DE2133312A1 - Injection pump for diesel engines - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzpumpe für Dieselmotoren, mit über eine Nockenwelle betätigten. Pumpkolben, die Treibstoff über Druckventile , Hochdruckleitungen und Einspritzdüsen in die Verbrennungsräume liefern, wobei die Treibstoffmenge durch Verdrehen der PumpkolbenrSpiralnut gegenüber einem Ablaufschlitz mittels einer Reglerstange veränderbar ist und die Druckventile einen Bund zur Verdrängung eines Entlastungsvolumens aufweisen.The invention relates to an injection pump for diesel engines, with operated via a camshaft. Pump pistons that deliver fuel into the combustion chambers via pressure valves, high pressure lines and injection nozzles deliver, whereby the amount of fuel can be changed by turning the PumpkolbenrSpiralnut against an outlet slot by means of a regulator rod and the pressure valves have a collar for displacing a relief volume.
Um bei einem Dieselmotor mit einer solchen bekannten Einspritzpumpe die Rauchentwicklung zu verringern, ist es bereits bekannt, den Einspritzzeitpunkt der Einspritzpumpe bezogen auf die Kurbelwelle bei niedrigen Drehzahlen zurückzuverlegen. Diese Zurückverlegung des Einspritzzeitpunktes wird bei herkömmlichen Einspritzpumpen über einen Fliedkr aft regler erzielt, der in der Kupplungseinrichtung, die die Nockenwelle der Einspritzpumpe mit der Kurbelwelle des Motors verbindet, in Abhängigkeit von der Drehzahl eine Winkelabweichung einstellt.To in a diesel engine with such a known injection pump the To reduce smoke development, it is already known to adjust the injection time of the injection pump in relation to the crankshaft at low speeds relocate. This relocation of the injection timing is achieved in conventional injection pumps via a fluid force regulator in the clutch device that controls the camshaft of the injection pump connects to the crankshaft of the engine, depending on the speed, an angular deviation is set.
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Eine typische Kupplungseinrichtung diser Art stellt z. B. eine Winkelabweichung
von 8 t
verringert wird.A typical coupling device of this type is e.g. B. an angular deviation of 8 t
is decreased.
weichung von 8 bei 800 u/min her, die linear bis auf 0 bei etwa 2000 u/mindeviation from 8 at 800 rpm, which is linear down to 0 at around 2000 rpm
Diese über einen Fliehkraftregler gesteuerte Kupplungseinrichtung stellt jedoch einen teuren Zusatz zu einemDieselmotor dar.This clutch device controlled by a centrifugal governor provides however, is an expensive addition to a diesel engine.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die erwünschte Verringerung der Rauchentwicklung eines Dieselmotors bei niedrigen Drehzahlen ohne diesen teuren Zusatz zu erzielen.The object of the invention is therefore to achieve the desired reduction in Smoke from a diesel engine at low speeds without achieving this expensive addition.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem das Verhältnis des Entlastungsvolumens der Druckventile zum Pumpkolben volumen bei Vollast zwischen 1 und 1, 5 beträgt und das Pumpkolben volumen bei niedrigen Drehzahlen über die Reglerstange erhöht wird.According to the invention, this object is achieved by the ratio of the Relief volume of the pressure valves to the pump piston volume at full load is between 1 and 1, 5 and the pump piston volume at low speeds is increased via the control rod.
Die Reglerstange der Einspritzpumpe wird hierbei über eine mit dem Gaspedal verbundene Feder gegen und über einen Fliehkraftregler weg von einem Anschlag für ein maximales Pumpkolbenvolumen gedrückt und der Anschlag ist über eine Feder in einer Stellung für ein geringeres maximales Pumpkolbenvolumen für höhere Drehzahlen gehalten und die Vorspannung der Feder ist so bemessen, dass der Anschlag nur bei niedrigen Drehzahlen entgegen der Kraft der Feder in eine Stellung für ein höheres maximales Pumpkolbenvolumen für niedrigere Drehzahlen bewegbar ist.The control rod of the injection pump is here via a with the accelerator pedal connected spring against and over a centrifugal governor away from a stop is pressed for a maximum pump piston volume and the stop is in a position for a lower maximum via a spring Pump piston volume is kept for higher speeds and the preload of the spring is dimensioned so that the stop only occurs at low speeds can be moved against the force of the spring into a position for a higher maximum pump piston volume for lower speeds.
