DE2812176A1

DE2812176A1 - DISTRIBUTOR INJECTION PUMP FOR A SELF-IGNING COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DE2812176A1
Application number: DE19782812176
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl Ing Bolzmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-03-20
Filing date: 1978-03-20
Publication date: 1979-09-27
Also published as: GB2017350B; GB2017350A

Description

VOLKSWAGENWERKVOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 WolfsburgAKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2490
17O2pt-ve-jöOur reference: K 2490
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Verteiler-Einspritzpumpe für eine selbstzündende BrennkraftmaschineDistributor injection pump for a compression-ignition internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verteiler-Einspritzpumpe für eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Spritzverstellvorrichtung, die von einem von einer Förderpumpe gelieferten drehzahlproportionalen Druck entgegen einer Rückstellfeder zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes betätigbar ist, und mit einer Druckmittelleitung, die von einer Regeleinrichtung in Abhängigkeit von der Belastung und der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem von dem drehzahlproportionalen Druck beaufschlagten Pumpenraum verbindbar ist.The invention relates to a distributor injection pump for a self-igniting internal combustion engine with an injection adjustment device supplied by a feed pump speed-proportional pressure can be actuated against a return spring to adjust the injection time, and with a pressure medium line, which is controlled by a control device as a function of the load and the speed of the Internal combustion engine can be connected to a pump chamber acted upon by the pressure proportional to the speed.

Bei Verteiler-Einspritzpumpen von selbstzündenden Brennkraftmaschinen (Diesel-Motoren) erfolgt die Verstellung des Einspritzzeitpunktes in üblicher Weise proportional mit steigenderIn distributor injection pumps of compression ignition internal combustion engines (Diesel engines), the adjustment of the injection point takes place in the usual way proportionally with increasing

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Vorsitzender Vorstand: Toni SdimUdcer, Vorsitzender ■ Horst Badesmann · Prof. Dr. tedin. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter FrerkChairman of the Board of Directors: Toni SdimUdcer, Chairman ■ Horst Badesmann · Prof. Dr. tedin. Ernst Fiala Dr. jur. Peter Frerk

des Aufsichtsrats: Günter Hanwich · Horst Münzner ■ Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Pro!. Dr. rer pol. Friedrich Thomeeof the Supervisory Board: Günter Hanwich · Horst Münzner ■ Dr. rer. pole. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl Pro !. Dr. rer pol. Friedrich Thomee

H?is Bi<pt'jiiii SMr der Gesellschaft: Wolfsbvrg Amtsgericht Wollsburg HRBH? Is Bi <pt'jiiii SMr of the company: Wolfsbvrg Amtsgericht Wollsburg HRB

