DE1185861B

DE1185861B - Fuel injection pump

Info

Publication number: DE1185861B
Application number: DES64779A
Authority: DE
Inventors: Alexander Hossack
Original assignee: Simmonds Aerocessories Inc
Current assignee: Simmonds Aerocessories Inc
Priority date: 1958-09-30
Filing date: 1959-09-05
Publication date: 1965-01-21

Description

Brennstoffeinspritzpumpe Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzpumpe für Verbrennungskraftmaschinen mit mechanisch gesteuertem Fördereinlaß und mit einem durch einen nicht elastischen Antrieb kontinuierlich verschiebbaren Kolben.Fuel injection pump The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines with mechanically controlled delivery inlet and with a continuously displaceable piston by a non-elastic drive.

Derartige Brennstoffeinspritzpumpen werden bekanntlich durch die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine und beispielsweise auch durch dein Druck im Ansaugstutzen und durch die Temperatur im Ansaugstutzen gesteuert. Es hat sich nun gezeigt, daß derartige Brennstoffeinspritzpumpen einen soenannten nachteiligen Drehzahleffekt aufweisen.Such fuel injection pumps are known to be determined by the speed the internal combustion engine and, for example, also through your pressure in the intake manifold and controlled by the temperature in the intake manifold. It has now been shown that Such fuel injection pumps have a so-called disadvantageous speed effect exhibit.

Dieser nachteilige Drehzahleffekt besteht darin, daß bei bestimmten Drehzahlen der Verbrennungskraftmaschine bei steigender Maschinendrehzahl die Brennstofflieferung nicht weiter zunahm, sondern abfiel und erst bei einer gewissen, höher liegenden Drehzahl wieder zu steigen begann. Wegen dieses Drehzahleffektes ist der Pumpenwirkungsgrad für Maschinen, die in diesen Drehzahlbereichen arbeiten, nicht zufriedenstellend.This disadvantageous speed effect is that with certain Speeds of the internal combustion engine with increasing engine speed the fuel delivery did not increase any further, but fell and only with a certain, higher level Speed began to increase again. Because of this speed effect, the pump efficiency is unsatisfactory for machines that work in these speed ranges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben.The invention is based on the object of eliminating this deficiency.

Erfindungsgemäß ist die Steuerung des Förderauslasses derart ausolebildet, daß die Pumpenkammer während eines bestimmten Abschnittes des Förderhubes jeweils an dessen Beginn und Ende von dem Auslaßkanal cetrennt ist. überraschend hat sich gezeigt, daß es dadurch möglich ist, den sogenannten Drehzahleffekt auszuschalten.According to the invention, the control of the delivery outlet is designed in such a way that that the pump chamber each during a certain section of the delivery stroke at the beginning and end of which is separated from the outlet channel. surprising has shown that it is possible to turn off the so-called speed effect.

Zweckmäßigerweise kann die Steuerung des Förderauslasses mittels einer von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Absperreinrichtung erfolgen. Die Absperreinrichtung kann ein der Pumpenkammer vorgelagerter Schieber sein.The control of the delivery outlet can expediently by means of a take place by the internal combustion engine driven shut-off device. the The shut-off device can be a slide valve upstream of the pump chamber.

Es kann vorteilhaft sein, daß mehrere Pumpenkammern. in an sich bekannter Weise im Kreis mit parallelen Achsen angeordnet sind und daß die Pumpenkolben durch eine schwenkbare Taumelscheibe betätigt werden und daß die mechanische Auslaßsteuerung in gleichfalls bekannter Weise durch einen den Auslaßmündungen der Pumpenzylinder vorgelagerten Drehschieber erfolgt.It can be advantageous to have several pump chambers. in itself known Way are arranged in a circle with parallel axes and that the pump piston by a swiveling swash plate can be operated and that the mechanical exhaust control in a likewise known manner by one of the outlet openings of the pump cylinders upstream rotary valve takes place.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung zeigt die Zeichnung. Darin ist Fig. 1 eine Seitenansicht im Querschnitt, die eine Brennstoffeinspritzpumpe zeigt, F i g. 2 eine vergrößerte Querschnittansicht der in F i g. 1 gezeigten Pumpe längs der Linie 2-2, F i g. 3 ein schematisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen einem Verteilerschieberausgang und den Auslässen einer Pumpenkammer der in F ig. 1 dargestellten Pumpe gerade vor und am Ende einer Einspritzung wiedergibt; F i g. 4 ist ein schematisches Diagramm, das den Zyklus einer jeden Kammer der in F i g. 1 dargestellten Pumpe wiedergibt; F i g. 5 ist eine graphische Darstellung, die den »Drehzahleffekt« darstellt, und F i g. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Veränderungen in dem durch eine einzelne Pumpenkammer erzeugten Druck und die durch den intermittierenden Fluß in das System eingeführte Druckwelle wiedergibt.An example embodiment of the invention is shown in the drawing. 1 is a cross-sectional side view showing a fuel injection pump, FIG . FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the FIG. 1 along the line 2-2, FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between a distributor slide outlet and the outlets of a pump chamber of the circuit shown in FIG. 1 shows the pump shown just before and at the end of an injection; F i g. FIG. 4 is a schematic diagram showing the cycle of each chamber of the FIG. 1 reproduces the pump shown; F i g. 5 is a graph depicting the "speed effect" and FIG. Figure 6 is a graph showing the changes in pressure generated by a single pump chamber and the pressure wave introduced into the system by the intermittent flow.

