DE358325C

DE358325C - Fuel pump for internal combustion engines

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Publication number: DE358325C
Application number: DET24072D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-12-03
Filing date: 1920-06-16
Publication date: 1922-09-13

Description

Die Erfindung" bezieht sich auf eine Pumpe zum Einspritzen kleiner Mengeni von flüssigem Brennstoff unter hohem Druck und in dem richtigen Augenblick des Arbeitskreislaufes in den Zylinder eines Motors von hoher Geschwindigkeit.The invention "relates to a pump for injecting small quantities of liquid fuel under high pressure and into the right moment of the working cycle in the cylinder of an engine of high Speed.

Die Erfahrung hat gelehrt, daß· außer dem Einfluß von Ausströmungen, die die Wirkung fast stets bis auf Null herabmindern, das ' Haupthindernis einer hohen Leistungsfähigkeit in dem Vorhandensein von Luift oder Gas in der einzuspritzenden Flüssigkeit zu suchen ist. Die Gase sammeln sich in der Pumpe oder in der Rohrleitung· an und haben in der Pumpe eine doppelte Wirkung zur Folge. Sie vermindern zunächst deren Wirkungsgrad, und ferner stellen sie in der Rohrleitung ein elastisches Kissen dar, derart, daß di<6 Flüssigkeit in den Motor nicht zu dem Zeitpunkt eingeführt wird, wo die Pumpe ihren Kolbenhub ausführt, sondern in dem Augenblick, wo der Druck in dem Zylinder am geringsten ist. Versuche haben nun gezeigt, daß diese Gase selbst im Innern der Flüssigkeit vorhandenExperience has shown that · besides the influence of outflows, the effect almost always reducing it to zero, the main obstacle to high performance look for the presence of air or gas in the liquid to be injected is. The gases collect in the pump or in the pipeline and have in the Pump results in a double effect. You first reduce their efficiency, and they also represent an elastic cushion in the pipeline such that di <6 liquid is not introduced into the engine at the time the pump has its piston stroke executes, but at the moment when the pressure in the cylinder is lowest. Experiments have now shown that these gases are even present in the interior of the liquid

sind. Für ein und. dieselbe Pumpe ist nämlich das Ergebnis grundsätzlich verschieden, wenn man mit Petroleum oder mit frisch gekochtem Wasser arbeitet, wobei in beiden Fällen; die Ausströmungsverkiste gleich Null sein sollen. Diese Gase scheinen durch die geringe Druckentlastung frei zu, werden, die in dem Augenblick des· Ansaugens auftritt, wobei diese Gase sich nicht mit ausreichender ίο Schnelligkeit wieder verflüssigen.are. For one and. the same pump the result is fundamentally different, when working with petroleum or with freshly boiled water, in both cases; the outflow box should be zero. These gases shine through the low Pressure relief to be released, which occurs at the moment of the suction, wherein these gases do not liquefy again with sufficient ίο rapidity.

Der Erfinder hat nun bei einer gewöhnlichen Kolbenpumpe mit einem selbsttätigen Saugventil letzteres durch ein gesteuertes Ventil ersetzt, wobei derselbe Öffnungsivorgang beibehalten wurde, d. h. ein solcher, wo die Öffnung von außen nach innert mit Bezug auf den Pumpenkörper eintritt. Das Ergebnis, welches immer noch wenig befriedigend war,, schien anzuzeigen, daß das Ventil zu klein gewählt war. Die Vergrößerung des Venüils zeitigte aber ein noch schlechteres Ergebnis mit Bezug auf das Vorhandensein von Gas. Der Grund ist darin zu suchen, daß der Kopf des Ventils selbst wie ein Kolben wirkt. In dem Augenblick, wo das Ventil sich schließt, ist es bestrebt, in dem Pumpenkörper einen luftleeren Raum; herzustellen, so daß der unter dem: Sitz befindliche Kanalquerschnitt sich nicht schnell genug vollfüllen kann. Diese Erwägungen haben zur Ausführung der Pumpe gemäß der Erfindung geführt, und die erzielten ausgezeichneten Ergebnisse bestätigen die Richtigkeit der obigen Erörterung. Gemäß der vorliegenden Erfindung vvirdi das Saugventil mechanisch gesteuert und öffnet sich von innen nach außen. Ferner ist dieses Saugventil zweckmäßig in der Achse des Kolbens angeordnet und bildet selbst den Boden des Pumpenkörpers.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung beruht darin, daß dieses Saugventil in eine Kammer mündet, die durch ihren oberen Teil in Verbindung mit der Außenluft steht und die selbst mit Brennstoff von einem¹ Behälter mit konstantem Flüssigkeitsspiegel gespeist wird.In an ordinary piston pump with an automatic suction valve, the inventor has now replaced the latter with a controlled valve, the same opening process being retained, ie one where the opening occurs from the outside inward with respect to the pump body. The result, which was still not very satisfactory, appeared to indicate that the valve was chosen too small. However, the enlargement of the valve produced an even worse result with regard to the presence of gas. The reason is to be found in the fact that the head of the valve itself acts like a piston. The moment the valve closes, the aim is to create a vacuum in the pump body; so that the channel cross-section located under the seat cannot fill up quickly enough. These considerations have led to the construction of the pump according to the invention and the excellent results obtained confirm the correctness of the above discussion. According to the present invention, the suction valve is mechanically controlled and opens from the inside to the outside. Furthermore, this suction valve is expediently arranged in the axis of the piston and itself forms the bottom of the pump body.
Another feature of the invention resides in that this suction valve opens into a chamber communicating by their upper part in communication with the outside air, and which itself is fed with fuel from a tank ¹ with a constant liquid level.

