DE1094047B

DE1094047B - Fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1094047B
Application number: DEC15439A
Authority: DE
Original assignee: CAV Ltd
Current assignee: CAV Ltd
Priority date: 1956-09-07
Filing date: 1957-09-06
Publication date: 1960-12-01

Description

Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen mit einer einstellbaren Drossel zur Regelung der von einer Förderpumpe zur Einspritzpumpe gelieferten Kraftstoffmenge sowie mit einem Verteiler, durch den die von der Einspritzpumpe in aufeinanderfolgenden Arbeitshüben gelieferten Einspritzmengen der Reihe nach auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine verteilt werden, und einer Nockenbahn zur Betätigung der Einspritzpumpe.Fuel injection pump for internal combustion engines The invention relates based on fuel injection pumps for internal combustion engines with an adjustable Throttle for regulating the amount of fuel supplied by a feed pump to the injection pump as well as with a manifold through which the injection pump in successive Injection quantities delivered to the individual cylinders in sequence the internal combustion engine are distributed, and a cam track for actuating the Injection pump.

Ein derartigen Pumpen anhaftender Nachteil besteht darin, daß sich der Einspritzbeginn mit der Menge des von der Förder- zur Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffes verschieben kann, derart, daß eine Verminderung der Kraftstoffmenge eine Verzögerung des Einspritzbeginns bewirkt.A disadvantage associated with such pumps is that the start of injection with the amount of that conveyed by the feed pump to the injection pump Fuel can move, so that a reduction in the amount of fuel causes a delay in the start of injection.

Bei einer weiter bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe dieser Art ist zwecks Vorverlegung des Einspritzbeginns mit steigender Drehzahl die Nockenbahn zur Betätigung der Einspritzpumpe relativ verdrehbar, wobei die Drehlage der Nockenbahn durch einen als hydraulischer Stoßdämpfer wirkenden federbelasteten Stellkolben einstellbar ist.In a further known fuel injection pump of this type the cam track for the purpose of bringing the start of injection forward with increasing speed relatively rotatable for actuating the injection pump, the rotational position of the cam track by a spring-loaded setting piston acting as a hydraulic shock absorber is adjustable.

Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß sich nämlich der Einspritzbeginn nicht nur mit der Veränderung der Drehzahl der Maschine ändert, sondern auf unerwünschte Weise mit der Belastung der Maschine, d. h. mit der :Menge des einzuspritzenden Kraftstoffs, und zwar in einer sich besonders ungünstig auswirkenden Weise, nämlich derart, daß bei einer kleineren Kraftstoffmenge die Nockenbahn weniger weit gedrückt wird als bei einer größeren Kraftstoffmenge und eine Verzögerung des Einspritzbeginns eintritt.However, this has the disadvantage that namely the start of injection not only with the change in the speed of the machine changes, but on undesirable Way with the load on the machine, d. H. with: the amount to be injected Fuel, in a particularly unfavorable manner, namely such that with a smaller amount of fuel, the cam track is pushed less far than with a larger amount of fuel and a delay in the start of injection entry.

Das Hauptanliegen der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffeinspritzpumpe so zu gestalten, daß für den Einspritzbeginn genau definierteZeitpunkteinnerhalb des Arbeitszyklus der Pumpe gewährleistet sind, und zwar unabhängig von der Menge des mit jedem Hub einzuspritzenden Kraftstoffes.The main concern of the invention is to provide a fuel injection pump designed so that precisely defined times for the start of injection the duty cycle of the pump are guaranteed, regardless of the quantity of the fuel to be injected with each stroke.

Weiter bezweckt die Erfindung, die bei der bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe nur unvollkommen gelöste Aufgabe, den Einspritzbeginn mit anwachsender Drehzahl vorzuverlegen, auf einfache Weise zufriedenstellend zu lösen.Another purpose of the invention is that of the known fuel injection pump Task that was only incompletely solved, the start of injection with increasing speed bring forward to solve in a simple and satisfactory manner.