Die in F i g. 1 gezeigte Brennstoffeinspritzpumpe 1 ist mit einem Gehäuse 2, einer ersten und zweiten Arbeitskammer 3, 4 und einer Druckdosenkammer 5 versehen. Eine Hauptantriebswelle 6 geht durch eine jede der Kammern 3, 4 und betätigt die verschiedenen Elemente der Brennstoffeinspritzpumpe 1. In die Kammer wird durch eine Ölversorgungsverbindung 7 Öl unter hohem Druck eingepreßt. Das Öl in der Kammer 3 geht durch den Hohlteil 8 der Welle 6 und wird der Kammer 4 mittels eines Ventils 9 zugeführt. Die Öffnung zwischen dem Ventil 9 und dem oberen Ende 10 der Welle 6 wird durch das Verbindungsglied 11 gesteuert, welches wiederum durch eine Druckdosenanordnung 12 in der Kammer 5 betätigt wird.The in F i g. The fuel injection pump 1 shown in FIG. 1 is provided with a housing 2, a first and a second working chamber 3, 4 and a pressurized can chamber 5 . A main drive shaft 6 passes through each of the chambers 3, 4 and actuates the various elements of the fuel injection pump 1. Oil is injected into the chamber through an oil supply connection 7 under high pressure. The oil in the chamber 3 passes through the hollow part 8 of the shaft 6 and is fed to the chamber 4 by means of a valve 9. The opening between the valve 9 and the upper end 10 of the shaft 6 is controlled by the connecting member 11 , which in turn is actuated by a pressure cell arrangement 12 in the chamber 5.

Die Druckdosenanordnung 12 steht das Ventil 9 in einer solchen Weise ein, daß es die Veränderungen der Temperatur und des Luftdrucks im Ansaug-7 stutzen ausgleicht. Eine Ladedruckverbindung 13 führt in das Innere der Kammer 5 und erzeugt dadurch rund um die Druckdosenanordnung 12 Luftdruck. Das Innere der Druckdosenanordnung 12 steht direkt mit einer Kapillarröhre 14 in Verbinduna, die wiederum mit einem Temperaturfühler C 15 verbunden ist, welcher die Lufttemperatur im Ansaugrohr der Maschine abfühlt. Dadurch wird die Druckdosenanordnung 12 um so viel zusammen--ezogen. oder ausgedehnt, wie einem Gleichgewicht C Z, zwischen den Wirkungen des Drucks und der Temperatur im Ansaugrohr entspricht.The pressure can arrangement 12 is the valve 9 in such a way that it compensates for the changes in temperature and air pressure in the suction port 7. A boost pressure connection 13 leads into the interior of the chamber 5 and thereby generates air pressure around the pressure cell arrangement 12. The interior of the pressure can arrangement 12 is directly connected to a capillary tube 14, which in turn is connected to a temperature sensor C 15 , which senses the air temperature in the suction pipe of the machine. As a result, the pressure can assembly 12 is contracted that much. or expanded, such as equilibrium CZ, between the effects of pressure and temperature in the intake manifold.

Da das Verbindungsglied 11 an einem Ende starr an der Druckdosenanordnung 12 und am anderen Ende an dem Ventil 9 angebracht ist, steuert die Zusammenziehung und Ausdehnung der Druckdosenanordnung 12 die öffnung zwischen den zwei Gliedern und also den ölfluß von der Kammer 3 zur Kammer 4.Since the connecting member 11 is rigidly attached to the pressure cell arrangement 12 at one end and to the valve 9 at the other end, the contraction and expansion of the pressure cell arrangement 12 controls the opening between the two members and thus the oil flow from the chamber 3 to the chamber 4.

Eine ölabflußverbindung 16 drosselt den ölabfluß aus der Kammer 4 und hält dadurch einen statischen Druck in der Kammer 4 aufrecht, der geringer als der öldruck in der Kammer 3 ist und sich abhängig von der Öffnung zwischen dem Ventil 9 und dem oberen Ende 10 der Welle 6 verändert.An oil discharge connection 16 throttles the oil discharge from the chamber 4 and thereby maintains a static pressure in the chamber 4 which is lower than the oil pressure in the chamber 3 and which is dependent on the opening between the valve 9 and the upper end 10 of the shaft 6 changes.