Durch die erfindungsgemässe Erhöhung des Verhältnisses des Entlastungsvolumens der Druckventile zum Pumpkolben volumen von 0, 6 bei herkömmlichen Dieselmotoren auf 1 bis 1, 5 wird eine Zu rück Verlegung des Einspritzzeitpunktes in der gewünschten Grosse erzielt. Diese durch die BemessungThe inventive increase in the ratio of the relief volume of the pressure valves to the pump piston volume of 0.6 in conventional Diesel engines on 1 to 1, 5 will move the injection timing back achieved in the desired size. This through the dimensioning
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des Entlastungsvolumens erzielte Zurückveriegung des Einspritzzeitpunktes tritt hierbei nur bei niedrigen Drehzahlen stark in Erscheinung, während sie bei höheren Drehzahlen (z. B. über 2000 u/min) verhältnismässig gering wird. Somit kann der gewünschte Effekt einer Zu rückve riegung des Einspritzzeitpunktes bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden, obwohl die statische Einspritz Zeitpunkteinstellung der Einspritzpumpe etwas vorverlegt werden muss, um eine gewünschte genaue Einspritzung bei hohen Drehzahlen zu erzielen.of the relief volume, the injection timing is reversed occurs only at low speeds, while it is relatively evident at higher speeds (e.g. over 2000 rpm) becomes low. Thus, the desired effect of a backward bending of the Injection timing can be achieved at low speeds, although the static injection timing of the injection pump is brought forward somewhat must be in order to achieve a desired precise injection at high speeds.
Die vorgeschlagene Erhöhung des Entlastungsvolumens der Druckventile der Einspritzpumpe bringt den Nachteil mit sich , dass die bei einem Hub der Einspritzpumpe gelieferte Treibstoffmenge absinkt. Dieses Absinken der Treibstoffmenge ist bei hohen Drehzahlen vernachlässigbar gering, bei niedrigen Drehzahlen fällt jedoch die gelieferte Treibstoffmenge zur benötigten Treibstoffmenge mit sinkender Drehzahl linear ab. Um. diesen Nachteil zu vermeiden, wird die Reglerstange der Einspritzpumpe bei niedrigen Drehzahlen so verstellt, dass das Pumpkolben volumen erhöht und die Lieferung der benötigten normalen Treibstoffmenge gesichert wird.The proposed increase in the relief volume of the pressure valves Injection pump has the disadvantage that the amount of fuel delivered during one stroke of the injection pump drops. This sinking of the The amount of fuel is negligibly small at high engine speeds At low speeds, however, the amount of fuel supplied decreases linearly to the amount of fuel required as the speed decreases. Around. this disadvantage To avoid this, the control rod of the injection pump is adjusted at low speeds in such a way that the pump piston increases and the Delivery of the required normal amount of fuel is ensured.
Die zur Verringerung der Rauchentwicklung eines Dieselmotors bei niedrigen jTo reduce the smoke development of a diesel engine at low j
Drehzahlen erwünschte Zurückverlegung des Einspritzzeitpunktes wird somit nur durch eine gezielte geringe Änderung eines Bauteiles der Einspritzpumpe in Verbindung mit einem zusätzlichen, einfachen federbelasteten Anschlag im Steuergestänge der Einspritzpumpe erzielt.The desired shifting back of the injection timing is thus achieved only through a targeted slight change in a component of the injection pump in conjunction with an additional, simple spring-loaded one Achieved stop in the control linkage of the injection pump.
Die Erfindung wird anhand eines in den beiliegenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated by means of one in the accompanying drawings Embodiment explained in more detail.
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Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Einspritzpumpe, deren Druckventil, der Hochdruckleitung und der Einspritzdüse eines Dieselmotors.Fig. 1 shows a vertical section through an injection pump according to the invention, their pressure valve, the high pressure line and the injection nozzle of a diesel engine.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des St euer ge stan ge s der Einspritzpumpe. Fig. 2 shows a schematic view of the control ge stan ge s of the injection pump.
Fig. 3 zeigt Diagramme über Treibstoffmenge, Rauchentwicklung und Drehmoment gegenüber der Motordrehzahl.Fig. 3 shows diagrams of the amount of fuel, smoke development and Torque versus engine speed.
