line (17) has a throttle point which is preferably adjustable by means of a screw (19). 6. Injection pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the from the front edge of the pump piston (2) controlled fuel inlet in a manner known in impact injection pumps except for the normal inlet opening (7) still consists of a narrow dimensioned bore (9), which when Pressure stroke after completion of the inlet opening (7) is completed by the front edge of the pump piston (2). 7. Injection pump according to claim 1, characterized in that to derive the excess fuel not injected for all other except the load and speed values mentioned in claim 1, a return (20, 21) controlled by the storage piston (3) into the fuel flow (7) is provided. B. Injection pump according to claim 4, characterized in that the excess fuel remains in a known manner in the pump working space and is absorbed during the filling stroke of the piston. 9. Injection pump according to claim 8, characterized in that the throttling effect of the dimensioning bore (9) is adjustable by a throttle member (25). 10. Injection pump according to claim 1, characterized in that to regulate the flow of the opening angle of the pump piston (2) controlled fuel outlet to the injection line (17) is constant, while the cross section through a z. B. by means of a lever (28) adjustable throttle member (27) is variable. 11. Injection pump according to claim 10, characterized in that an annular groove (16) provided on the shaft of the pump piston (2) with a straight control edge is used to open the flow to the injection line and the end of the flow by closing off the mouth (12) of the outlet channel (13 , 14) in the pump working space (8) is controlled by the pump piston (2). 12. Injection pump according to claim 1, characterized in that the connection of the dimensioning bore (9) to the fuel inlet can be closed by a shut-off member (26) for starting aid. Considered publications: German Patent Nos. 237 157, 665 885, 822 453; Swiss patents Nos. 159 494, 166 315, 181 054, 187 027. Older patents considered: German Patent No. 1 000 637.