Eine schiefe Welle 17, die auf der Welle 6 gleitbar gelagert ist, bildet das untere Ende der Kammer 4. Die schiefe Welle 17 hat einen gegabelten Endteil 18, der durch den Flügelteil 19 der Welle 6 angetrieben wird. Die schiefe Welle 17 kann sich in senkrechter Richtung unter dem Einfluß des öldrucks in der Kammer 3, des öldrucks in der Kammer 4 und der Kraft der Abstimmfedem 20 frei bewegen, die in Richtung einer Öffnung des Ventils 9 wirken und damit ein Gleichgewicht der gesamten auf die schiefe Welle 17 einwirkenden Kraft herstellen. So wird die vertikale Lage der schiefen Welle 17 durch die Stellung der Druckdosenanordnung 12 bestimmt, welche wiederum, wie oben erwähnt, durch den Ladedruck und die Ladetemperatur gesteuert wird.An inclined shaft 17, which is slidably supported on the shaft 6 , forms the lower end of the chamber 4. The inclined shaft 17 has a forked end part 18 which is driven by the wing part 19 of the shaft 6 . The oblique shaft 17 can move freely in the vertical direction under the influence of the oil pressure in the chamber 3, the oil pressure in the chamber 4 and the force of the tuning springs 20, which act in the direction of an opening of the valve 9 and thus a balance of the whole produce the oblique shaft 17 acting force. The vertical position of the inclined shaft 17 is determined by the position of the pressure cell arrangement 12, which in turn, as mentioned above, is controlled by the charging pressure and the charging temperature.

Auf dem schiefen Teil 21 der schiefen Welle 17 ist ein Ring 22 gleitbar gelagert. Eine Taumelscheibe 23 ist rund auf dem Ring 22 um dessen Umfang gleitbar gelagert. Die Taumelscheibe 23 wird als das Mittel zur Erzeugung einer Hin- und Herbewegung der Kolbenelemente 24 in den Pumpenkammern 25 verwendet. Die Gesamtverschiebung während der Hin-und Herbewegung der Kolben 24 wird durch das Winkelverhältnis zwischen der Längsachse der Taumelscheibe 23 und der Welle 6 bestimmt. Wenn die schiefe Welle 17 durch einen Druckanstieg in der Kammer 3 aufwärts getrieben wird, nimmt der Winkel zwischen der Längsachse der Welle 6 und der Längsachse der Taumelscheibe 23 ab, und es ergibt sich eine entsprechende Abnahme in der Gesamtverschiebung der Kolben 24 in den Kammern 25. A ring 22 is slidably mounted on the inclined part 21 of the inclined shaft 17. A swash plate 23 is mounted around the ring 22 so as to be slidable around its circumference. The swash plate 23 is used as the means for making the piston members 24 reciprocate in the pump chambers 25. The total displacement during the reciprocating movement of the pistons 24 is determined by the angular relationship between the longitudinal axis of the swash plate 23 and the shaft 6 . When the oblique shaft 17 is driven upward by an increase in pressure in the chamber 3 , the angle between the longitudinal axis of the shaft 6 and the longitudinal axis of the swash plate 23 decreases, and there is a corresponding decrease in the total displacement of the pistons 24 in the chambers 25 .

Die schiefe Welle 17 wird mit der gleichen Drehzahl wie die Welle 6 gedreht, welche mit der Maschinenwelle gekuppelt ist. Die Welle 6 hat einen exzentrischen Teil 26, der einen Verteilerschieber 27 antreibt. Der Verteilerschieber 27 hat eine Anzahl von durchgehenden Auslaßschlitzen 28, welche in einer zeitlichen Folge mit der Lage der Ausmündungen 29 der Pumpenkammern 25 zur Übereinstimmung gebracht werden. Die Drehung des Verteilerschiebers 27 erfolgt derart, daß eine Öffnung zwischen der Ausmündung 29 eines verbundenen Pumpenkammerpaares 25 und einem der Auslaßkanäle 30 geschaffen wird, welche in dem Abschlußdeckel 31 der Pumpe 1 angeordnet sind. Der Brennstoff wird den Pumpenkammern 25 durch einen Brennstoffeinlaß 32 zugeführt, und während der exzentrischen Bewegung des Verteilerschiebers 27 wird er in eine ringförmige Kammer 33, die mit den Pumpenkammern 25 in Verbindung steht, eingelassen. Die Dichtung 34 verhindert den Eintritt des öls in die Kammer 33. The inclined shaft 17 is rotated at the same speed as the shaft 6 which is coupled to the machine shaft. The shaft 6 has an eccentric part 26 which drives a distributor slide 27. The distributor slide 27 has a number of through outlet slots 28 which are brought into correspondence with the position of the outlets 29 of the pump chambers 25 in a chronological sequence. The distributor slide 27 is rotated in such a way that an opening is created between the opening 29 of a connected pair of pump chambers 25 and one of the outlet channels 30 which are arranged in the cover 31 of the pump 1 . The fuel is supplied to the pump chambers 25 through a fuel inlet 32 and, during the eccentric movement of the distributor slide 27 , it is admitted into an annular chamber 33 which communicates with the pump chambers 25. The seal 34 prevents the oil from entering the chamber 33.