Die Zeichnung zeigt eine herkömmliche Einspritzpumpe der eingangs genannten Art, die gemäss der Erfindung nur in zwei Punkten verbessert ist. Die gesamte Konstruktion und Wirkungsweise der Einspritzpumpe wird daher im einzelnen nicht näher erläutert.The drawing shows a conventional injection pump of the type mentioned at the beginning Kind, which is improved according to the invention in only two points. The entire construction and operation of the injection pump is therefore not explained in detail.
Die Einspritzpumpe besitzt eine von der Kürbeiwelle des Dieselmotors angetriebene Nockenwelle 10, die eine Anzahl von Pumpkolben 11, jeThe injection pump has one of the freestyle shafts of the diesel engine driven camshaft 10, which has a number of pump pistons 11, each
beeinen für jeden Zylinder des Dieselmotors-tätigt. Die Pumpkolben 11 pumpen Treibstoff von einer T reib stoff zuleitung IE über ein Druckventil 13, eine Hochdruckleitung 14 und eine Einspritzdüse 15 in den jeweiligen Verbrennungsraum des Motors. Die Treibstoffmenge je Hub der Pumpkolben wird durch eine lineare Bewegung einer Reglerstange 16 verändert, die die Pumpkolben 11 verdreht und damit das Zusammenwirken der Pumpkolben-Spiralnut 18 mit einem Ablaufschlitz 17 verändert. Die Spiralnut 18 ist hierbei über eine Bohrung 19 mit der Stirnseite der Pumpkolben 11 verbunden.legs for each cylinder of the diesel engine. The pump pistons 11 pumps fuel from a fuel feed line IE via a pressure valve 13, a high pressure line 14 and an injection nozzle 15 in the respective combustion chamber of the motor. The amount of fuel per stroke of the pump piston is changed by a linear movement of a regulator rod 16, which the The pump piston 11 is rotated and thus the interaction of the pump piston spiral groove 18 with a drainage slot 17 is changed. The spiral groove 18 is here connected to the end face of the pump piston 11 via a bore 19.
Das Druckventil 13 ist ein Einwegventil, das über eine Feder 20 belastet ist und in einer Ventilbohrung 21 eines Ventilgehäuses 22 über Rippen 30 geführt ist. Ein schmaler Bund 23 bildet in der Ventilbohrung 21 einen Kolben. Das Verdrängungsvolumen des durch den Bund 23 gebildeten Kolbens zwischen der geschlossenen Stellung des Ventiles und dem öffnen des Ventilsitzes FK-2626 / 28. /uni 1971 - 5 -The pressure valve 13 is a one-way valve which is loaded via a spring 20 and is guided in a valve bore 21 of a valve housing 22 via ribs 30 is. A narrow collar 23 forms a piston in the valve bore 21. The displacement volume of the piston formed by the collar 23 between the closed position of the valve and the opening of the valve seat FK-2626 / 28. / uni 1971 - 5 -
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durch den Bund 23 wird als Entlastungsvolumen des Druckventiles bezeichnet. Normalerweise dient das Entlastungsvolumen des Druckventiles 13 dazu, einen schnellen Druckabfall in der Hochdruckleitung zu erzeugen, um bei Einspritzende ein schnelles Schliessen der Einspritzdüse zu begünstigen. Dieser Druckabfall entsteht dadurch, dass eine Treibstoffmenge, die etwa dem Entlastungs volumen entspricht, zurückgesaugt wird und hierdurch die Hochdruckleitung entlastet. Das Verhältnis des Entlastungsvolumens zum Pumpkolbenvolumen bei Vollast liegt bei herkömmlichen Einspritzpumpen bei 0, 6. Dieses Verhältnis liegt manchmal auch bei 0, 9, die Wirkung des iby the collar 23 is referred to as the relief volume of the pressure valve. Normally, the relief volume of the pressure valve 13 is used to generate a rapid pressure drop in the high pressure line in order to at End of injection to encourage rapid closure of the injection nozzle. This pressure drop is caused by the fact that an amount of fuel that is approximately corresponds to the relief volume, is sucked back and thereby the High pressure line relieved. The ratio of the relief volume to the pump piston volume at full load is the same for conventional injection pumps at 0, 6. This ratio is sometimes also 0, 9, the effect of the i
hohen Entlastungsvolumens wird hierbei jedoch durch eine Abflachung am Bund 23 verringert, so dass das effektive Entlastungsvolumen geringer ist als das Verdrängungsvolumen des Bundes 23, da Treibstoff über die Abflachung am Bund 23 vorbeiströmen kann.high relief volume is hereby a flattening on Bund 23 is reduced, so that the effective relief volume is less than the displacement volume of the federal 23, since fuel over the flattening can flow past the federal government 23.