Ausgehend von einer Kraftstoffeinspritzpumpe mit einer einstellbaren Drossel zur Regelung der von einer Förderpumpe zur Einspritzpumpe gelieferten Kraftstoffmenge sowie mit einem Verteiler, durch den die von der Einspritzpumpe in aufeinanderfolgenden Arbeitshüben gelieferten Einspritzmengen der Reihe nach auf die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine verteilt werden, und einer relativ verdrehbaren Nockenbahn zur Betätigung der Einspritzpumpe, wobei die Drehlage der Nockenbahn durch einen als hydraulischer Stoßdämpfer wirkenden federbelasteten Stellkolben einstellbar ist, wird die Hauptaufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nockenbahn zwischen zwei Förderhüben durch die Kraft der Feder entgegen der Drehrichtung der Einspritzpumpe um einen Winkel selbsttätig verdrehbar ist, dessen Größe außer von der Feder- und der Stoßdämpferwirkung von der Drehzahl und von der durch die Füllung bestimmten äußeren Totpunktlage der Einspritzpumpe bestimmt ist.Starting from a fuel injection pump with an adjustable one Throttle for regulating the amount of fuel supplied by a feed pump to the injection pump as well as with a manifold through which the injection pump in successive Injection quantities delivered to the individual cylinders in sequence the internal combustion engine are distributed, and a relatively rotatable cam track for actuating the injection pump, the rotational position of the cam track by a adjustable spring-loaded actuating piston acting as a hydraulic shock absorber is, the main object is achieved according to the invention in that the cam track between two delivery strokes due to the force of the spring against the direction of rotation of the injection pump is automatically rotatable by an angle, the size of which except for the spring and the shock absorber effect is determined by the speed and the filling outer dead center of the injection pump is determined.

Die weiter gestellte Aufgabe wird auf einfache Weise dadurch gelöst, daß der den Stellkolben aufnehmende Zylinder seinerseits in einem zweiten Zylinder axial verschiebbar gelagert und seine Stellung im zweiten Zylinder von der Kraft einer zweiten, in Drehrichtung der Pumpe wirkenden Feder und vom in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl sich ändernden, der Kraft der Feder entgegenwirkenden Kraftstoffzubringerdruck abhängig ist.The further task is solved in a simple way by that the cylinder receiving the actuating piston is in turn in a second cylinder axially displaceable and its position in the second cylinder from the force a second spring acting in the direction of rotation of the pump and depending on from the engine speed changing, counteracting the force of the spring Fuel feed pressure is dependent.

Die Prinzipien der Erfindung sollen nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs, beispiele näher erläutert werden.The principles of the invention will now be given with reference to that in the drawings illustrated embodiment, examples are explained in more detail.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Form einer kombinierten Förder- und Einspritzpumpe der an sich bekannten Art, für die die Erfindung benötigt wird; Fig. 2 gibt einen vom Ende her gesehenen Schnitt einer Einspritzpumpe nach einer Ausführungsform der Erfindung wieder; Fig. 3 und 4 sind der Fig. 2 entsprechende Schnitte durch Pumpen nach anderen Ausführungsformen der Erfindung. Die in Fig. 1 gezeigte Pumpe hat ein Gehäuse a, an dessen einem Ende sich eine Förderpumpe mit einem rotierenden Laufrad b mit Flügeln befindet. Der Kraftstoff wird der Pumpe durch eine Einlaßöffnungc zugeführt. Weitergeleitet wird er durch einen Kanal d, der über ein mit einer Feder f belastetes Überdruckventil e mit dem Einlaß c verbunden sein kann. Durch das Überdruckventil e kann der durch die Pumpe erzeugte Förderdruck begrenzt werden. Am anderen Ende des Gehäuses befindet sich die Einspritzpumpe. Diese besteht aus einem rotierenden zylindrischen Pumpenkörper g mit einer Querbohrung h (Fig. 2), in der zwei Kolben i hin und her beweglich sind, die (vermittels Rollen k an ihrer Außenseite) mit einer den rotierenden Pumpenkörper umgebenden Nockenbahn m zusammenwirken. Die rotierenden Teile der Förder- und der Einspritzpumpe sind durch eine Spindel n miteinander verbunden, in der eine Axialbohrung o und radiale Kanäle p und q angeordnet sind. Die Spindel dient als Verteiler und wird über eine Welle r von der Maschine angetrieben.Fig. 1 shows in longitudinal section a form of combined feed and injection pump of the type known per se, for which the invention is required; Fig. 2 shows a section, seen from the end, of an injection pump according to an embodiment of the invention; 3 and 4 are sections corresponding to FIG. 2 through pumps according to other embodiments of the invention. The pump shown in Fig. 1 has a housing a, at one end of which there is a feed pump with a rotating impeller b with blades. The fuel is supplied to the pump through an inlet port c. It is passed on through a channel d, which can be connected to inlet c via a pressure relief valve e loaded with a spring f. The delivery pressure generated by the pump can be limited by the pressure relief valve e. The injection pump is located at the other end of the housing. This consists of a rotating cylindrical pump body g with a transverse bore h (Fig. 2), in which two pistons i can be moved back and forth, which interact (by means of rollers k on their outside) with a cam track m surrounding the rotating pump body. The rotating parts of the feed pump and the injection pump are connected to one another by a spindle n in which an axial bore o and radial channels p and q are arranged. The spindle serves as a distributor and is driven by the machine via a shaft r.

