DE331452C

DE331452C - Fuel pump system, especially for internal combustion engines with several cylinders, with a common fuel pump for all cylinders

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Publication number: DE331452C
Application number: DE1918331452D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1918-02-18
Filing date: 1918-12-14
Publication date: 1921-01-07

Description

Eine der wichtigsten Aufgaben bei dem Bau von Mehrzylinderverbrennungskraftmaschinen für flüssigen Brennstoff besteht darin, den Brennstoff gleichmäßig nach den einzelnen Zylindern zu verteilen. Bei Maschinen, denen der Brennstoff unter Druck zugeführt wird, erfolgt diese Verteilung nach den einzelnen Zylindern für gewöhnlich mit Hilfe einer besonderen Pumpe für jeden Zylinder. Es ist aber auch vorgeschlagen worden, z. B. bei ! Dieselmotoren, eine einzige Pumpe für mehrere , Zylinder zu verwenden und den durch diese Pumpe geförderten Brennstoff mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung, von welcher Rohrleitungen nach den einzelnen Zylindern ausgehen, zu verteilen. Dies geschieht in der ; Weise, daß der Brennstoff durch feine, kali- ' brierte Öffnungen hindurchgehen muß, ehe er von der Verteilungsvorrichtung aus in die Rohrleitungen gelangt. Der Widerstand in diesen Öffnungen ist so groß, daß die Ungleichförmigkeiten des Druckes, die in den einzelnen Brennstoffventilen vorkommen können, sowie die Ungleichförmigkeiten des Widerstandes, die in den einzelnen Rohrleitungen vorhanden sein können, im Verhältnis zu den Widerständen in den kleinen Öffnungen vernachlässigt werden können.One of the most important tasks in the construction of multi-cylinder internal combustion engines For liquid fuel is to distribute the fuel evenly according to the individual To distribute cylinders. For machines to which the fuel is fed under pressure, this distribution is usually carried out according to the individual cylinders with the help of a special one Pump for each cylinder. But it has also been proposed, e.g. B. at! Diesel engines, a single pump for several, To use cylinder and the fuel delivered by this pump with the help of a special device from which pipelines go out to the individual cylinders, to distribute. This happens in the; Way that the fuel through fine, potash ' burned openings must pass before it enters the Pipelines. The resistance in these openings is so great that the irregularities the pressure that can occur in the individual fuel valves, as well as the irregularities in the resistance, which may be present in the individual pipelines, in relation to the resistances in the small openings can be neglected.

Diese Vorrichtung zum Verteilen des Brennstoffes ist aber nicht an umsteuerbaren Maschinen verwendbar, weil die Brennstoffverteilung während der Umsteuerung sowie beim Langsamlaufen der Maschine unsicher wird. Die Brennstoffverteilung nach den Zylindern, wenn eine einzelne Brennstoffpumpe in VerV bindung mit einem Brennstoffverteiler und kalibrierten Öffnungen verwendet wird, hängt nämlich davon ab, daß der· Widerstand bei dem Durchtritt des Öles durch diese kleinen Öffnungen sehr groß ist im Verhältnis zum Widerstand in den verschiedenen Rohrleitungen zwischen dem Verteiler und den Brennstoffventilen sowie im Verhältnis zu den Druckunterschieden, die zwischen dem Luftdruck in den verschiedenen Brennstoffventilen vorhanden sind. Hierdurch wird die genaue Brennstoffverteilung unsicher.This device for distributing the fuel is not on reversible machines can be used because the fuel distribution becomes unsafe during the reversal and when the engine is running slowly. The fuel distribution according to the cylinders if a single fuel pump is in VerV binding with a fuel manifold and calibrated orifices used depends namely on the fact that the resistance to the passage of the oil through these small Openings is very large in relation to the resistance in the various pipelines between the manifold and the fuel valves and in relation to the pressure differences that exist between the air pressure are present in the various fuel valves. This will make the exact Unsafe fuel distribution.