Die an die Auslaßkanäle 30 angeschlossenen Auslaßleitungen 35 führen den Brennstoff zu Düsen (nicht gezeig , die im Luft-Einlaßkanal eines jeden gt) Zylinders der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Die Anzahl der Pumpenkammern 25 kann beliebig .crewählt werden. Zweckmäßig ist es, aus je einem Pumpenkammerpaar 25, zwei Zylinder zu beliefern. Bei dieser Anordnung ist es nötig, eine hinreichende Anzahl von Auslaßschlitzen 28 in dem Verteilerschieber 27 vorzusehen und dessen Drehung durch ein Zahnradgetriebe zeitlich so einzurichten, daß die Abführung des Brennstoffs aus den Pumpenkammern 25 in die Auslaßkanäle 30 in der zeitlichen Folge vorgesehen wird, welche mit der Zündreihenfolge der durch eine jede Auslaßleitung 35 versorgten Zylinder übereinstimmt.The outlet lines 35 connected to the outlet ducts 30 lead the fuel to nozzles (not shown , which are arranged in the air inlet duct of each gt) cylinder of the internal combustion engine. The number of pump chambers 25 can be selected as desired. It is useful to supply two cylinders from one pair of pump chambers 25 each. With this arrangement, it is necessary to provide a sufficient number of outlet slots 28 in the distributor slide 27 and to set up its rotation by means of a gear transmission in such a way that the discharge of the fuel from the pump chambers 25 into the outlet ducts 30 is provided in the chronological sequence which the firing order of the cylinders supplied by each exhaust line 35 coincides.

Die Pumpe 1 ist für eine solche Arbeitsweise ausaelegt, daß bei einer vollen Umdrehung der Welle 6 - im jeder Kolben 24 einen vollen Durchlauf der Pumpenkammer 25 vollendet.The pump 1 is designed for such a mode of operation that with one full revolution of the shaft 6 - in each piston 24 a full passage of the pump chamber 25 is completed.

Wie man aus den F i g. 2 und 3 ersehen kann, sind die Auslaßschlitze 28 im Verteilerschieber 27 und die Einstellung der Umdrehung des Verteilerschiebers 27 in seinem exzentrischen Verlauf so ausgelegt, daß ein Schlitz unter einem jeden der Pumpenkammerpaare 25 während der Dauer der Ab- wärtsbewegung des zugeordneten Kolbens 24 angeordnet ist. Während der Abwärtsbewegung eines Kolbens 24 führt die Pumpenwelle 6 eine halbe Um -drehung aus. Wie in F i g. 3 angegeben, war die Beziehung zwischen dem Auslaßschlitz 28 und der Ausmündung 29 so, daß die Einspritzung bei 0' in F i g. 4 begann und bei 180' endete. Die Stellung des Auslaßschlitzes 28 ist am Beginn und am Ende der Einspritzperiode durch die gestrichelten Linien in F i g. 3 angegeben.As one can see from FIGS. 2 and 3 , the outlet slots 28 in the distributor slide 27 and the setting of the rotation of the distributor slide 27 in its eccentric course are designed so that a slot is arranged under each of the pump chamber pairs 25 during the downward movement of the associated piston 24 . During the downward movement of a piston 24, the pump shaft 6 executes half a revolution. As in Fig. 3 , the relationship between the outlet port 28 and the orifice 29 was such that the injection at 0 ' in FIG. 4 started and ended at 180 ' . The position of the outlet slot 28 is indicated at the beginning and at the end of the injection period by the dashed lines in FIG. 3 specified.

Es wurde festgestellt, daß die oben beschriebene Pumpe bei niedrigen Betriebsdrehzahlen sehr zufriedenstellend arbeitete und eine Brennstoffladung, die in Übereinstimmung mit den besonderen Maschinenerfordernissen genau abgemessen war, an jeden der Zylinder lieferte. So würde für eine gegebene Ladelufttemperatur und einen gegebenen Ladedruck die Brennstoffladung in linearer Ab- hängigkeit von der Umdrehungszahl der Welle 6 stehen.It was found that the above-described pump performed very well at low operating speeds and delivered a charge of fuel precisely measured in accordance with the particular engine requirements to each of the cylinders. Thus, the fuel charge would be in linear dependence on the rotational speed of the shaft 6 for a given charge air temperature and a given boost pressure.

Die Linie A in F i g. 5 zeigt die lineare Abhängig -keit zwischen der Maschinendrehzahl und der Brennstofflieferung unter idealen Bedingungen bei einem bestimmten Ladedruck und einer bestimmten Ladetemperatur. In der Praxis wurde jedoch gefunden, daß bei bestimmten Drehzahlen die Brennstofflieferung bei steigender Maschinendrehzahl nicht weiter zunahm, sondern beim Punkt B eine Spitze erreicht wurde, wie durch die Linie C dargestellt, bei welcher die Brennstofflieferung über den dargestellten Bereich abfiel und dann wieder zu steigen begann. Wegen dieses Effektes ist der Pumpenwirkungsgrad nicht völlig zufriedenstellend für Maschinen, die in diesen Drehzahlbereichen arbeiten. So wurde eine Variable, die nicht durch Änderungen der verschiedenen Elemente der Pumpe 1 ausgeglichen werden konnte, beobachtet, die im folgenden als »Drehzahleffekt« bezeichnet wird.Line A in FIG. 5 shows the linear dependency between the engine speed and the fuel delivery under ideal conditions at a certain boost pressure and a certain boost temperature. In practice, however, it was found that at certain speeds the fuel delivery did not increase any further with increasing engine speed, but a peak was reached at point B, as shown by line C , at which the fuel delivery fell above the range shown and then rose again started. Because of this effect, the pump efficiency is not completely satisfactory for machines that work in these speed ranges. Thus, a variable which could not be compensated for by changes in the various elements of the pump 1 , which is referred to below as the "speed effect", was observed.