Gemäss der Erfindung soll das Verhältnis des Entlastungsvolumens zum Pumpkolbenvolumen bei Vollast zwischen 1 und 1, 5 betragen und vorzugsweise bei etwa 1, 25 liegen. Dieses hohe Entlastungs volumen erzeugt eine beträchtliche Verzögerung des Einspritzbeginns, da der Pumpkolben zuerst Druck in der entlasteten Hochdruckleitung aufbauen muss, bis die Einspritzdüse 15 öffnet. Bei dem bevorzugten Verhältnis von 1, 25 wird etwa J eine Zurückveriegung des Einspritzbeginnes um 6 Kurbelwelle bei 800 u/min erzielt, die jedoch mit ansteigender Drehzahl bei über 2000 u/min auf eine vernachlässigbare Zurückveriegung absinkt.According to the invention, the ratio of the relief volume to the Pump piston volume at full load is between 1 and 1.5 and preferably about 1.25. This high relief volume creates a considerable delay in the start of injection, since the pump piston first has to build up pressure in the relieved high-pressure line until the injection nozzle 15 opens. At the preferred ratio of 1.25, about J will bend back the start of injection by 6 crankshaft at 800 rpm achieved, which, however, drops to a negligible backward bend with increasing speed at over 2000 rpm.
Das erhöhte Entlastungs volumen verzögert den Einspritzbeginn, es hat jedoch kaum Einfluss auf das Einspritzende, so dass sich eine Verringerung der eingespritzten Treibstoffmenge ergibt.The increased relief volume delays the start of injection, it has however, hardly any influence on the end of injection, so that there is a reduction in the amount of fuel injected.
In Fig. 3, Kurve I (lang-gestrichelte Linie) ist die Veränderung der Treibstoffmenge, der Rauchentwicklung und des Drehmomentes eines herkömmlichen Dieselmotors bei Vollast gezeigt.In Fig. 3, curve I (long dashed line) is the change in Amount of fuel, smoke and torque of a conventional diesel engine shown at full load.
FK-2626 / 28. Juni 1971 ΛΛλ,«λ,* ~6~FK-2626 / June 28, 1971 ΛΛ λ, «λ, * ~ 6 ~
Kurve II (Strich-Punkt-Linie) zeigt die Wirkung einer Erhöhung des Ent-Curve II (dash-dot line) shows the effect of increasing the de-
3 33 3
lastungsvolumens der Druckventile von 35 mm auf 70 mm . Die sich daraus ergebende Verringerung der gelieferten Treibstoffmenge gegenüber der Motordrehzahl ist klar zu erkennen. Die gewünschte Wirkung eines zurückverlegten Einspritzzeitpunktes bei niedrigen Drehzahlen wurde dabei nur auf Kosten einer verringerten Treibstoffmenge erzielt. Um die gelieferte Treibstoffmenge wieder auf ihren optimalen oder berechneten Wert bei niedrigen Drehzahlen des Motors anzuheben, wurde im Steuergestänge der Einspritzpumpe ein federbelasteter Anschlag 24 angeordnet, wie er in Fig. 2 gezeigt ist.load volume of the pressure valves from 35 mm to 70 mm. The resulting reduction in the amount of fuel supplied compared to the engine speed can be clearly seen. The desired effect of a postponed injection point at low engine speeds was achieved achieved only at the expense of a reduced amount of fuel. To get the delivered amount of fuel back to its optimal or calculated To raise the value at low engine speeds, a spring-loaded stop 24 was arranged in the control linkage of the injection pump, such as it is shown in FIG.