Eine Brennstoffpumpe mit Verteiler und kalibrierten Öffnungen kann auch nicht zur direkten Einspritzung (ohne Verwendung von Druckluft) in mehrere Zylinder verwendet werden, weil sie ja ihren Brennstoff gleichzeitig nach allen Zylindern fördert, während die direkte Einspritzung bedingt, daß das öl am Beginn des Verbrennungshubes jedes Zylinders und somit auf verschiedenen Zeitpunkten für die einzelnen Zylinder, je nach der Kurbellage, eingespritzt wird.A fuel pump with distributor and calibrated openings cannot be used either uses direct injection (without the use of compressed air) into multiple cylinders because it delivers its fuel to all cylinders at the same time while the direct injection requires that the oil at the beginning of the combustion stroke of each cylinder and is thus injected at different times for the individual cylinders, depending on the crank position.

Bei solchen Motoren war man bis jetzt gezwungen, eine besondere Pumpe für jedenWith such engines up until now one was forced to have a special pump for each one

Zylinder zu verwenden. Die genaue Verteilung des Brennstoffes nach den einzelnen Zylindern einer solchen Maschine, vor allem aber bei geringer Belastung, wenn die Brennstoffmengen sehr klein sind, erfordert eine sehr genaue Einstellung der Teile, die der Abnutzung ausgesetzt sind oder sonst leicht aus dem Zustand gebracht werden können, der die genaue Verteilung ermöglicht. Diene • ίο Einstellungsschwierigkeiten werden noch größer bei Maschinen, bei denen der Brennstoff unmittelbar in den Zylindern ohne Verwendung irgendwelcher Vorexplosionskammer eingespritzt wird. Bei solchen Maschinen muß, wie bskannt, auch der Zeitpunkt, in welchem die Einspritzung beginnen soll, viel genauer eingestellt und viel leichter entsprechend verschiedenen Belastungen und Brennstoffen verändert werden können.Cylinder to use. The exact distribution of the fuel according to the individual Cylinders of such a machine, but especially when the load is low, when the fuel quantities are very small, requires very precise adjustment of the parts subject to wear or otherwise easily can be brought out of the state that enables the precise distribution. Serve • ίο Recruitment difficulties become even greater in machines where the fuel is directly in the cylinders without being used any pre-explosion chamber is injected. With such machines, as is known, the point in time at which the injection is to begin is also set much more precisely and changed much more easily according to different loads and fuels can be.

Falls es möglich wäre, eine einzige Pumpe, d. h." einen einzigen Kolben und eine einzige Reihe von Reglerventilen für sämtliche Zylinder, zu verwenden, so würde die Genauigkeit der Brennstoffverteilung unter allen Umständen gesichert und die Einstellung des Einspritzaugenblickes erleichtert sein. ~~ If it were possible to use a single pump, ie "a single piston and a single row of regulating valves for all cylinders, the accuracy of the fuel distribution would be ensured under all circumstances and the setting of the injection instant would be easier. ~~

Dies wird gemäß vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß für sämtliche* Zylinder eine gemeinsame. Brennstoffpumpe angeordnet ist, die für jede Umdrehung der Motorwelle eine der Zahl der Zündungen entsprechende Anzähl von Druckhüben ausführt. Ferner ist das Pumpengehäuse oder ein damit verbundener Verteilungskasten mit jedem Zylinder durch eine Rohrleitung verbunden, die ein Ventil besitzt. Diese Ventile werden zwangläufig gesteuert und zur Brennstoffzufuhr nach einem der Zylinder bei den einzelnen Druckhüben der Pumpe nacheinander geöffnet. Bei einer Viertaktmaschine mit sechs Zylindern wird z. B. die Umlaufzahl der Pumpe dreimal I so groß wie die Umlaufzahl der Maschine, j und bei einer Zweitaktmaschine mit sechs j Zylindern wird die Umlaufzahl der Pumpe ; sechsmal so groß wie die Umlaufzahl der \ Maschine. |According to the present invention, this is achieved in that a common cylinder is used for all * cylinders. Fuel pump is arranged, which executes a number of pressure strokes corresponding to the number of ignitions for each revolution of the motor shaft. Further, the pump housing or a junction box connected thereto is connected to each cylinder by a pipe having a valve. These valves are automatically controlled and opened one after the other for the fuel supply to one of the cylinders during the individual pressure strokes of the pump. In a four-stroke engine with six cylinders, for. B. the number of revolutions of the pump is three times I as the number of revolutions of the machine, j and in a two-stroke engine with six j cylinders, the number of revolutions of the pump; six times as large as the winding number of \ machine. |