Das Ergebnis des »Drehzahleffektes« ist eine Änderung der Ausgangskennlinie in höheren Maschinendrehzahlbereichen. Es wurde experimentell beobachtet, daß beim Punkt B auf der Linie C, bei welchem der »Drehzahleffekt« vorherrschend wurde, das Winkelverhältnis zwischen der Taumelscheibe 23 und der Welle 6 verändert wurde. Es wurden viele Versuche unternommen, um die Ursache der Änderung der Lage der Taumelscheibe 23 an diesem besonderen Punkt mit dem sich ergebenden Abfall in der Gesamtausgangsleistung der Pumpe 1 zu bestimmen.The result of the "speed effect" is a change in the output characteristic in higher machine speed ranges. It was experimentally observed that at point B on the line C, at which the "speed effect" became predominant, the angular relationship between the swash plate 23 and the shaft 6 was changed. Many attempts have been made to determine the cause of the change in the position of the swash plate 23 at this particular point with the resulting drop in the total output of the pump 1 .

Die Untersuchungen zeigten, daß bei bestimmten Punkten durch die Auslaßteile oder Elemente des Brennstoffeinspritzsystems Resonanzeffekte hervorgerufen wurden.The examinations showed that at certain points through the outlet parts or elements of the fuel injection system caused resonance effects.

Es wurde festgestellt, daß Versuche, die Betriebstoleranzen innerhalb der Pumpenelemente auf das minimal wirtschaftlich Annehmbare zu verringern, die Ergebnisse der Ausgangsleistung der Pumpe 1 nicht greifbar verbesserten. Es wurde ferner festgestellt, daß eine Druckdifferenz in den Kammern 3 und 4 bei der Drehzahl, bei welcher der Punkt B auf der Linie C auftrat, vorherrschte und daß die Differenz der Drücke immer in der gleichen Richtung auftrat. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Änderungen dieser Drücke die Folgen des »Drehzahleffektes« und nicht die Ursache der Abnahme in der Ausgangsleistung der Pumpe waren.It has been found that attempts to reduce the operating tolerances within the pump elements to the minimum economically acceptable did not tangibly improve the results of the output of the pump 1. It was also found that there was a pressure difference in chambers 3 and 4 at the speed at which point B appeared on line C and that the difference in pressures always occurred in the same direction. It was found, however, that the changes in these pressures were the result of the "speed effect" and not the cause of the decrease in the output of the pump.

Andere Versuche, verschiedene Elemente der Pumpe 1 zu ändern, waren ebenso unzureichend für die Ausschaltung des »Drehzahleffektes«. Erst als die Abmessung der Ausmündung 29 verringert wurde, ergab sich bei höheren Maschinendrehzahlen eine wesentliche Zunahme des Wirkungsgrades. Experimente ergaben, daß eine optimale Abmessung der Ausmündung29 eine Zunahme des Wirkungsgrades ergeben würde, die hinreichend war, eine Pumpe, die vor der Änderung in der Abmessung der Ausmündung 29 nicht zufriedenstellend war, für den Betrieb brauchbar zu machen. Es gibt verschiedene Erklärungen für diese Verbesserung. Im folgenden ist eine der möglichen Erklärungen dargelegt: Wie man in F i g. 6 sehen kann, besteht ein konstanter Druck innerhalb der Brennstoffeinlaßseite der Pumpe, der mit dem durch die übliche Brennstoffzubringerpumpe erzeugten Druck übereinstimmt, welche den Brennstoff zur Brennstoffeinspritzpumpe fördert. Dieser Druck kann irgendeine geeignete Höhe haben, ist aber, wie in F i g. 6 dargestellt, annähernd 1,4 kg7cm2. So wirkt immer eine konstante Kraft gegen das untere Ende des Kolbens 24; sie ist gleich dem Druck von 1,4 kg/cm- innerhalb des Einlaßsystems und der Kraft der Kolbenfedern 36. Other attempts to change various elements of the pump 1 were also inadequate for eliminating the "speed effect". Only when the size of the outlet 29 was reduced did a substantial increase in the efficiency result at higher engine speeds. Experiments have shown that an optimal size of the orifice 29 would give an increase in efficiency sufficient to render a pump unsatisfactory prior to the change in the size of the orifice 29 usable for operation. There are several explanations for this improvement. One of the possible explanations is set out below: How one can see in FIG. 6 , there is a constant pressure within the fuel inlet side of the pump which corresponds to the pressure generated by the conventional fuel feeder pump which delivers the fuel to the fuel injection pump. This pressure can be of any suitable level, but as shown in FIG. 6 shown, approximately 1.4 kg7cm2. So there is always a constant force acting against the lower end of the piston 24; it is equal to the pressure of 1.4 kg / cm- within the intake system and the force of the piston springs 36.

