DE1931039A1 - Fuel injection pump for internal combustion engines - Google Patents
Fuel injection pump for internal combustion enginesInfo
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Description
R. 94-71 30.4.1969 Su/WaR. 94-71 April 30, 1969 Su / Wa
Anlage zur Patent-und GebrauchsmusterhilfsanmeldungAnnex to the patent and utility model registration
ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, BreitseheidstrasseROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart W, Breitseheidstrasse
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen mit mindestens einem hin- und hergehenden Pumpenkolben und einem eine Drosselstelle enthaltenden Entlastungskanal des Pumpenarbeitsraums.The invention relates to a fuel injection pump for internal combustion engines with at least one reciprocating pump piston and a relief channel containing a throttle point of the pump working area.
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Bei Dieselmotoren tritt im unteren Drehzahlbereich besonders im Leerlauf und bei niederer Teillast das Verbrennungsgeräusch stark hervor. Ursache hierfür ist neben thermischen Einflüssen die verhältnismäßig kurze Einspritzdauer entsprechend der geringen einzuspritzenden Kraft stoff menge in diesen Betriebsbereichen. Durch Verlängern der Spritzdauer beispielsweise durch Verlängern der effektiven Förderdauer pro Förderhub der Einspritzpumpe kann das Verbrennungsgeräusch wesentlich herabgesetzt werden.In the case of diesel engines, the combustion noise occurs in the lower speed range, especially when idling and at low partial loads strong. In addition to thermal influences, the reason for this is the relatively short injection duration the small amount of fuel to be injected in these operating areas. By increasing the duration of the spraying for example, by extending the effective funding period The combustion noise can be significantly reduced per delivery stroke of the injection pump.
Eine derartige Verlängerung der Spritzdauer wird durch die sogenannten Vor einspritzverfahr en erreicht, bei denen zuerst eine kleine Menge und danach die Hauptmenge eingespritzt wird. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzpumpe eingangs beschriebener Art (siehe französische Patentschrift 1 495 537) für ein solches Verfahren führt der Entlastungskanal in einen Hydraulikspeicher, dessen Druckcharakteristik zur Modifizierung des Einspritzverlaufs änderbar ist. Eine derartige Einrichtung ist jedoch aufwendig und im hohen Teillast-* und Vollastbereich von nachteiligem Einfluß auf die Einspritzung, da selbst bei einem Blockieren des Speicherkolbens in diesem Drehzahlbereich die durch die Konstruktion bedingte Vergrößerung des schädlichen Raums des Pumpenarbeitsraums nachteilig für den Einspritzverlauf ist. Such an extension of the injection duration is achieved by the so-called pre-injection processes, in which first a small amount and then the main amount is injected. In a known fuel injection pump described at the beginning Type (see French patent specification 1 495 537) for such a process, the relief channel leads into a hydraulic accumulator, the pressure characteristic of which is to be modified of the injection process can be changed. Such a facility However, it is complex and in the high part load * and full load range of detrimental influence on the injection, since even with a blocking of the accumulator piston in this speed range, the enlargement of the damaging caused by the construction Space of the pump working space is disadvantageous for the course of injection.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzpumpe der eingangs beschriebenen Art zu entwickeln, bei der mit einfachsten Mitteln eine Verlängerung der Spritzdauer im Leerlauf- bzw. niedrigen Teillastbereich erreicht wird.The invention is based on the object of a fuel injection pump To develop the type described above, with the simplest means to extend the duration of the spray is reached in the idle or low partial load range.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Entlastungskanal oberhalb der Leerlaufdrehzahl durch ein Ventil geschlossen ist, wobei vorteilhafter V/eise das Ventil gemeinsam mit dem Fördermengenverstellorgan der Einspritzpumpe betätigt wird.This object is achieved according to the invention in that the relief channel is closed by a valve above the idling speed, the valve being advantageous is actuated together with the delivery rate adjustment of the injection pump.