Der Kraftstoff wird von der Förderpumpe durch den Kanal d in das Gehäuse, dann durch eine von Hand einstellbare Drossel s und einen Kanal t in die radialen Kanäle p der Spindel und schließlich in die Einspritzpumpe gefördert. Während der Einwärtsbewegung der Kolben i der Einspritzpumpe unter der Wirkung der Nockenbahn m wird der Kraftstoff durch die Axialbohrung o und den radialen Kanal q der Spindel getrieben, und zwar reihum zu Öffnungen u, die zu den verschiedenen Zylindern der Maschine führen.The fuel is fed from the feed pump through channel d into the housing, then through a manually adjustable throttle s and a channel t in the radial Channels p of the spindle and finally promoted into the injection pump. During the Inward movement of the pistons i of the injection pump under the action of the cam track m is the fuel through the axial bore o and the radial channel q of the spindle driven, in turn, to openings u that lead to the various cylinders of the Machine.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Nockenbahn m derart im Gehäuse angeordnet, daß sie eine gewisse Drehbeweglichkeit besitzt. Von einer Stelle der Nockenbahn m aus erstreckt sich ein kurzer Arm v in eine Aussparung w eines Stellkolbens x hinein, der in einem beiderseitig geschlossenen Zylinder y beweglich ist, der einen Teil des Pumpengehäuses bildet. An einem Ende des Zylinders befindet sich eine Feder 5, die derart auf den Stehkolben einwirkt, daß dieser die Nockenbahn entgegen der Drehrichtung der Einspritzpumpe verdreht. Die Enden des Zylinders y, die Aussparung w im Stellkolben x und das Innere der Nockenbahn m sind mit Öl geeigneter Viskosität gefüllt, bei dem es sich um den Kraftstoff selbst handeln kann. Das Ende des Stellkolbens x, auf das die Feder 5 drückt, weist eine enge Nut 6 auf, die mit der Aussparung w in Verbindung steht, in die sich der Arm v erstreckt. Ferner ist im Arm v eine Bohrung 7 vorgesehen, durch die das Öl von der Aussparung zur Innenseite der Nockenbahn m und umgekehrt fließen kann. Zwischen der Aussparung w und dem anderen Ende des Zylinders y besitzt der Stehkolben x eine weitere schmale Nut B.In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the cam track m is arranged in the housing in such a way that it has a certain rotational mobility. From one point on the cam track m, a short arm v extends into a recess w of an actuating piston x, which is movable in a cylinder y, which is closed on both sides and which forms part of the pump housing. At one end of the cylinder there is a spring 5 which acts on the plunger in such a way that it rotates the cam track against the direction of rotation of the injection pump. The ends of the cylinder y, the recess w in the actuating piston x and the interior of the cam track m are filled with oil of suitable viscosity, which can be the fuel itself. The end of the actuating piston x, on which the spring 5 presses, has a narrow groove 6 which communicates with the recess w into which the arm v extends. Furthermore, a bore 7 is provided in the arm v through which the oil can flow from the recess to the inside of the cam track m and vice versa. Between the recess w and the other end of the cylinder y, the piston x has a further narrow groove B.