In den Zeichnungen sind Ausführuingsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar ist Abb. 1 ein senkrechter Schnitt durch die Pumpe der Erfindung. Abb. 2 veranschaulicht ein Diagramm der Bewegungen des Pumpenkolbens und des Saugventils. Abb. 3 veranschaulicht in einem senkrechten Schnitt eine abgeänderte Auisführungsform, wobei das Druckventil in dem Saugventil angeordnet ist. Abb. 4 veranschaulicht im Schnitt eine weitere Abänderung, bei der ebenfalls das Druckventil in dem Saugventil angeordnet ist.In the drawings, embodiments of the invention are illustrated, for example, namely, Figure 1 is a vertical section through the pump of the invention. Figure 2 illustrates a diagram of the movements of the pump piston and suction valve. Fig. 3 illustrates a modified embodiment in a vertical section, wherein the pressure valve is arranged in the suction valve. Fig. 4 illustrates in section another modification in which the pressure valve in the Suction valve is arranged.

In Abb. ι bezeichnet 1 die Nockenwellen, von denen der Nocken 2 den Pumpen-] kolben und der Nocken 3 das Saug- ; ventil betätigt. Mit 4 ist das Gehäuse, ; mit 5 der Pumpenkolben, mit 6 eine Stopf- ! büchse für diesen Kolben und mit 7 eine Feder bezeichnet, die an der Kolbenstange sitzt. 8 ist der Pumpenzylinder, 9 das Saugventil, 10 die Führung für dieses Ventil. MitIn Fig. Ι 1 denotes the camshafts, of which the cam 2 is the pump piston and the cam 3 is the suction; valve actuated. With 4 is the housing, ; with 5 the pump piston, with 6 a stuffing! sleeve for this piston and with 7 a Called the spring that sits on the piston rod. 8 is the pump cylinder, 9 is the suction valve, 10 the guide for this valve. With

11 ist die Feder für das Saugventil und mit11 is the spring for the suction valve and with

12 eine Steuerstange für dieses Ventil be- 7< > zeichnet. An dieser Stange 12 sitzt eine Feder 13, und ein Arm 14 verbindet das Saugventil mit der Stange .12. 15 ist ein Behälter mit konstantem Flüssigkeitsspiegel für die Verbrennungsflüssigkeit. 16 bezeichnet einen Kanal, der diesen Behälter mit der Kammer 17 verbindet, welche rings um das Saugventil angeordnet und am ihrem unteren Teil durch dieses Ventil geschlossen wird, 18 ist der untere Teil des Behälters mit konstantem Flüssigkeitspiegel, durch den die Flüssigkeit eintritt, welche, wie üblich, durch ein Filter hindurchgeht und alsdann in den Behälter 16 gelangt. Mit 19, 20 ist der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter 15 und in der Kammer 17 bezeichnet. An dem oberen Ende der Kammer 17 sind Luftlöcher 21 vorgesehen, und mit 22 ist das selbsttätige Druckventil bezeichnet.12 a control rod for this valve is 7 < > draws. A spring 13 is seated on this rod 12 and an arm 14 connects the suction valve with the rod .12. 15 is a constant liquid level container for the Combustion fluid. 16 denotes a channel connecting this container to the chamber 17 connects, which are arranged around the suction valve and through at its lower part this valve is closed, 18 is the lower part of the container with constant Liquid level through which the liquid enters, which, as usual, passes through a filter passes through and then enters the container 16. At 19, 20 is the liquid level in the container 15 and in the chamber 17. At the top of the Chamber 17, air holes 21 are provided, and with 22 is the automatic pressure valve designated.