Das Ventil kann jedoch auch elektromagnetisch, durch einen mit zunehmender Drehzahl steigenden hydraulischen Druck oder durch sonstige geeignete Mittel betätigt werden. Die Förderdauer bei dieser erfindungsgemaßen Ausführung wird dadurch verlängert, daß der Pumpenarbeitsraum über eine kalibrierte Drossel mit einem Raum niedrigeren Drucks in Verbindung steht, so daß das Fördervolumen der Einspritzpumpe in zwei-Teilströme aufgeteilt wird, von denen der eine Teilstrom der Einspritzung dient. Vorteilhafterweise ist deshalb der Querschnitt der Drosselstelle änderbar. Oberhalb des Lee.rlaufdrehzahlbereichs also im Teillastbereich wird der drucklos abströmende Teilstrom durch Schließen des Ventils gesperrt, so daß bei Kraftstoffeinspritzpumpen mit einer der Fördermengenverstellung dienenden Regeldrosselstelle vorteilhafterweise diese Regeldrosselstelle sowie das Ventil an einem gemeinsamen Stellorgan angeordnet sind. Hierbei ist der Regeldrosselquerschnitt durch Verdrehen und durch Verschieben des Stellorgans ander- ' bar, und der Entlastungskanal durch Verdrehen des Stellorgans schließbar.However, the valve can also be operated electromagnetically, by a hydraulic pressure or hydraulic pressure that increases with increasing speed operated by other suitable means. The delivery time in this embodiment according to the invention is thereby extended that the pump working space over a calibrated Throttle communicates with a space of lower pressure, so that the delivery volume of the injection pump in two partial flows is divided, of which a partial flow is used for injection. The cross section is therefore advantageously the Throttle point changeable. Above the idle speed range, i.e. in the partial load range, the partial flow flowing off without pressure becomes locked by closing the valve, so that with fuel injection pumps with a regulating throttle point serving to adjust the delivery rate, this regulating throttle point is advantageously used and the valve are arranged on a common actuator. Here is the control throttle cross-section by turning and moving the actuator to other ' bar, and the relief channel can be closed by turning the actuator.
Um den Einspritzvorgang in diesem Drehzahlbereich besser dem Motor anpassen zu.können, kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung im Entlastungskanal eine zweite einstellbare Drosselstelle bzw. ein Rückschlagventil mit veränderbarer Öffnungskraft angeordnet sein. To better the injection process in this speed range Motor can be adapted to, according to an embodiment of the According to the invention, a second adjustable throttle point or a check valve with a variable opening force can be arranged in the relief channel.
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Ein Ausf-ührungsbei spiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: .A Ausf-ührungsbei game of the invention is in the drawing shown in simplified form and is described in more detail below. Show it: .
Fig. 1 einen Axialschnitt durch die Einspritzpumpe, Fig. 2 · eine Ansicht des Stellorgans aus Fig. 1, jedoch1 shows an axial section through the injection pump, FIG. 2 shows a view of the actuator from FIG. 1, however
um 90° verdreht,
Fig. 3 ein Diagramm mit den Drosselquerschnitten F über dem Verdrehwinkel α des Stellorgans. .rotated by 90 °,
3 shows a diagram with the throttle cross-sections F over the angle of rotation α of the actuator. .
Ein Kolben 1 einer Kraftstoffeinspritzpumpe arbeitet in einem Zylinder 2 und begrenzt mit diesem einen Pumpenarbeitsraum Der als Verteiler ausgebildete Kolben 1 versorgt nacheinander die Zylinder eines Mehrzylindermotors. Dieser Kolben wird durch nicht dargestellte Mittel in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt und erfährt gleichzeitig eine Drehbewegung um seine Achse, wie es durch Pfeile in Fig. 1 angedeutet ist. Bei jedem Saughub des Kolbens 1 erfolgt die Versorgung des' Pumpenarbeitsraums 3 aus einem Saugraum 4- über eine. Steuerbohrung 5 und dann über eine der Längsnuten 6, eine Ringnut 7, eine Axialbohrung 8, die durch eine Querbohrung 9 mit der Ringnut 7 verbunden ist und in den Pumpenarbeitsraum 3 mündet.A piston 1 of a fuel injection pump works in a cylinder 2 and with it delimits a pump working space The piston 1 designed as a distributor supplies the cylinders of a multi-cylinder engine one after the other. This piston will set in a reciprocating motion by means not shown and at the same time experiences a rotary motion about its axis, as indicated by arrows in FIG. With each suction stroke of piston 1, the ' Pump working chamber 3 from a suction chamber 4- via a. Control hole 5 and then one of the longitudinal grooves 6, an annular groove 7, an axial bore 8 through a transverse bore 9 with the annular groove 7 is connected and opens into the pump working chamber 3.