. Die Fig. I, 2 und 3 der Zeichnung stellen I schematische Schnitte je einer Ausführungsform j der Erfindung dar, die für eine Zweitaktmaschine mit sechs Zylindern bestimmt ist. ', Fig. 4 zeigt ein Diagramm, das zur Erklärung '■. der Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten ^: Ausführungsform dient. ,. Figs. I, 2 and 3 of the drawing represent I schematic sections each of an embodiment j of the invention, which is intended for a two-stroke engine with six cylinders. ', Fig. 4 shows a diagram used for explanation ' ■. the operation of the embodiment shown in ^FIG. 2 serves embodiment. ,

In Fig. ι wird vorausgesetzt, daß die Welle 1 ^! mit der Kurbelwelle der Maschine verbunden \ ist und die gleiche Umlauf zahl wie diese hat. Die Welle 1 ist durch das Zahnradgetriebe 7, 8 ! mit einer Welle 9 verbunden, die durch die j Kurbel 10, die Kurbelstange 11 und den Kreuz- j kopf 12 mit einem Kolben 13 in dem Pumpengehäuse 14 verbunden ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 7 und 8 ist derart gewählt, daß, während die Welle 9 sechs Umdrehungen, die Welle 1 eine Umdrehung macht. Das Pumpengehäuse 14 besitzt ein Saugventil 16 und ein Druckventil 15, das die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und einem Verteilungskasten 18 beherrscht, während das Ventil 16 die Verbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Saugleitung 17 überwacht. Der Verteilungskasten 18 besitzt sechs Rohrstutzen 19, von j denen jeder zur Aufnahme einer nicht dar-' gestellten, zu einem der Zylinder der Maschine führenden Rohrleitung dient. Jeder Rohr-' stutzen 19 enthält ein federbelastetes Ventil 20, ^: das durch eine Steuerstange 21 geöffnet werden kann. Jede Steuerstange erhält ihre Bewegung durch je eine Kurbel 24 der Welle 1 unter Vermittlung eines Kreuzkopfes 22 und einer Pleuelstange 23. Die sechs Kurbeln 24 sind derart gegeneinander versetzt, daß sämtliche ■ Ventile 20 nacheinander je einmal geöffnet j werden, während die Welle 1 eine Umdrehung ; macht, und zwar in Zeitpunkten, die den ! Arbeitsvorgängen der einzelnen Zylinder angepaßt sind. Während die Ventile 20 je ein- ; mal nacheinander geöffnet werden, macht der Kolben 13 sechs Druckhübe und sechs Saughübe. Bei jedem Druckhub wird eines der j Ventile 20 offen gehalten, so daß Brennstoff j in d:e zu dem entsprechenden Zylinder füh- : rende Leitung eingepreßt wird. Während ! jeder Umdrehung der Welle 1 erhält somit jeder Zylinder eine bestimmte Brennstoffmenge, die für sämtliche Zylinder gleich groß ist. Die Anordnung ist ferner so getroffen, daß das Öffnen eines Ventils 20 etwas vor dem Beginn des entsprechenden Druckhubes erfolgt, während das Schließen des Ventils etwas j nach dem Ende des Druckhubes erfolgt, wo- ^s' durch das Offenhalten des Ventils während des ganzen Druckhuhes gesichert ist. Die Einstellung der Brennstoffmengen kann beispielsweise durch Änderung der Hublänge des° Kolhens 13 oder durch Regelung des Saugventils oder auf andere geeignete Weise erfolgen. Die Ausführung nach Fig. 1 eignet sich besonders für Dieselmotoren und einige andere Motorgattungen. Für Maschinen, in welche der Brennstoff ohne Verwendung von Druckluft eingespritzt wird und bei denen keine Vorexplosionskammer vorhanden ist, ist die Ausführung nach Fig. 1 wenig vorteilhaft, u. a. weil keine Vorrichtung zur Regelung des Einspritzaugenblickes vorhanden ist. Für solche Maschinen kann eine etwas abgeänderte Pumpenanlage verwendet werden. Zwei Ausführungsformen solcher abgeänderter Pumpenanlagen sind in Fig. 2 und 3 dargestellt. Diese Ausführungsformen können aber auch, wenn erwünscht, an Motoren mit Vorexplosians-In Fig. Ι it is assumed that the shaft 1 ^! \ is connected to the crankshaft of the engine and the same circulation has number