DE2430668A1

DE2430668A1 - Fuel injector for compression-ignition engine - control piston upper and lower edges determine beginning and end of injection

Info

Publication number: DE2430668A1
Application number: DE2430668A
Authority: DE
Inventors: Kurt Koschel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1974-06-26
Filing date: 1974-06-26
Publication date: 1976-01-15

Abstract

Fuel injector for compression-ignition engine comprises a control piston (1) which rotates to vary the amount of fuel to be injected and which has upper and lower control edges (2, 3) for determining the beginning and end of injection. The upper edge has a curved cutaway (7, 8) for retarding beginning of injection under low load, and the lower edge has an undulating shape so that it cooperates with the upper edge to provide a constant increase in the amount of fuel conveyed. In the lower region of an annular groove (10) in the piston is a surface-equalising cutaway (12) to prevent pull-out torque.

Description

Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstziindende Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem zur derung der Menge des einzuspritzenden Brennstoffs drehbaren Steuerkolben, der eine oben liegende den Sinspritzbeginn bebestimmende Steuerkante, sowie eine weitere unten liegende, das Sinspritzende bestimmende Steuerkante aufweist, wobei die oben liegende Steuerkante derart geformt ist, daß der Einspritzbeginn bei niedrigen Lasten über einen Bereich in Richtung späterer Einspritzung verschoben ist. Fuel injection device for a self-igniting internal combustion engine The invention relates to a fuel injection device for a self-igniting Internal combustion engine with a to change the amount of fuel to be injected rotatable control piston, the one on top determining the start of injection Control edge, as well as a further below, the control edge determining the injection having, wherein the overhead control edge is shaped such that the start of injection shifted over a range in the direction of later injection at low loads is.

Bei einer derartigen aus der deutschen Patentschrift 662 866 bekannten Einspritzvorrichtung sind die uebergänge der oberen, den Einspritzbeginn bestimmenden Steuerkante von der Stirnfläche des Steuerkolbens zur Ausfräsung der Steuerkante sehr scharfkantig ausgebildet. Durch eine derartige Ausbildung ist keine gleichmäßige Bördermengenzunahme zu erreichen. Diese scharfkantigen Übergänge bewirken somit einen unruhigen Lauf der Brennkraftmaschine. Außerdem ist mit einer sehr starken Abgasrauchentwicklung zu rechnen.In such a known from German Patent 662 866 Injection devices are the transitions of the upper ones that determine the start of injection Control edge from the end face of the control piston to the milling of the control edge very sharp-edged. Such a training is not a uniform To achieve an increase in delivery rate. These sharp-edged transitions thus effect an uneven running of the internal combustion engine. Also, with a very strong one Exhaust smoke development to be expected.

Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Brennstoffeinspritzvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der ein einwandfreier und ruhiger Lauf der Brennkraftmaschine bei allen Betriebszuständen gewährleistet ist.On this basis, it is the object of the invention to provide a fuel injection device of the genus mentioned at the beginning, in which a flawless and quiet Running of the internal combustion engine is guaranteed in all operating states.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Übergänge der den Sinspritzbeginn bestimmenden Steuerkante von normaler Einspritzung zum Bereich spä-terer Binspritzung bogenförmig ausgeführt und die das Einspritzende bestimmende Steuerkante derart geschwungen ausgeführt ist, daß im Zusammenwirken mit der den Einspritzbeginn bestimmenden Steuerkante eine stetige Pördermengenzunahme erreichbar ist und im unteren Bereich der umlaufenden Ringnut im Steuerkolben eine Flächenausgleichsausfräsung vorgesehen ist. Durch diese Haßnahme wird eine gleichmäßige Fördermengenzunahme bei gleichem Regelstangenweg der Brennkraftmaschine erreicht und somit kann auch ein einwandfreier und ruhiger Lauf der Brennkraftmaschine bei allen 3etriebszuständen erfolgen. Außerdem wird durch die Flächenausgleichsausfräsung das einseitige Anliegen des Steuerkolbens und somit das gefürchtete Kippmoment vermieden. Durch das Ausschalten der Kippmomente wird auch das Fressen des Steuerkolbens vermieden, so daß der Steuerkolben einwandfrei in dem Pumpenzylinder geführt ist und sonit wiederum die Brennkraftmaschine ohne Störungen betrieben werden kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, daß durch diese Erfindung keine zusätzlichen ;zeile verwendet werden müssen, sondern es muß lediglich eine Abänderung eines bereits vorhandenen teils durchgefükrt werden, dies bedeutet hohe Betriebssicherheit und niedrige Herstellungskosten.The object is achieved according to the invention in that the transitions the control edge, which determines the start of injection, from normal injection to the area The later injection of the injection is curved and the one that determines the end of the injection Control edge is designed curved so that in cooperation with the The control edge determining the start of injection achieves a steady increase in delivery rate and in the lower area of the circumferential ring groove in the control piston there is a surface compensation cutout is provided. This hatred results in a steady increase in the delivery rate achieved with the same control rod path of the internal combustion engine and thus can flawless and smooth running of the internal combustion engine in all operating states take place. In addition, the one-sided concern becomes due to the surface compensation milling of the control piston and thus the dreaded overturning moment avoided. By turning it off of the tilting moments, the control piston is also prevented from seizing, so that the control piston is properly performed in the pump cylinder and so, in turn, the internal combustion engine can be operated without interference. Another major benefit is in it to see that with this invention no additional; lines need to be used, but only a modification of an already existing part has to be carried out , this means high operational reliability and low manufacturing costs.

Vorteilhaft weisen die Flächenschwerpunkte der Ausfräsung der Ringnut nach der Teilung des Steuerkolbens in Längsrichtung von der Stirnseite des Steuerkolbens gleiche Abstände auf und sind genau 180 Grad gegeneinander versetzt.The centroids of the area advantageously have the milling of the annular groove after dividing the control piston in the longitudinal direction from the front side of the control piston equal distances and are exactly 180 degrees offset from one another.

Um dies zu erreichen, weist vorteilhaft die Flchenaugleichsausfräsung eine schräg nach unten abfallende Fläche mit einer daran anschließenden Rundung auf.In order to achieve this, the milled-out surface equalization area is advantageous an obliquely downward sloping surface with an adjoining rounding on.

Weitere merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen Unteransprüchen in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Other features and advantages of the invention emerge from the additional Subclaims in connection with the embodiment shown in the drawing.

Es zeigen Fig. 1 den oberen Teil eines Steuerkolbens, Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Figur 1 dargestellten Steuerkolben, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Figur 2, Fig. 4 eine Abwicklung des oberen Teils des in Figur 1 dargestellten Steuerkolbens, Fig. 5 ein Kennliniendiagramm der gegenseitigen Abhängigkeit vom Regelstangenweg, Hub und Fördermenge.1 shows the upper part of a control piston, and FIG. 2 shows a Top view of the control piston shown in FIG. 1, FIG. 3 along a section the line III-III of FIG. 2, FIG. 4 shows a development of the upper part of the in FIG 1 shown control piston, FIG. 5 is a characteristic diagram of the mutual dependency the control rod path, stroke and delivery rate.

In Figur 1 ist ein mit 1 bezeichneter Steuerkolben dargestellt.In Figure 1, a designated with 1 control piston is shown.

Dieser Steuerkolben 1 weist eine oben liegende, den Einspritzbeginn bestimmende Steuerkante 2 auf und eine weitere unten liegende, das Einspritzende bestimmende Steuerkante 3 auf. Die oben liegende Steuerkante 2 weist eine schräg von der Stirnfläche 4 des Steuerkolbens 1 abfallende Fläche 5 mit daran anschließendem Radius 6 auf. Die Übergänge 7, 8 dieser oben liegenden, den Einspritzbeginn bestimmenden Steuerkante 2 von der Stirnfläche 4 des Steuerkolbens 1, sind bogenförmig ausgeführt.This control piston 1 has an overhead, the start of injection determining control edge 2 and another below, the injection end determining control edge 3. The overhead control edge 2 has an inclined from the end face 4 of the control piston 1 sloping surface 5 with adjoining it Radius 6 on. The transitions 7, 8 of these above, which determine the start of injection Control edge 2 of the end face 4 of the control piston 1 are arcuate.