Drehzahl der Brennkraftmaschine in Richtung auf einen früheren Einspritzbeginn. Dazu wirkt auf den über ein Betätigungselement mit einem Stellglied zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes verbundenen Spritzverstellerkolben an einer Stirnseite ein drehzahlproportionaler Druck und auf der gegenüberliegenden Stirnseite eine Rückstellfeder ein. Die notwendige Abstimmung der Rückstellfeder und des drehzahlproportionalen Drucks ergibt jedoch nur für einen Betriebsbereich_?und zwar im allgemeinen für den Vollastzustand, eine optimale Einstellung des Einspritzzeitpunktes der Einspritzpumpe über der Drehzahl. Für von diesem Betriebspunkt abweichenden Lastpunkten wäre dagegen zur Erreichung optimaler Yerbrennungsverhältnisse mit möglichst niedrigem Kraftstoffverbrauch, sowie geringen Geräuschen und Emissionen ein anderer Einspritzzeitpunkt, nämlich für niedrigere Lasten bei gleicher Drehzahl eine spätere Einspritzung, erforderlich. Bei den bekannten Ausführungen von Verteiler-Einspritzpumpen ergibt sich jedoch bei geringeren Lasten der Brennkraftmaschine sogar noch eine zusätzliche Verstellung des Einspritzpunktes nach "früh", da bei Teillast die Förderpumpe sehr viel mehr Kraftstoff fördert, als benötigt wird und daher der Pumpendruck leicht ansteigt. Dies führt zu einer weiteren Verschlechterung der Verbrennungsverhältnisse mit einem erheblichen Anstieg des spezifischen Kraftstoffverbrauchs, der Schadstoffemission sowie der Verbrainungsgeräusche.Speed of the internal combustion engine in the direction of an earlier start of injection. For this purpose, a pressure proportional to the speed acts on the injection adjuster piston, which is connected via an actuating element to an actuator for adjusting the injection time, on one end face and a return spring on the opposite end face. The necessary coordination of the return spring and the pressure proportional to the speed only results in one operating range _? in general for the full load condition, an optimal setting of the injection time of the injection pump via the speed. For load points deviating from this operating point, however, a different injection time, namely a later injection for lower loads at the same speed, would be required to achieve optimal combustion conditions with the lowest possible fuel consumption and low noise and emissions. In the known designs of distributor injection pumps, however, there is even an additional adjustment of the injection point to "early" at lower loads on the internal combustion engine, since at partial load the feed pump delivers much more fuel than is required and therefore the pump pressure rises slightly. This leads to a further deterioration in the combustion conditions with a considerable increase in specific fuel consumption, pollutant emissions and combustion noise.

Um dies zu vermeiden, ist bereits eine Ausführung einer Verteiler-Einspritzpumpe bekannt geworden, bei der die ohnehin in der Pumpe vorgesehene Regeleinrichtung dazu herangezogen wird, die Verbindung einer zu der Saugseite der Förderpumpe führenden Druckmittelleitung mit einem von dem drehzahlproportionalen Druck beaufschlagten Pumpenraum zu steuern. Auf diese Weise soll der den Spritzverstellerkolben belastende drehzahlproportionale Druck in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine abgesenkt werden, so daß sich bei niedrigeren Lasten eine Späterstellung des Einspritzzeitpunktes ergibt. Nun zeigt sich jedoch, daß die Steuerquerschnitte an der Regeleinrichtung im Vergleich zur Förderleistung der Förderpumpe so gering sind, daß eine für eineIn order to avoid this, a distributor injection pump is already available become known, in which the control device already provided in the pump is used to establish the connection a pressure medium line leading to the suction side of the feed pump is acted upon by a pressure proportional to the speed Control pump room. In this way, the pressure which is proportional to the speed, which loads the injection adjuster piston, is intended to be dependent are reduced by the load on the internal combustion engine, so that the injection time is set later at lower loads results. Now it is shown, however, that the control cross-sections on the control device in comparison to the delivery rate the feed pump are so small that one for one