Die Linie D in F i g. 6 stellt die sinusförmige Kennlinie des durch einen Kolben 24 während seiner Abwärtsbewegung in seiner Kammer 25 erzeugten Druckes dar. Der theoretisch erzeugte Spitzendruck muß größer sein als der öffnungsdruck der Düsen, der mit 8,4 kg/ciü- angegeben ist. Am Anfang und am Ende einer jeden Kompressionsphase entspricht die durch die Abwärtsbewegung des Kolbens erzeugte Kraft dem Druck in der Auslaßseite der Pumpe und der Kraft der Federn 36. Wie man aus der Linie D sehen kann, ist der Druck für eine wesentliche Zeitdauer innerhalb der Kammer von sehr niedriger Größenanordnung und entspricht ungefähr dem Einlaßdruck des Brennstoffs.The line D in FIG. 6 shows the sinusoidal characteristic curve of the pressure generated by a piston 24 during its downward movement in its chamber 25. The theoretically generated peak pressure must be greater than the opening pressure of the nozzles, which is given as 8.4 kg / ciü-. At the beginning and at the end of each compression phase, the force generated by the downward movement of the piston corresponds to the pressure in the outlet side of the pump and the force of the springs 36. As can be seen from line D , the pressure is within the chamber for a substantial period of time very small in size and approximately equal to the inlet pressure of the fuel.

Es wurde die Theorie aufgestellt, daß sich Resonanzbedingungen einstellen, bei welchen die durch die Druckwellen auf der Auslaßseite der Pumpe erzeugten Kräfte die gegen den Kolben ausgeübten Kräfte, insbesondere am Ende der Einspritzung, verändern. Wegen des Druckgleichgewichtssystems innerhalb der Pumpe wurde gefunden, daß diese Kräfte die Änderung im Winkelverhältnis zwischen der Taumelscheibe 23 und der Welle 6, wie oben bemerkt, bewirken. Die Änderung war so, daß die Verschiebung eines jeden Kolbens 24 und also die gesamte Ausgangsmenge der Pumpe 1 verändert wird.It has been theorized that resonance conditions arise in which the forces generated by the pressure waves on the outlet side of the pump change the forces exerted against the piston, particularly at the end of the injection. Because of the pressure equilibrium system within the pump, it has been found that these forces cause the change in the angular relationship between the swash plate 23 and the shaft 6 as noted above. The change was such that the displacement of each piston 24 and thus the total output of the pump 1 is changed.

Es war zwar nicht möglich, die entgegenwirkenden Kräfte, die durch die in den Auslaßelementen erzeugten resonanten Druckwellen induziert wurden, exakt zu messen, es wurde aber gefunden, daß diese entgegenwirkenden Kräfte durch die Linien E und F, wie in F i g. 6 angegeben, dargestellt werden können. So überwiegt bei niedrigen Maschinendrehzahlen z. B. dann, wenn eine Resonanzbedingung besteht und sich eine Druckwelle von der durch die Linie E angegebenen Art einstellt, die induzierte entgegenwirkende Gesamtkraft die des Einlaßdruckes nicht und hat deshalb keine Wirkung auf die Arbeitsweise der Pumpe.While it has not been possible to accurately measure the counteracting forces induced by the resonant pressure waves generated in the outlet elements, it has been found that these counteracting forces are represented by lines E and F as shown in FIG. 6 specified, can be represented. At low machine speeds z. B. when there is a resonance condition and a pressure wave of the type indicated by line E occurs, the induced counteracting total force does not that of the inlet pressure and therefore has no effect on the operation of the pump.

Bei größeren Drehzahlen können jedoch die entgegenwirkenden Kräfte eine Amplitude und Dauer. wie durch die Linie F dargestellt, annehmen. Wenn die Periode der entgegenwirkenden Kraft so in Phase liegt, daß die Spitze der Kraft zu einer Zeit auftritt, bei der der durch die Abwärtsbewegung des Kolbens erzeugte Druck geringer als die Summe des induzierten Drucks und des Drucks auf der Einlaßseite der Pumpe ist, ergibt sich eine Änderung im Winkelverhältnis der Taumelscheibe 23. Wegen der Resonanz wird zunächst ein Abfall auf einen bestimmten Punkt bewirkt, wie an der Linie C in F i g. 5 zu sehen ist. Die Förderinenge nimmt von diesem Punkt in einem weitgehend linearen Verhältnis mit der Zunahme der Maschinendrehzahl zu. Das kann durch die Annahme gedeutet werden, daß, während sich die Resonanzbedingungen bei höheren Maschinendrehzahlen einstellen, die Ausgangsleitungen selbst einen bestimmten Energiebetrag absorbieren und seine Rückführung an die Pumpenkolben verhindern. Wegen dieser Überlegungen mußte die Pumpe unter Berücksichtigung aller möglichen Erklärungen für den »Drehzahleffekt« abgeändert werden.At higher speeds, however, the opposing forces can have an amplitude and duration. as shown by the line F. If the period of the opposing force is so in phase that the peak of the force occurs at a time when the pressure created by the downward movement of the piston is less than the sum of the induced pressure and the pressure on the inlet side of the pump, it results a change in the angular ratio of the swash plate 23. Because of the resonance, a drop is first caused to a certain point, as shown on the line C in FIG. 5 can be seen. From this point, the amount of conveyance increases in a largely linear relationship with the increase in engine speed. This can be interpreted by the assumption that, while the resonance conditions are established at higher engine speeds, the output lines themselves absorb a certain amount of energy and prevent it from being fed back to the pump pistons. Because of these considerations, the pump had to be modified, taking into account all possible explanations for the "speed effect".