Der Kolben 1 fördert über eine Verteilerlängsnut 10 und einen der Förderkanäle 11, die jeweils ein Rückschlagventil 12 enthalten und die von dem Zylinder 2 abzweigen und mit nicht dargestellten Druckleitungen verbunden sind, die zu den einzelnen Einspritzventilen am Motor führen. Die Verteilerlängsnut 10, die Ringnut 7 sowie die Längsnuten 6 befinden sich in der Mantelfläche des Kolbens 1. Die Verteilerlängsnut 10 mündet in den Pumpenarbeitsraum 3» endet also an der Stirnfläche desThe piston 1 promotes a distributor longitudinal groove 10 and a of the conveying channels 11, each of which contains a check valve 12 and which branch off from the cylinder 2 and are connected to pressure lines, not shown, which lead to the individual Guide the injection valves on the engine. The distributor longitudinal groove 10, the annular groove 7 and the longitudinal grooves 6 are located in the The lateral surface of the piston 1. The longitudinal distributor groove 10 opens into the pump working chamber 3 », that is to say, ends at the end face of the
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Kolbens 1. Die Längsnuten 6, von denen nur zwei dargestellt sind, und die Förderkanale 11, von denenmr einer dargestellt ist, sind gleichmäßig auf dem Umfang des Kolbens 1 bzw. des Zylinders 2 verteilt, und ihre Anzahl ist gleich der Anzahl der Zylinder des Motors, der von der Pumpe versorgt wird.Piston 1. The longitudinal grooves 6, only two of which are shown, and the conveying channels 11, one of which is shown are, are evenly distributed on the circumference of the piston 1 and the cylinder 2, and their number is equal to the number the cylinder of the motor that is fed by the pump.
Die Mengenregelung der Pumpe erfolgt mit Hilfe eines Regelgliedes 14, das nun Regelschieber genannt wird. Dieser Regelschieber 14 ist zwischen einen in den Pumpenarbeitsraum 3 mündenden Entlastungskanalabschnitt 15a und einen in den Saugraum 4 mündenden Entlastungskanalabschnitt 15b geschaltet und steuert deren Verbindung. Ist diese Verbindung hergestellt, so ist die Förderung des Kraftstoffs zu den Einspritzventilen unterbrochen.The quantity of the pump is regulated with the aid of a regulating element 14, which is now called a regulating slide. This control slide 14 is between a relief channel section 15a opening into the pump working chamber 3 and one into the suction chamber 4 opening relief channel section 15b switched and controls their connection. Once this connection has been established, the fuel is delivered to the injection valves interrupted.
Zur Steuerung dieser Verbindung durch den Regelschieber münden die Kanäle 15a und 15b in den Zylinder 16, in welchem der Regelschieber 14 arbeitet. Dieser hat eine Ringnut 17, die stets mit dem Entlastungskanalabschnitt 15a in Verbindung steht, in Ruhelage des Regelschiebers, wie in Fig. 1 dargestellt, aber von dem Entlastungskanalabschnitt 15b getrennt ist.To control this connection by the control slide, the channels 15a and 15b open into the cylinder 16 in which the control slide 14 operates. This has an annular groove 17, which is always connected to the relief channel section 15a, in the rest position of the control slide, as shown in Fig. 1, but is separated from the relief channel section 15b.
Ein im Durchmesser größerer Abschnitt des Kolbens 1 bildet den· Kolben 18 einer Hilfspumpe. Dieser Kolben 18 arbeitet in einem Zylinder 19. Die von dem Kolben 18 verdrängte Flüssigkeit verschiebt den Regelschieber 14 im Sinne seines Hingangs. An der Stirnseite des Kolbens 18 enden Längsnuten 2O1 die sich in der Mantelfläche des Kolbens 18 befinden und die gleiche Anzahl haben wie die Längsnuten 6. über eine Steuerbohrung 21 und diese Längsnuten 20 gelangt während des Saughubs der Hilfspumpe Kraftstoff aus dem Saugraum 4 in den Arbeitsraum dieser Hilfspumpe 18,19. Der Kolben 18 verdrängt während seines A section of the piston 1 with a larger diameter forms the piston 18 of an auxiliary pump. This piston 18 works in a cylinder 19. The liquid displaced by the piston 18 moves the control slide 14 in the direction of its slope. At the end of the piston 18, longitudinal grooves 2O 1 which are located in the lateral surface of the piston 18 and have the same number as the longitudinal grooves 6 Working space of this auxiliary pump 18, 19. The piston 18 displaces during his
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Förderhubs Kraftstoff im wesentlichen über einen. Kanal 22 in den Zylinder 16 vor den Regelschieber 14.Delivery stroke of fuel essentially over one. Channel 22 in the cylinder 16 in front of the control slide 14.