Diese Anordnung bewirkt, daß die Feder 5 die Nockenbahn m nach jedem Förderhub der Einspritzpumpe um einen Winkel zurückschwenkt, der von der Stoßdämpferwirkung des mit dem Stellkolben zusammenarbeitenden Öls gesteuert wird. Sobald die Rollen k der Pumpenkolben i gegen die Nocken der Nockenbahn m anlaufen, erteilen sie dieser eine der Wirkung der Feder 5 entgegengesetzte Bewegung, deren Maß ebenfalls durch die Stoßdämpferwirkung bestimmt ist. Solange die Rollen k mit den Nocken der Nockenbahn zusammenarbeiten, erfolgt der Einspritzvorgang, während die Nockenbahn m zwischen aufeinanderfolgenden Förderhüben durch die Feder 5 zurückgeschwenkt wird. Wird der Kraftstoff der Einspritzpumpe in geringer Menge zugeführt, so treten die Pumpenkolben i mit ihren Rollen k nicht so weit nach außen, und die Nockenbahn wird vor dem Anlaufen der Rollen durch die Feder um einen größeren Winkel geschwenkt, als wenn der Kraftstoff in großer Menge zugeführt wird und die Rollen an tieferen Punkten gegen die Nocken der Nockenbahn yn anlaufen. Durch geeignetes Aufeinanderabstimmen der Federkraft und der Stoßdämpferwirkung des Stellkolbens x kann erreicht werden, daß der Einspritzbeginn im wesentlichen konstant bleibt und unabhängig ist von der Menge des der Einspritzpumpe zugeführten Kraftstoffes.This arrangement causes the spring 5 to pivot the cam track m back after each delivery stroke of the injection pump by an angle which is controlled by the shock absorber action of the oil cooperating with the actuating piston. As soon as the rollers k of the pump pistons i run against the cams of the cam track m, they impart a movement opposite to the action of the spring 5, the extent of which is also determined by the shock absorber action. As long as the rollers k work together with the cams of the cam track, the injection process takes place, while the cam track m is pivoted back by the spring 5 between successive delivery strokes. If the fuel is supplied to the injection pump in small quantities, the pump pistons i with their rollers k do not move so far outwards, and the cam track is pivoted by the spring through a greater angle before the rollers start than when the fuel is in large quantities is fed and the rollers run against the cams of the cam track yn at lower points. By suitably coordinating the spring force and the shock absorber action of the actuating piston x, it can be achieved that the start of injection remains essentially constant and is independent of the amount of fuel supplied to the injection pump.

Um es zu ermöglichen, den Einspritzbeginn mit der Drehzahl der Maschine zu variieren, ist der Stellkolben x nach Fig. 3 in einem Zylinder 9 enthalten, der im Zylinder y gleiten kann. Der Zylinder y wird an einem Ende durch einen Kanal 10 von der Förderpumpe her mit Kraftstoff versorgt. Der Kanal 10 ist mit dem Kanal d der Fig. 1 verbunden. Dieses Ende des Zylinders y steht mit dem benachbarten Teil des Zylinders 9 durch eine Drosselbohrung 11 in Verbindung. Im anderen Endteil des Zylinders y befindet sich eine Feder 12, die auf den verschiebbar angeordneten Zylinder 9 drückt. Dieser Teil des Zylinders y steht mit dem Inneren der Nockenbahn über einen Kanal 13, die oben beschriebene Aussparung w im Stellkolben x und die Bohrung 7 im Arm v in Verbindung. Das die Feder 5 enthaltende Ende des verschiebbar angeordneten Zylinders 9 steht mit dem anderen Ende über einen im Stellkolben x vorgesehenen, mit einer Drosselstelle versehenen Kanal 14 in Verbindung.In order to make it possible to vary the start of injection with the speed of the engine, the actuating piston x according to FIG. 3 is contained in a cylinder 9 which can slide in the cylinder y. The cylinder y is supplied with fuel at one end through a duct 10 from the feed pump. The channel 10 is connected to the channel d of FIG. 1. This end of the cylinder y communicates with the adjacent part of the cylinder 9 through a throttle bore 11. In the other end part of the cylinder y there is a spring 12 which presses on the displaceably arranged cylinder 9. This part of the cylinder y communicates with the interior of the cam track via a channel 13, the above-described recess w in the actuating piston x and the bore 7 in the arm v . The end of the displaceably arranged cylinder 9 containing the spring 5 is connected to the other end via a channel 14 provided in the actuating piston x and provided with a throttle point.