So besteht das Problem darin, den Kolben 24 von der Auslaßseite der Pumpe am Ende der Einspritzung und von den entgegenwirkenden Kräften, die durch den Resonanzzustand der Druckwellen in den Auslaßelementen induziert sind, zu trennen.So the problem is the piston 24 from the outlet side of the Pump at the end of the injection and from the opposing forces that go through the resonance state of the pressure waves induced in the outlet elements.

Es wurde festgestellt, daß eine Lösung des Problems durch Änderung des Zeitverhältnisses für den Einspritzzyklus der Pumpe erzielt werden konnte, so daß ein Durchgang zwischen der Ausmündung 29 und den Auslaßkanälen 30 über eine wesentlich kürzere Zeitdauer offen war, als es in dem vorhergehenden Zustand gewesen war. Vor der Dimensionierungsänderung hatte die Ausmündung 29 einen Durchmesser von 5,16 mm die, wie als gestrichelte Linie 29 in F i g. 3 angegeben, einen Einspritzzyklus über eine halbe Umdrehung der Welle 6 ergibt, wie in F i g. 4 angegeben ist. Um die Zeit, während der der Durchgang zwischen den Auslaßkanälen und den Pumpenkammern offen ist, zu verringern, wurde der Durchmesser der Auslaßöffnung 29 auf 3,17 mm verringert, und es hat sich herausgestellt, daß dies das notwendige Maß über-,ehritt. Weitere Experimente bewiesen, daß ein Durchmesser von 4,11 mm das optimale Ausmündungsmaß für den besonderen Typ der getesteten Pumpe war. Die Tests, die gemacht wurden, wenn alle anderen Bauteile der Pumpe die gleichen blieben und wenn nur die Durchmesser der Ausmündung 29 von 5,16 auf 4,11 mm verändert wurden, ergaben eine weitgehende Verbesserung im Wirkungsgrad. Ein Vergleich der Linie G in F i g. 5 mit der Linie C zeigt die durch die Änderung erzielte Verbesserung.It was found that a solution to the problem could be achieved by changing the time ratio for the injection cycle of the pump so that a passage between the orifice 29 and the outlet channels 30 was open for a substantially shorter period of time than it had been in the previous condition . Before the change in dimension, the opening 29 had a diameter of 5.16 mm which, as shown by the dashed line 29 in FIG. 3 , results in an injection cycle over half a revolution of the shaft 6 , as in FIG. 4 is indicated. In order to reduce the time during which the passage between the outlet channels and the pump chambers is open, the diameter of the outlet opening 29 has been reduced to 3.17 mm, and this has been found to be in excess of what is necessary. Further experimentation demonstrated that a 4.11 mm diameter was the optimal orifice dimension for the particular type of pump tested. The tests that were made with all the other components of the pump remaining the same and with only changing the diameter of the orifice 29 from 5.16 to 4.11 mm showed a substantial improvement in efficiency. A comparison of line G in FIG. 5 with line C shows the improvement achieved by the change.

Die Änderung des Durchmesser der Ausmündung 29 bewirkt eine Verzögerung des Anfangs des Einspritzzyklus um 10,91 (F i g. 4). Da sonst nichts an der Pumpe 1 geändert wurde, findet der Brennstoff nun am Anfang und Ende der Abwärtsbewegung des Kolbens 24 keinen Durchgang. In Übereinstimmung mit der Kurve D nach F i g. 6 bildet sich ein Druck aus, und erst wenn die Drehung der Welle 10,90 entspricht, kann sich eine Strömung zwischen der Pumpenkammer 25 und den Auslaßkanälen 30 einstellen. Wie man in F i g. 3 und 4 sehen kann, ergibt die Verringerung des Durchmessers der Ausmündung 29 darüber hinaus, daß der Einspritzzyklus bei 169,11 der Drehung oder 10,9' vor der Zeit, in der der Kolben 24 das untere Ende seines Hubes erreicht hat, beendet wird. So ist es am Anfang und am Ende des Kolbenhubes für eine Zeitdauer, währendder sich die Welle jeweils um einen Winkel von 10.,91 dreht, unmöglich, daß Brennstoff aus der Pumpenkammer austritt und umgekehrt die der Auslaßseite der Pumpe vorhandenen Kräfte auf die Druckverhältnisse innerhalb der Pumpenkammer einwirken.The change in the diameter of the orifice 29 causes the start of the injection cycle to be delayed by 10.91 ( FIG. 4). Since nothing else has been changed on the pump 1 , the fuel now finds no passage at the beginning and at the end of the downward movement of the piston 24. In accordance with the curve D of FIG. 6, a pressure is formed, and only when the rotation of the shaft corresponds to 10,90, a flow between the pump chamber 25 and the outlet channels 30 can be established. As shown in FIG. 3 and 4, the reduction in the diameter of the orifice 29 also results in the injection cycle being terminated at 169.11 of rotation or 10.9 ' before the time the piston 24 has reached the bottom of its stroke . Thus, at the beginning and at the end of the piston stroke, for a period of time during which the shaft rotates through an angle of 10, 91, it is impossible for fuel to escape from the pump chamber and, conversely, the forces present on the outlet side of the pump on the pressure conditions within the pump chamber act.