Wenn der Regelschieber 14 durch diesen Kraftstoff aus seiner Ruhelage geschoben wird, verbindet er kurz vor Ende seines möglichen Weges die Entlastungskanalabschnitte 15a und 15b. Die Ruhelage des Regel Schiebers wird durch einen Flansch 25 bestimmt, der sich dabei am Pumpengehäuse abstützt. Bei seinem Rückgang verdrängt der Regelschieber, durch eine Rückstellfeder 24 angetrieben, mindestens einen Teil der Flüssigkeit, die seinen Hingang bewirkt hat, über einen Kanal 25 zurück in den Zylinder 19 der Hilfspumpe, da der Kanal 22 durch ein Rückschlagventil 26 geschlossen ist.When the control slide 14 by this fuel from its Is pushed the rest position, it connects the relief duct sections 15a and 15b shortly before the end of its possible path. The rest position of the control slide is determined by a flange 25 which is supported on the pump housing. At his The control slide displaces the decrease by means of a return spring 24 driven, at least part of the liquid that has caused its discharge, back via a channel 25 in the cylinder 19 of the auxiliary pump, since the channel 22 through a Check valve 26 is closed.
Der Kanal 25 ist durch eine zylindrische Bohrung 27 unterbrochen, in der ein Stellorgan 28 drehbar und axial verschiebbar angeordnet ist. In der Mantelfläche dieses Stellorgans 28 befindet sich eine Steuernut 29 mit einer schrägen Steuerkante 36, die beim Drehen des Stellorgans 28 einen mehr oder weniger großen Durchströmquerschnitt der Mündung 30 des Kanals 25 in die Bohrung 27 freigibt. Der andere Abschnitt des Kanals 25 mündet frei in die Steuernut 29· Je nach dem Querschnitt dieser Drosselstelle 30 wird der Rückgang des Regelschiebers 14 mehr oder weniger gebremst.The channel 25 is interrupted by a cylindrical bore 27, in which an actuator 28 is rotatably and axially displaceably arranged. In the lateral surface of this actuator 28 is located a control groove 29 with an inclined control edge 36, a more or less large flow cross section of the mouth 30 of the channel 25 when the actuator 28 is rotated releases into the bore 27. The other section of the channel 25 opens freely into the control groove 29 · Depending on the cross section this throttle point 30, the decline of the control slide 14 is more or less braked.
Oberhalb einer durch den Regeldrosselquerschnitt 30 bestimmten Drehzahl beginnt der Förderhub der Hilfspumpe, bevor der Regelschieber 14 in seine Ausgangslage zurücklaufen konnte. Infolge des dabei auftretenden sogenannten flüssigen Anschlage für den Regelschieber 14 beginnt dieser seinen Hingang in einer anderen Ausgangslage, wodurch die Entlastungskanalabschnitte 15a und 15b im Laufe des Verdrängungshubs zu einem früheren ·■ Zeitpunkt miteinander verbunden werden. Hierdurch wird eine Verringerung der Einspritzmenge erreicht und infolgedessen auch die Drehzahl des von der Einspritzpumpe Versorgten Motors·Above a speed determined by the control throttle cross section 30, the delivery stroke of the auxiliary pump begins before the control slide 14 could return to its starting position. As a result of the thereby occurring so-called liquid limit stops for the control slide valve 14 this his decease in a different starting position begins, whereby the discharge channel portions 15a and 15b in the course of the displacement stroke at an earlier time · ■ are connected together. This results in a reduction in the injection quantity and, as a result, the speed of the motor supplied by the injection pump.
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Eine Absteuerbohrung 31 verbindet den Zylinder 16 des Regelschiebers 14· mit dem Saugraum 4- und ist durch den Regelschieber 14- während des normalen Arbeitens geschlossen. Diese Absteuerbohrung 31 bestimmt als Sicherheitsbohrung die äußerste Lage, die der Regelschieber 14- beim Hingang erreichen kann, wenn bereits durch Öffnen des Entlastungskanals 15a»15b keine Einspritzung mehr stattfindet.A control bore 31 connects the cylinder 16 of the control slide 14 · with the suction chamber 4- and is through the control slide 14- closed during normal work. This spill hole 31 determines the outermost position as a safety hole that the control slide 14- can reach when entering, if already by opening the relief channel 15a »15b no more injection takes place.