Die weitere unten liegende Steuerkante 3 ist entsprechend geschwungen ausgeführt. In einem Bereich 9 weist der Steuerkolben 1 eine umlaufende Ringnut 10 auf. Diese Ringnut 10 ist nach oben durch die untere Steuerkante 3 und nach unten durch die Kante 11 des Steuerkolbens 1 begrenzt, wie besonders deutlich aus der in Figur 4 dargestellten Abwicklung des oberen Teils des Steuerkolbens 1 zu ersehen ist. Von der Kante 11 ist eine unmittelbar mit der Ringnut 10 in Verbindung stehende Ausfräsung 12 vorgesehen. Diese Ausfräsung 12 weist eine schräg nach unten abfallende Fläche 13 auf, die in einer Rundung 14 endet, Diese so entstehende Ausfräsung 12 ist für den Flächenausgleich vorgesehen.The further lower control edge 3 is curved accordingly executed. In an area 9, the control piston 1 has a circumferential annular groove 10 on. This annular groove 10 is after above through the lower control edge 3 and limited downward by the edge 11 of the control piston 1, as particularly clearly from the development of the upper part of the control piston shown in FIG 1 can be seen. One of the edge 11 is directly connected to the annular groove 10 standing cutout 12 is provided. This cutout 12 has a downward slope sloping surface 13, which ends in a rounding 14, this resulting milling 12 is intended for area compensation.

Wie aus den Figuren 2.und 3 zu entnehmen ist, weist der Steuerkolben 1 eine zentrale Bohrung 15 auf. Diese zentrale Bohrung 15 verläuft an der Öffnung 16 trichterförmig und mündet mit einem geringeren Durchmesser in einer Querbohrung 17. Die Bohrungen 15 und 17 erfüllen die gleiche Aufgabe wie eine Längsnut oder Längsnuten im oberen Teil des Steuerkolbens.As can be seen from Figures 2 and 3, the control piston 1 has a central bore 15. This central bore 15 runs along the opening 16 funnel-shaped and opens with a smaller diameter in a transverse bore 17. The holes 15 and 17 fulfill the same task as a longitudinal groove or Longitudinal grooves in the upper part of the control piston.

Da bei bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine wie z. B. extrem hohe Leistungen, die Einspritzung des Kraftstoffs später erfolgen soll, muß der Einspritzbeginn in Richtung späterer Einspritzung verschoben werden und die obere, den Einspritzbeginn bestimmende Steuerkante 2 wie aus der Figur 1 und 4 zu ersehen ist ausgebildet werden.Since in certain operating states of the internal combustion engine such. B. extremely high performance, the injection of the fuel should take place later, the start of injection must be shifted in the direction of later injection and the upper control edge 2, which determines the start of injection, as shown in FIGS. 1 and 4 can be seen to be trained.

Die untere das Einspritzende bestimmende Steuerkante 3 kann nun entsprechend der Auslegung der oberen Steuerkante 2 geformt bzw. ausgebildet werden. Auch bei entsprechend vorgegebener unterer Steuerkante 3 kann analog dazu die obere Steuerkante 2 entsprechend geformt werden. Bei Bewegung des Steuerkolbens 1 in dem nicht näher dargestellten Pumpenzylinder neigt der Steuerkolben 1 dazu, auf einer Seite anzuliegen bzw. zu kippen. Ein derartiges Kippen ist äußerst ungünstig, da Beschädigungen in Form von Riefen an dem Steuerkolben 1 und dem Pumpenzylinder auftreten können. Diese Beschädigungen verursachen eine Verminderung der Brennstoffzufuhr in dem Motorzylinder. Es kann zum Fressen des Steuerkolbens 1 kommen. Um derartige ungünstige Gegebenheiten zu vermeiden, müssen die Flächenschwerpunkte der Ausfräsung der Ringnut 10 von der Stirnfläche 4 des Steuerkolbens 1 gleiche Abstande aufweisen und genau 180 Grad gegeneinander versetzt sein. Um diese geforderten Maßnahmen zu erreichen, wird wie besonders aus Figur 4 ersichtlich ein Flächenausgleich vorgesehen, der in Form der Ausfräsung 12 ausgeführt ist.The lower control edge 3, which determines the end of injection, can now accordingly the design of the upper control edge 2 are shaped or formed. Also at in accordance with the predetermined lower control edge 3, the upper control edge can analogously to this 2 are shaped accordingly. When moving the control piston 1 in the not closer The pump cylinder shown, the control piston 1 tends to lie on one side or to tilt. Such a tilting is extremely unfavorable, since damage in Form of grooves on the control piston 1 and the pump cylinder can occur. These Damage causes a reduction in the fuel supply in the engine cylinder. It can seize the control piston 1 coming. To such inconvenient To avoid circumstances, the area centers of the milled out of the ring groove must 10 have the same distances from the end face 4 of the control piston 1 and exactly 180 degrees offset from each other. To achieve these required measures, a surface compensation is provided, as can be seen particularly from FIG is carried out in the form of the cutout 12.