Bei gegebener Belastung oder Drehzahl der Maschine wirkt der im Zylinder 9 enthaltene Stellkolben x so auf die Nockenbahn m ein, wie es an Hand der Fig.2 beschrieben wurde. Ändert sich jedoch der Kraftstoffzubringerdruck der Förderpumpe mit der Drehzahl der Maschine, so bewegt sich der verschiebbar angeordnete Zylinder 9 entsprechend der Änderung des der Feder 12 entgegenwirkenden Kraftstoffzubringerdruckes. Mit steigender Drehzahl wird somit durch die Erhöhung des Kraftftoffzubringerdrukkes der Zylinder 9 im Sinne eines früheren Einspritzbeginns verschoben.With a given load or speed of the machine, the actuating piston x contained in the cylinder 9 acts on the cam track m, as has been described with reference to FIG. However, if the fuel feed pressure of the feed pump changes with the speed of the engine, the displaceably arranged cylinder 9 moves in accordance with the change in the fuel feed pressure counteracting the spring 12. As the speed increases, the cylinder 9 is shifted in the sense of an earlier start of injection due to the increase in the fuel supply pressure.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform gleicht im wesentlichen derjenigen nach Fig. 3, unterscheidet sich jedoch dadurch von ihr, daß die Drosselbohrung 11 im Zylinder 9 fortgelassen ist und daß an beiden Enden dieses Zylinders Nuten 14 und 15 vorgesehen sind, durch die die Druckflüssigkeit zu der den Arm y aufnehmenden Aussparung w und umgekehrt fließen kann. Auch das Ende des die Feder 12 enthaltenden Zylinders y steht mit dem angrenzenden Ende des Zylinders 9 in Verbindung, und zwar durch die Öffnung 16.The embodiment shown in Fig. 4 is essentially the same that of Fig. 3, but differs from it in that the throttle bore 11 is omitted in cylinder 9 and that grooves at both ends of this cylinder 14 and 15 are provided through which the pressure fluid to the arm y receiving Recess w and vice versa can flow. Also the end of the spring 12 containing Cylinder y is connected to the adjacent end of cylinder 9, namely through opening 16.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Fuel injection pump for internal combustion engines with an adjustable throttle to regulate the amount of fuel supplied by a feed pump to the injection pump and with a distributor through which the injection quantities supplied by the injection pump in successive working strokes are distributed to the individual cylinders of the internal combustion engine in sequence, and a relatively rotatable cam track for actuating the injection pump, the rotational position of the cam track being adjustable by a spring-loaded adjusting piston acting as a hydraulic shock absorber, characterized in that the cam track (m) between two delivery strokes by the force of the spring (5) against the direction of rotation of the injection pump (g) is automatically rotatable through an angle, the size of which is determined not only by the spring and shock absorber effect, but also by the speed and the external dead center of the injection pump determined by the filling.

2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that the cylinder (9) receiving the actuating piston (x) in turn mounted axially displaceably in a second cylinder (y) and his Position in the second cylinder from the force of a second, in the direction of rotation of the pump (g) acting spring (12) and of which depending on the engine speed changing, the force of the spring (12) counteracting fuel feed pressure dependent is. References considered: U.S. Patent No. 2,660,992.