Vom Pumpenarbeitsraum führt ein zweiter Entlastungskanal. 34· zum Saugraum 4. Dieser Kanal 34 ist ebenfalls durch die zylindrische Bohrung 2? unterbrochen und wird durch das Stellorgan 28 gesteuert. Hierfür ist am Stellorgan 28 eine Längsnut 35 vorgesehen, deren in Schieberachse verlaufende Begrenzungskante 38 je nach Wickellage des Drossel Schiebers einen mehr oder weniger großen Durchströmquerschnitt 37 des Kanals 34- freigibt (Fig. 2). Wird das Stellorgan 28 verdreht, so wird durch die zur Schieberachse parallel verlaufende Begrenzungskante 38 der Nut 35 der Entlastungskanal 34 gesperrt. Die Steuerkante 38 ist der schrägen Steuerkante 36 der Nut des Drosselschiebers 28 so zugeordnet, daß bei Überschreiten des niederen Teillastdrehzahlbereiches der Entlastungskanal 34- gerade geschlossen wird. Durch axiales Verschieben des Stellorgans 28, was mittels einer nicht dargestellten Einstellschraube erfolgen kann, wird diese Zuordnung voreingestellt. In Fig. 2 ist eine zweite Stellung des Stellorgans 28 gestrichelt dargestellt.A second relief channel leads from the pump work area. 34 · to the suction chamber 4. This channel 34 is also through the cylindrical bore 2? interrupted and is controlled by the actuator 28. For this purpose, the actuator 28 is a Longitudinal groove 35 is provided, which extends in the slide axis Boundary edge 38 depending on the winding position of the throttle slide a more or less large flow cross-section 37 of the channel 34- releases (FIG. 2). If the actuator 28 is rotated, Thus, the relief channel 34 is blocked by the delimiting edge 38 of the groove 35 running parallel to the slide axis. The control edge 38 is the inclined control edge 36 of the groove of the throttle slide 28 assigned so that when the lower part-load speed range is exceeded, the relief channel 34- is being closed. By axially moving the actuator 28, which is done by means of an adjusting screw, not shown this assignment is preset. In Fig. 2, a second position of the actuator 28 is dashed shown.
Um den durch den Entlastungskanal 34- abströmenden Kraftstoff besser an die Motorgegebenheiten anpassen zu können, ist in dem Entlastungskanal 34 eine zweite Drosselstelle 39 ange-About the fuel flowing out through the relief channel 34- To be able to adapt better to the engine conditions, a second throttle point 39 is located in the relief duct 34.
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ordnet, deren Querschnitt mittels einer Stellschraube 40 änderbar ist. Hierzu dient auch ein im Entlastungskanal 34 angeordnetes Rückschlagventil, dessen Schließkraft über ein Organ 42 änderbar ist.arranges, the cross section of which by means of an adjusting screw 40 is changeable. A in the relief channel 34 is also used for this purpose arranged check valve, the closing force of which can be changed via an element 42.
In dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ist der freie Querschnitt F (Ordinate) der Regeldrossel 30 und der Entlastungskanaldrossel 37 über dem Drehwinkel α (Abszisse) des Stellorgans 28 dargestellt. Die im Diagramm gezeigte Kennlinie 30' und 30" entspricht der Regeldrossel 30, die Kennlinie 37' entspricht der Drossel 37· Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, wird beim Verdrehen des Stellorgans 28 der Querschnitt der Regeldrossel 30 aufgesteuert und der des Entlastungskanals 37 abgesperrt, was bei dem Drehwinkel α erreicht ist. Die Kennlinien 30' und 30" zeigen zwei unterschiedliche axiale Stellungen des Stellorgans 28. Sobald das Stellorgan 28 über den Winkel α 1 hinaus weiter verdreht wird, arbeitet der Motor oberhalb des niederen Teillastbereiches, in dem der Entlastungskanal 34 gesperrt ist.In the diagram shown in FIG. 3, the free cross section F (ordinate) is the control throttle 30 and the relief duct throttle 37 shown over the angle of rotation α (abscissa) of the actuator 28. The characteristic shown in the diagram 30 'and 30 "corresponds to the regulating throttle 30, the characteristic curve 37' corresponds to the throttle 37 · As can be seen from the diagram is, when the actuator 28 is rotated, the cross section of the control throttle 30 and that of the relief channel is opened 37 locked, which is reached at the angle of rotation α. The characteristic curves 30 'and 30 "show two different ones axial positions of the actuator 28. As soon as the actuator 28 is rotated further beyond the angle α 1, it works the engine above the lower partial load range in which the relief duct 34 is blocked.
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