In Figur 5 ist ein Kennliniendiagramm dargestellt, in dem auf der Ordinate die Fördermenge, auf der Abzisse der Regelstangenweg und auf der zweiten Ordinate der Hub aufgetragen ist. Die Linie "a" gibt den gleichmäßigen ifubanstieg wieder. Die Linie b" dagegen gibt die stetige Fördermengenzunahme wieder und wird erhalten durch das Zusammenwirken zwischen der den Einspritzbeginn bestimmenden Steuerkante 2 mit den å jeweils bogenförmigen Übergängen 7, 8 und der das Einspritzende bestimmenden Steuerkante 3.In Figure 5 is a characteristic diagram is shown in which on the Ordinate the delivery rate, the abscissa the control rod path and the second Ordinate the stroke is plotted. The line "a" gives the steady increase in ifub again. The line b ″, on the other hand, shows the steady flow rate increase and becomes obtained by the interaction between the one that determines the start of injection Control edge 2 with the å arc-shaped transitions 7, 8 and the injection end determining control edge 3.

Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen ist und in dem Kennliniendiagramm nach Figur 5 verdeutlicht wurde, wird ein einwandfreier Lauf der Brennkraftmaschine erreicht, wenn sämtliche Übergänge der Steuerkanten bogenförmig bzw. geschwungen ausgeführt sind.As can be seen from the above and in the characteristic diagram according to Figure 5 has been made clear, a perfect running of the internal combustion engine achieved when all transitions of the control edges are curved or curved are executed.

Claims

Expectations

1. Internal combustion engine with a to change the amount of fuel to be injected Fuel rotatable control piston, the one overhead, the start of injection determining control edge, as well as another one below that determines the end of injection Has control edge, wherein the overhead control edge is shaped such that the start of injection at low loads over a range towards later Injection is shifted, characterized in that the transitions (7, 3) of the the control edge (2) determining the start of injection from normal injection to the area later injection executed arc-shaped and the ßinspritzende determining Control edge (3) is designed curved so that in cooperation with the the control edge (2), which determines the start of injection, shows a steady flow rate increase can be reached and in the lower area of the circumferential annular groove (10) in the control piston (1) a surface compensation cutout (12) is provided.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized dadurcii, that the surface compensation cutout (12) is directly connected to the annular groove (10) stands.

3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that that the surface compensation system (12) is a sloping downwardly sloping surface (13) with an adjoining rounding (14).

4. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that that when the control piston (1) is divided in the longitudinal direction, the centroids of the Milling of the annular groove (10) from the end face (4) of the control piston (1) is the same Have distances and are exactly 180 degrees offset from one another.

5. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that that with a given control edge (2) which determines the start of injection the control edge (3) determining the end of injection can be formed.

6. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that that with a given oteuerkante (3) which determines the end of injection, the start of injection determining control edge (2) can be formed.

7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that in the control piston (1) there is a central axis relative to the control piston longitudinal axis (A-A) extending bore (15) is provided.

8. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the central bore (15) opens into a transverse bore (17).