like this. The shaft 1 is through the gear transmission 7, 8! connected to a shaft 9 which is connected to a piston 13 in the pump housing 14 by the crank 10, the connecting rod 11 and the crosshead 12. The transmission ratio between the gears 7 and 8 is chosen such that while the shaft 9 makes six revolutions, the shaft 1 makes one revolution. The pump housing 14 has a suction valve 16 and a pressure valve 15, which controls the connection between the pump housing and a distribution box 18, while the valve 16 monitors the connection between the pump housing and the suction line 17. The distribution box 18 has six pipe stubs 19, each of which is used to receive a pipe, not shown, leading to one of the cylinders of the machine. Each pipe 'clip 19 includes a spring-loaded valve ^20: which can be opened by a control rod 21st Each control rod receives its movement by a crank 24 of the shaft 1 by means of a cross head 22 and a connecting rod 23. The six cranks 24 are offset from one another in such a way that all ■ valves 20 are opened one after the other, while the shaft 1 one revolution ; makes, at times that! Operations of the individual cylinders are adapted. While the valves 20 each one; times are opened one after the other, the piston 13 makes six pressure strokes and six suction strokes. With each pressure stroke one of the j valves 20 is kept open, so that fuel j is injected into the line leading to the corresponding cylinder. While ! Each rotation of the shaft 1 thus receives each cylinder a certain amount of fuel, which is the same for all cylinders. The arrangement is also made such that the opening of a valve 20 takes place a little before the beginning of the respective pressure stroke, during the closing of the valve a little j takes place after the end of the compression stroke, ^s WO 'by keeping the valve open during the whole Druckhuhes secured is. The setting of the fuel quantities can take place, for example, by changing the stroke length of the piston 13 or by regulating the suction valve or in another suitable manner. The embodiment according to FIG. 1 is particularly suitable for diesel engines and some other types of engines. For machines in which the fuel is injected without the use of compressed air and in which there is no pre-explosion chamber, the embodiment according to FIG. 1 is not very advantageous, inter alia because there is no device for regulating the instant of injection. A slightly modified pump system can be used for such machines. Two embodiments of such modified pump systems are shown in FIGS. However, these embodiments can also, if desired, be used on engines with pre-explosion

kammer oder- mit Drucklufteinspritzung ver- ! wendet werden.chamber or with compressed air injection! be turned.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist zwischen dem Pumpengehäuse 14 und dem Verteilungskasten 18 ein zwangläufig geführtes Ventil 25 angeordnet. Ferner besitzt das Pumpengehäuse ein Überströmventil 26. Das Ventil 25 ist derart gesteuert, daß es erst nach dem Beginn des Druckhubes der Pumpe geöffnet und vor dem Ende des Druckhubes geschlossen wird. Wenn das Ventil 25 geschlossen ist, wird die durch den Kolben > geförderte Brennstoffmenge durch das Ventil 26 in die Saugleitung zurückgedrückt.In the embodiment shown in Fig. 2 is between the pump housing 14 and a positively guided valve 25 is arranged in the distribution box 18. Also owns the pump housing an overflow valve 26. The valve 25 is controlled such that it only opened after the start of the pressure stroke of the pump and before the end of the pressure stroke is closed. When the valve 25 is closed, the piston> The amount of fuel delivered is pushed back through the valve 26 into the suction line.