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genügende Späterstellung des Einspritzzeitpunktes erforderliche Absenkung des drehzahlproportionalen Druckes nicht möglich ist. Bei einer Vergrößerung der Steuerquerschnitte und einer damit möglicherweise verbundenen Druckabsenkung besteht andererseits die Gefahr einer nicht schnell genug ausführbaren Füllung des Pumpenhochdruckteils beim Anstieg der Maschinenlast.Sufficient later setting of the injection time required lowering of the pressure proportional to the speed is not possible. On the other hand, there is an increase in the control cross-sections and a possibly associated pressure reduction the risk of the high-pressure part of the pump not being filled quickly enough when the machine load increases.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Terteilereinspritzpumpe für selbstzündende Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Vermeidung der bei der bekannten Ausführung auftretenden Hachteile den dynamischen Förderbeginn der Einspritzpumpe auch im Teillastbereich dem Bedarf der Brennkraftmaschine optimal, anpaßt.The object on which the present invention is based is therefore to be found in a divider injection pump for self-igniting To create internal combustion engines of the type mentioned, while avoiding the occurrence in the known embodiment This also has a negative impact on the dynamic start of delivery of the injection pump optimally adapts to the needs of the internal combustion engine in the partial load range.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Druckmittelleitung mit einem Druckbeaufschlagungsraum der Spritzverstellvorrichtung zum Aufbau eines dem drehzahlproportionalen Druck entgegenwirkenden Druckes verbunden ist und daß dieser Druckbeaufschlagungsraum über eine Drosselöffnung mit der Saugseite der Förderpumpe verbunden ist. Bei der Erfindung ist also die Druckmittelleitung nicht unmittelbar mit der Saugseite der Förderpumpe verbunden, sondern führt zu einer Druckbeaufsch^ungsseite der vorzugsweise als herkömmlicher Spritzverstellerkolben ausgebildeten Spritzverstellvorrichtung, die der von dem drehzahlproportionalen Druck beaufschlagten Seite gegenüberliegt. Zum Aufbau eines dem drehzahlproportionalen Druck entgegenwirkenden Gegendruckes und zur Abstimmung desselben ist dieser Druckbeaufschiagungsraum über eine Drosselöffnung mit der Saugseite der Förderpumpe verbunden. Da man hier mit relativ geringen Druckmittelmengen auskommt, erreicht man ohne eine merkliche Absenkung des Pumpendruckes eine den jeweiligen Erfordernissen angepaßte Einstellung des Einspritzzeitpunktes und somit optimale Verbrennungsverhältnisse in der Brennkraftmaschine.This object is achieved according to the invention in that the pressure medium line with a pressurization chamber of the injection adjustment device for the construction of a speed-proportional Pressure counteracting pressure is connected and that this pressurization chamber via a throttle opening with the suction side the feed pump is connected. In the invention, the pressure medium line is not directly connected to the suction side of the feed pump connected, but leads to a pressurization side of the preferably designed as a conventional injection adjuster piston Injection adjustment device which is opposite the side acted upon by the pressure proportional to the speed. To build a The counterpressure counteracting the speed-proportional pressure and for coordinating it is this pressure application space Connected to the suction side of the feed pump via a throttle opening. Since you get by here with relatively small amounts of pressure medium, you can achieve a without a noticeable lowering of the pump pressure Adjustment of the injection timing adapted to the respective requirements and thus optimal combustion conditions in the Internal combustion engine.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einen Schnitt durch eine Verteiler-Einspritzpumpe einer selbstzündenden Brenn-An embodiment of the invention is shown in a section through a distributor injection pump of a self-igniting combustion

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kraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Dieselmotors,engine, in particular a motor vehicle diesel engine,

wirdwill

darstellenden Zeichnung gezeigt und/im folgenden näher erläutert. Dabei sind nur die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung interessanten Bauteile mit Bezugsziffern versehen, von denen 1 die Verteiler-Einspritzpumpe insgesamt, 2 die Spritzverstellereinrichtung und 3 die Regeleinrichtung bezeichnen. 4 stellt einen üblicherweise durch das Fahrpedal des Fahrzeugs vom Fahrzeugführer betätigbaren Drehzahl-Verstellhebel dar, der über eine Feder 5 auf einen Hebelmechanismus 6, 7 einwirkt, der unter dem Einfluß der Regeleinrichtung 3 steht und zur Verstellung eines auf dem Verteilerkolben 9 verstellbar gehaltenen Regelschiebers 8 dient.Illustrative drawing shown and / explained in more detail below. Only those related to the present are included Invention interesting components are provided with reference numerals, of which 1 the distributor injection pump as a whole, 2 the injection adjustment device and 3 denote the control device. 4 usually represents one by the accelerator pedal of the vehicle the vehicle driver can operate the speed adjustment lever, which acts via a spring 5 on a lever mechanism 6, 7, which is under the influence of the control device 3 and for adjusting one held on the distributor piston 9 so as to be adjustable Control slide 8 is used.