Die Reglerstange 16 ist hierbei der Kraft einer mit dem Gaspedal 27 verbundenen Feder 25 und einer entgegengesetzt wirkenden Kraft eines Fliehkraftreglers 28 ausgesetzt. Die Feder 25 sucht die Reglerstange 1.6 gegen den Anschlag 24 für maximales Pumpkolbenvolumen zu verschieben, während der Fliehkraftregler 28 eine Kraft in entgegengesetzter Richtung erzeugt, die mit ansteigender Drehzahl ansteigt. Die Belastung des Anschlages 24 nimmt daher mit ansteigender Drehzahl des Motors ab. Der Anschlag 24 wird durch eine Feder 29 in eine Stellung für ein geringeres maxirr.ales Pumpkolbenvolumen für höhere Drehzahlen gedrückt. Die Vorspannung der Feder 29 wird hierbei so bemessen, dass die Feder 25 die Kraft der Feder 29 zu überwin den beginnt, sobald die Drehzahl unter 2000 u/min absinkt und der Anschlag 24 mit weiterem Absinken der Drehzahl in Richtung auf die Stellung für ein höheres maximales Pumpkolben volumen für niedrigere Drehzahlen bewegbar ist.The control rod 16 is the force of a connected to the accelerator pedal 27 Spring 25 and an opposing force of a centrifugal governor 28 exposed. The spring 25 seeks to move the regulator rod 1.6 against the stop 24 for maximum pump piston volume while the centrifugal governor 28 generates a force in the opposite direction, which increases with increasing speed. The load on the stop 24 therefore decreases with increasing engine speed. The stop 24 is moved by a spring 29 to a position for a lower maxirr.ales Pump piston volume pressed for higher speeds. The preload of the spring 29 is dimensioned in such a way that the spring 25 exerts the force of the spring 29 to überwin begins as soon as the speed drops below 2000 rpm and the stop 24 with a further decrease in speed in the direction of the position for a higher maximum pump piston volume for a lower one Speeds is movable.
Die Kurve III in Fig. 3 (kurz-gestrichelte Linie) zeigt das Verhalten des Motors bei erhöhtem Entlastungsvolumen und dem federbelasteten Anschlag für das maximale Pumpkolbenvolumen. Die Kurve der Treibstoffmenge ist hierbei nahezu auf ihren normalen Verlauf zurückgeführt und die Drehmomentkurve entspricht der des herkömmlichen Dieselmotors.The curve III in Fig. 3 (short dashed line) shows the behavior of the Motor with increased relief volume and the spring-loaded stop for the maximum pump piston volume. The curve of the amount of fuel is in this case almost returned to their normal course and the torque curve corresponds to that of the conventional diesel engine.
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Die Kurve der Rauchentwicklung zeigt jedoch gegenüber dem herkömmlichen Dieselmotor eine beträchtliche Verringerung. Diese Verringerung der Rauchentwicklung wird gemäss der Erfindung nur durch die hydraulisch über das erhöhte Entlastungsvolumen der Druckventile erzielte Zurückverlegung des Einspritzzeitpunktes erzielt. Zum Vergleich ist in Fig. 3 eine Kurve IV gezeigt, die die entsprechenden Werte für einen Dieselmotor zeigt, bei dem die Zurück Verlegung des Einspritzzeitpunktes über eine fliehkraftbetätigte, winkelveränderliche Kupplungseinrichtung erzielt wurde.However, the curve of the smoke development shows compared to the conventional one Diesel engine a considerable reduction. This reduction in According to the invention, smoke is only generated by the hydraulic Relocation of the injection time achieved via the increased relief volume of the pressure valves. For comparison, FIG. 3 shows a Curve IV is shown, which shows the corresponding values for a diesel engine in which the backward shifting of the injection time via a centrifugal force-operated, Variable angle coupling device was achieved.
Wie zu ersehen ist, wird entsprechend der Erfindung eine Reduzierung der Rauchentwicklung erzielt, die der einer herkömmlichen winkelveränderlichen Kupplungseinrichtung entspricht, wobei der konstruktive Aufwand entsprechend der Erfindung wesentlich geringer ist. Die Wirksamkeit des federbelasteten Anschlags 24 zur Berichtigung der gelieferten Treibstoffmenge hängt von der Charakteristik der Einspritzpumpe ab. Im allgemeinen bildet der federbelastete Anschlag eine Berichtigung erster Ordnung. Berichtigungen weiterer Ordnung können empirisch z. B. durch Abflachungen am Bund 23 erzielt werden.As can be seen, according to the invention, there is a reduction the smoke development achieved, which corresponds to that of a conventional variable-angle coupling device, with the structural effort according to the invention is much lower. The effectiveness of the spring loaded stop 24 in correcting the amount of fuel delivered depends on the characteristics of the injection pump. In general, the spring loaded stop constitutes a first order correction. Further order corrections can be made empirically e.g. B. by flattening at federal level 23 can be achieved.
FK-2626 / 28. Juni 1971FK-2626 / June 28, 1971
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Families Citing this family (1)
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1970
- 1970-07-07 GB GB1264067D patent/GB1264067A/en not_active Expired
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1971
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Legal Events
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