Die Wirkungsweise ist wie folgt: In dem Diagramm in Fig. 4 entspricht der Bogen zwischen zwei Radien einem Druckhub und einem Saughub des Pumpenkolbens. Während ! des Saughubes wird ein Ventil 20 im Punkte i¹ geöffnet, in 1 beginnt der Druckhub, von 1 bis i⁴ wird Flüssigkeit durch das Ventil 26 gedrückt, indem das Ventil 25 geschlossen ist. In i⁴ wird das Ventil 25- geöffnet, von 1* bis i⁵ strömt Flüssigkeit durch das Ventil 25 in den Verteilungskasten 18 und von dort durch das offene Ventil 20 in die zugehörige Rohrleitung 19. In i⁵ wird das Ventil 25 geschlossen, und in 1' hört der Druckhub auf. In 1"' wird das bis jetzt offen gehaltene Ventil 20 geschlossen, worauf sich derselbe' Vorgang wiederholt, indem das nächste Ventil 20 geöffnet wird.The mode of operation is as follows: In the diagram in FIG. 4, the arc between two radii corresponds to a pressure stroke and a suction stroke of the pump piston. While ! of the suction stroke, a valve 20 is opened at point i ¹ , in FIG. 1 the pressure stroke begins, from 1 to i ⁴ liquid is forced through valve 26 by closing valve 25. In i ⁴ the valve 25- is opened, from 1 * to i ⁵ liquid flows through the valve 25 into the distribution box 18 and from there through the open valve 20 into the associated pipeline 19. In i ⁵ the valve 25 is closed, and The pressure stroke ends in 1 '. In FIG. 1 "'the valve 20, which has been kept open until now, is closed, whereupon the same process is repeated in that the next valve 20 is opened.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist ein selbsttätiges Druckventil 15 zwi- sehen dem Pumpengehäuse 14 und dem Verteilungskasten 18 verwendet. Ferner ist ein zwangläufig gesteuertes Saugventil 27 vorgesehen, das einen Teil der durch den Kolben. verdrängten Flüssigkeitsmenge in die Saugleitung am Beginn und Ende des Druckhubes zurückfließen läßt und dabei allein oder zusammen mit einem gewöhnlichen Saugventil 16 das Eintreten des Brennstoffes in das Pumpengehäuse zuläßt. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit derjenigen der Ausführungsform nach Fig. 2 überein, es wird nur ein Teil des Pumpendruckhubes für die Brennstoffzufuhr ausgenutzt". ' Die Änderung der Brennstoffmenge bei den ;In the embodiment shown in Fig. 3, an automatic pressure valve 15 is between see the pump housing 14 and the distribution box 18 used. Furthermore, a positively controlled suction valve 27 is provided, that part of the through the piston. displaced amount of liquid in the suction line can flow back at the beginning and end of the pressure stroke and thereby alone or together with an ordinary suction valve 16 the entry of the fuel into the pump housing allows. The mode of operation of this embodiment is essentially the same as that of the embodiment according to FIG. 2 agree that only part of the pump pressure stroke is used for the fuel supply ". The change in the amount of fuel at the;

Aus'führungsformen nach Fig. 2 und 3 kann durch Änderung der Länge des Pumpenhubes oder mit Hilfe entsprechender Steuervorrichtungen für die Ventile 25 und 27 erfolgen. Anstatt der dargestellten Kurbeln, die zum Treiben der Ventile und des Pumpenkolbens dienen, können entsprechend gestaltete Daumenscheiben oder Exzenter verwendet werden.Aus'führungsformen according to FIGS. 2 and 3 can by changing the length of the pump stroke or with the aid of appropriate control devices for the valves 25 and 27. Instead of the cranks shown, they are used to drive the valves and the pump piston appropriately designed thumb discs or eccentrics can be used.