F i g. 6 zeigt, daß die Änderung der Einspritzperiode bewirkt, daß die durch die Linie D dargestellte Sinuswelle an einem bestimmten Punkt, der der 10,90-Änderung in der Dauer des Einspritzzyklus entspricht, abgeschnitten wird. Das ergibt natürlich einen geringen Verlust an abgegebener Brennstoffmenge. Der Verlust liegt jedoch etwa in der Größenordnung von 2% Verringerung im Brennstoffvolumen pro Einspritzung. Die erzielte sehr beträchtliche Beseitigung des »Drehzahleffekts« macht die geringen Verluste in der Pumpenausgangsleistung wett.F i g. Figure 6 shows that the change in the injection period causes the sine wave represented by line D to be clipped at a certain point corresponding to the 10.90 change in the duration of the injection cycle. This of course results in a small loss of the amount of fuel dispensed. However, the loss is on the order of a 2% reduction in fuel volume per injection. The very substantial elimination of the "speed effect" achieved makes up for the small loss in pump output.

Die Änderung des Durchmessers der Ausmündung 29 bewirkt also, daß eine leichte Verschiebung am Beginn und Ende des Einspritzzyklus hervor-a gerufen wird. Die sich ergebende Verringerung beläuft sich, wie in Fig. 4 erläutert, in der Periode der Einspritzung von 180' auf 158,21 der Wellendrehung und auf eine 12,1prozentige Verringerung in der Zeitdauer der Einspritzung.Thus, the change in the diameter of the orifice 29 causes a slight shift at the beginning and end of the injection cycle a hervor- is called. The resulting reduction, as illustrated in FIG. 4, amounts to 158.21 of the shaft rotation in the period of injection from 180 ' and to a 12.1 percent reduction in the duration of the injection.

Die vorstehenden Zahlenwerte wurden mit Bezug auf einen besonderen Pumpentyp angegeben, es ist aber offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf die hier erläuterte und beschriebene Pumpe beschränkt ist. Die wichtigen Merkmale sind, daß es eine Ab- trennung der Pumpenzylinder von der Auslaßseite der Pumpe geben muß, um die Möglichkeit zu verhindern, daß entgegenwirkende Kräfte während einer Zeitdauer, die ausreichen würde, um den Betrieb der Pumpe zu beeinflussen, die durch die Abwärtsbewegung der Kolben erzeugten Drücke übersteigen. Man erkennt jedoch, daß die Verschiebung im Öffnen und Schließen des Durchgangs von der Kammer 25 zum Auslaßkanal 30 nicht so groß sein darf, daß ein Druckaufbau in der Kammer ermöglicht wird, der hinreicht, Schäden an der Pumpe hervorzurufen (abhängig von der Auslegung der betreffenden Pumpe).The above numerical values have been given with reference to a particular type of pump, but it is obvious that the invention is not restricted to the pump explained and described here. The important features are that it is a waste separation of the pump cylinder from the outlet of the pump enter must, in order to prevent the possibility of opposing forces during a period of time would be sufficient to affect the operation of the pump by the downward movement the piston generated pressures exceed. It can be seen, however, that the displacement in the opening and closing of the passage from the chamber 25 to the outlet channel 30 must not be so great that a pressure build-up in the chamber is enabled which is sufficient to cause damage to the pump (depending on the design of the pump in question Pump).

Claims

Claims: 1. Fuel injection pump for internal combustion engines with mechanically controlled delivery outlet and with a piston continuously displaceable by a non-elastic drive, characterized in that the control of the delivery outlet is designed such that the pump chamber (25) during a certain section of the delivery stroke in each case Beginning and end of the outlet channel (30, 35) is separated.

2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that the control of the delivery outlet takes place by means of a shut-off device driven by the internal combustion engine. 3. Fuel injection pump according to claim 2, characterized in that the shut-off device is a slide valve upstream of the pump chamber (25). 4. Fuel injection pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a known manner a plurality of pump chambers (25) are arranged in a circle with parallel axes and the stroke of the pump piston is changed by a swiveling swash plate (23) and that the mechanical The delivery outlet is controlled in a likewise known manner by a rotary slide valve (27) arranged in front of the outlet openings (29) of the pump cylinders (25). Documents considered: German Patent No. 237 157; USA. Patent Nos. 2,329,912, 2 611,318th