Die Regeleinrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einer Reglerwelle 10, die über ein Zahnrad 13 von der Pumpenwelle 31 drehzahlproportional angetrieben wird, und aus einer auf der Reglerwelle verschiebbar gehaltenen Steuerhülse 11, die von einer fliehkraftabhängigen Steuervorrichtung 12 entgegen dem Hebelwerk 6, 7 verschiebbar ist.The control device 3 essentially consists of a control shaft 10, which is proportional to the speed of the pump shaft 31 via a gear 13 is driven, and from a slidably held on the governor shaft control sleeve 11, which is of a Centrifugal force-dependent control device 12 against the lever mechanism 6, 7 is displaceable.

14 bezeichnet einen Zylinder, in dem ein Spritzverstellerkolben axial verschiebbar ist, der über ein Betätigungselement 16a mit einem stellglied 16b zur Verstellung des Einspritzzeitpunktes der Einspritzpumpe 1 verbunden ist. Der Spritzverstellerkolben 15 weist einen Druckbeaufschlagungsraum 17 auf, der über eine in dem Spritzverstellerkolben vorgesehene Längsbohrung 18 und eine Queröffnung in dem Pumpengehäuse mit dem Pumpeninnenraum 20 in Verbindung steht, in dem der von der Förderpumpe 30 gelieferte drehzahlproportionale Druck herrscht. Auf der Gegenseite wird der Spritzverstellerkolben 15 von einer Rückstellfeder 21 belastet. Der dieser Beaufschlagungsseite des Spritzverstellerkolbens 15 zugeordnete Druckraum 22 ist über eine Leitung 23 mit einer in der Reglerwelle 10 verlegten Druckmittelleitung 24 verbunden, die über eine umlaufende Ringnut 25 an der Reglerwelle 10 bei bestimmten Stellungen der Steuerhülse 11 über eine an dieser angebrachte Querbohrung14 denotes a cylinder in which an injection adjuster piston is axially displaceable, which via an actuating element 16a with an actuator 16b for adjusting the injection timing of the Injection pump 1 is connected. The injection adjuster piston 15 has a pressurization chamber 17, which is provided via an in the injection adjuster piston provided longitudinal bore 18 and a transverse opening in the pump housing with the pump interior 20 in connection stands in which the speed-proportional delivered by the feed pump 30 There is pressure. On the opposite side, the injection adjuster piston 15 is loaded by a return spring 21. This one Application side of the injection adjuster piston 15 assigned Pressure chamber 22 is connected via a line 23 to a pressure medium line 24 laid in the regulator shaft 10, which is connected via a circumferential Annular groove 25 on the regulator shaft 10 in certain positions of the control sleeve 11 via a transverse bore attached to this

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mit dem von dem drehzahlproportionalen Druck beaufschlagten Pumpeninnenraum 20 verbindbar ist. Der Druckbeaufschlagungsraum 22 des Spritzverstellerkolbens 15 ist andererseits über eine mit einer Drosselöffnung 28 versehene Leitung 27 mit der Saugseite der Förderpumpe 30 verbunden, deren Druckmittelzulauf mit 29 angedeutet ist.with the pump interior acted upon by the pressure proportional to the speed 20 is connectable. The pressurization chamber 22 of the injection adjuster piston 15 is on the other hand via a a throttle opening 28 provided line 27 with the suction side connected to the feed pump 30, the pressure medium inlet of which with 29 is indicated.