An bestimmten Maschinen ist es erforderlich, daß der Pumpenkolben für jede Zündung \ On certain machines it is necessary that the pump piston for each ignition \

ο zwei ganze Hübe ausführt, und zwar derart, j daß zwischen je zwei Einspritzungen nach | zwei einzelnen Zylindern ein Druckhub vofkommt, der nicht ausgenutzt wird, indem der während dieses Druckhubes geförderte Brennstoff durch ein Rücklaufventil, z. B. 26 in Fig. 2, zurückgepreßt wird. Dies "kann dadurch leicht erreicht werden, daß die Kurbel oder die Daumenscheibe, durch welche die Ventile 25 und 27 betätigt werden, die halbe Umlaufzahl wie die Pumpe hat, oder auch dadurch, daß durch besondere Einrichtungen jeder zweite Druckhub übergangen und die ganze Brennstoffmenge durch die Ventile 26 bzw. 27 in die Saugleitung zurückgedrückt wird. - ο performs two whole strokes in such a way that j that between each two injections according to | two individual cylinders have a pressure stroke that is not exploited by the fuel delivered during this pressure stroke through a return valve, e.g. B. 26 in Fig. 2, is pressed back. This "can easily be achieved by the fact that the crank or thumb disk, by which the valves 25 and 27 are operated, has half the number of revolutions of the pump, or else by special devices bypassing every second pressure stroke and passing the entire amount of fuel through." the valves 26 and 27 are pushed back into the suction line.

Eine solche Pumpenanlage kann beispielsweise an Maschinen mit einem, zwei oder drei Zylindern verwendet werden, um eine Pumpe mit kleinem Hubvolumen zu erhalten, das zum größten Teil ausgenutzt werden kann.Such a pump system can be used, for example, on machines with one, two or three Cylinders can be used to obtain a small displacement pump that can be exploited for the most part.

Auch kann das Ventil zwischen dem Pumpengehäuse und dem Verteilungskasten wegfallen und durch ein Druckventil in jeder von dem Verteilungskasten ausgehenden Rohrleitung ersetzt werden. Es ist einleuchtend, daß in -85 solchem Falle kein besonderes Pumpengehäuse erforderlich ist, indem der Kolben in dem Verteilungskasten selbst arbeiten kann.The valve between the pump housing and the distribution box can also be omitted and through a pressure valve in each pipeline extending from the distribution box be replaced. It is evident that in such a case there is no special pump housing is required in that the piston can work in the distribution box itself.

Claims

Patent Claims:

1. Fuel pump system, especially for internal combustion engines with several Cylinders, with a common fuel pump for all cylinders, characterized in that the pump has one corresponding to the number of ignitions Executes number of pressure strokes for each revolution of the machine shaft, as well as that the pump housing or one connected to it Distribution box (18) with the individual cylinders through separate pipes each of which contains a controlled valve (20) which is positively opened when the associated cylinder is fed with fuel shall be.

2. Embodiment according to claim x, characterized in that between the Pump housing and the distribution box arranged a controlled pressure valve (25) is that the connection between the pump housing and the distribution box (18) for the purpose of regulating the in the distribution box the amount of fuel received only during part of the pressure stroke holds open, while in the pump housing, in addition to the suction valve (16), there is a return valve (26) is arranged, through which the fuel excess conveyed by the pump piston is fed back into the suction line of the pump (Fig. 2).

3. embodiment according to claim 1,

characterized in that there is an automatic pressure valve in the pump housing (15) and an automatic suction valve is arranged that further between the .Pump housing and suction line

controlled return valve (27) is provided "which is part of the through the pump The amount of fuel transported is returned to the suction line during the pressure stroke (Fig. 3).

1 sheet of drawings.