Auf diese Weise steuert die Regeleinrichtung 3 in Zu.samm onwirkung mit der Drosselöffnung 28 den sich in dem Druckbeaufschlagungsraum 22 aufbauenden Gegendruck, der dem im Druckbeaufschlagungsraum -17 herrschenden drehzahlproportionalen Druck entgegenwirkt. Da die Stellung der Steuerhülse 11 drehzahl- und motorbe-1astungsabhängig ist, kann durch eine geeignete Anbringung der Querbohrung 26 dafür gesorgt werden, daß der sich in dem Druckbeaufschlagungsraum 22 aufbauende Gegendruck im wesentlichen abhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine ist, so daß die von dem Spritzverstellerkolben 15 bestimmte Vorverstellung des Einspritzzeitpxmktes,gleiche Drehzahlen vorausgesetzt, bei niedrigen Lasten geringer als bei höheren Lasten ist. Durch geeignete ¥ahl der Strömungsquerschnitte in der Regeleinrichtung 3 und an der Drosselöffnung 28 kann sogar erreicht werden, daß bei sehr niedrigen Lasten die von dem drehzahlproportionalen Druck bewirkte Vorverstellung des Spritzverstellerkolbens 15 durch Einwirkung des in dem Druckbeaufschlagungsraum 22 aufgebauten Gegendruck vollständig zurückgenommen wird. Dies erfolgt ohne eine wesentliche Absenkung des Druckes in dem Pumpeninnenraum 20 und ohne größeren technischen Mehraufwand.In this way, the control device 3 controls in cooperation with the throttle opening 28 the counterpressure that builds up in the pressurization chamber 22, that in the pressurization chamber -17 counteracts the pressure proportional to the speed. Since the position of the control sleeve 11 depends on the speed and engine load is, can be ensured by a suitable attachment of the transverse bore 26 that the is in the pressurization space 22 building back pressure is essentially dependent on the load on the internal combustion engine, so that the Pre-adjustment of the injection timepxmktes determined by the injection adjuster piston 15, assuming the same speeds, at low speeds Loads is lower than at higher loads. By suitable selection of the flow cross-sections in the control device 3 and at the throttle opening 28 it can even be achieved that at very low loads the pressure which is proportional to the speed effected advance adjustment of the injection adjuster piston 15 by the action of the counterpressure built up in the pressurization chamber 22 is completely withdrawn. This takes place without a significant reduction in the pressure in the pump interior 20 and without major additional technical effort.

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AISPHOTOS

. Distributor injection pump for a compression-ignition internal combustion engine with an injection adjustment device that is generated by a pressure proportional to the speed supplied by a feed pump can be actuated against a return spring to adjust the injection time, and with a pressure medium line, that of a control element depending on the load and the speed of the internal combustion engine with one of the speed-proportional pressure acted upon pump chamber is connectable, characterized in that the pressure medium line (23) with a pressurization chamber (22) which counteracts the build-up of a pressure proportional to the speed Pressure is connected, and that this pressurization space via a throttle opening (28) with the suction side of the feed pump (30) is connected.

2. Injection pump according to claim 1, characterized in that the injection adjustment device by means of an actuating element with an actuator for adjusting the input

909839/0311 ⁰ ^ GiNAL inspected

Vorsitzender Vorstand: Toni Schmucker, Vorsitzender - Horst Bacfcsmann · Pro). Dr. tedin. Ernst Fiaia ■ Dr. jur. Peter FrerlcChairman of the board: Toni Schmucker, chairman - Horst Bacfcsmann · Pro). Dr. tedin. Ernst Fiaia ■ Dr. jur. Peter Frerlc

des Aufsichtsrats: Günter Hartwidi · Horst Münzner · Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prol. Dr. rer. pol. Friedrich Thomeeof the Supervisory Board: Günter Hartwidi Horst Münzner Dr. rer. pole. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl Prol. Dr. rer. pole. Friedrich Thomee

Hars Birnoai-m Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRBHars Birnoai-m Company headquarters: Wolfsburg District Court Wolfsburg HRB

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Injection timing connected injection adjuster piston is formed, which has a first, from the speed-proportional pressure acted upon pressurization chamber (17) and a dem first pressurization chamber, which is operatively oppositely directed and connected to the pressure medium line (23), the second Pressurization chamber (22) which is connected to the suction side of the feed pump (jO) via a throttle (28).

Injection pump according to Claim 2, characterized in that the return spring (21) is also arranged in the second pressurization chamber (22).

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