In der Abb. .1 ist der Kolben 5 am oberen Punkte seines Hubes. Es ist leicht zu verstehen, daß der schädliche Raum fast bis auf Null vermindert wird — er wird übrigens, wie dies weiter unten näher erläutert wird, stets gleich Null sein —, und daß das Zuleitungs- oder Saugventil einen verhältnismäßig großen Querschnitt besitzt. Man erkennt ferner, daß dieses Ventil sich von innen nach außen öffnet. Die Feder 11 muß übrigens eine genügende Spannung besitzen, um den inneren Druck im Augenblick des Einspritzens auszugleichen.In Fig. 1, the piston 5 is at the top of its stroke. It's easy to understand that the harmful space is reduced almost to zero - it will, by the way, how this is explained in more detail below, always be equal to zero - and that the supply line or suction valve has a relatively large cross-section. It can also be seen that this valve opens from the inside out. Incidentally, the spring 11 must be sufficient Have tension to equalize the internal pressure at the moment of injection.

Gemäß der Erfindung kommen Vorsichtsmaßregeln zur Anwendung, um zu verhindern, daß sich ein Gas bildet, und um ein Ansammeln solcher Gasbläschen auszuschließen, '05 falls sich dennoch ein wenig Gas bilden sollte. In dem Augenblick, wo das Ventil 9 sich anhebt, erzeugt es mit Bezug im Zylinder einen luftleeren Raum, der eine Gasentwicklung zur Folge hat. Die Flüssigkeitsmenge, no auf welche diese Luftleere einwirkt;' ist jedoch sehr klein und kann nur die Erzeugung einer sehr geringen Gasmenge herbeiführen. Ist das Ventil nun genügend' geöffnet, so kann das Ansaugen vor sich gehen. Die Kammer 17 spielt hierbei eine doppelte Rolle. Infolge dear Luftlöcher 21 gestattet sie der Pumpe, direkt ihren Zylinderinhalt aus der Kammer zu entnehmen, wobei sie die Trägheitswirkuiitgen in den Rohrleitungen und die Kavitationen aufhebt. Wenn nun Außenluft zufällig durch die Leitung 15 eintreten sollte, ent-In accordance with the invention, precautions are taken to prevent gas from being formed and to prevent it from accumulating to exclude such gas bubbles, '05 if a little gas should nevertheless form. The moment the valve 9 rises, it generates with reference in the cylinder a vacuum, which leads to the development of gas. The amount of liquid, no on which this air void acts; ' however, it is very small and can only generate bring about a very small amount of gas. If the valve is now sufficiently open, so can the suction is going on. The chamber 17 plays a double role here. As a result The air holes 21 allow the pump to direct its cylinder contents out of the chamber to be taken, whereby they the inertia effects in the pipes and the cavitations. Now if outside air happens to be should enter through line 15,

weicht sie wieder durch die Löcher 21. Wenn der Kolben seinen Niedergang vollendet hat, beginnt das Ventil sich zu schließen. Wenn nun Gasbläschen vorhanden sein sollten, so haben diese das Bestreben, in den oberen Teil des Zylinders zu treten. Das Ventil hat demzufolge beim Schließen das Bestreben, eine leichte Kompression in der Mischung herbeizuführen. Eine geringe Menge wird somit herausgedrückt und hiermit etwa vorhandene Gasbläschen.it gives way again through the holes 21. If the piston has completed its descent, the valve begins to close. if Now gas bubbles should be present, so these tend to move into the upper part to kick the cylinder. The valve therefore has a tendency to close when closing bring about slight compression in the mixture. A small amount will thus pressed out and thereby any gas bubbles that may be present.

Abb. 2 veranschaulicht graphisch die Hubbewegungen, des Kolbens und des Ventils. 24-28 bezeichnet die Kolbenkurve und 29-34 die Kurve des Ventils. Mit 25, 26 ist der Kolbenniedergang, d. h. der Saughub bezeichnet. Mit 26, 27 ein Stillstand am unteren toten Punkte. 27, 28 bezeichnet den Aufwärtsgang des Kolbens, d. h. ein Zurückdrängen von sehr kurzer Zeitdauer (eine Spritzperiade). Mit 30, 31 ist das Öffnen des Ventils und mit 32, 33 dessen Schließen bezeichnet. Man erkennt, daß das Ventil sich öffnet, bsvor der Kolben seinen Niedergang begonnen hat und sich schließt, nachdem letzterer beendet ist.Fig. 2 graphically illustrates the strokes of the piston and valve. 24-28 denotes the piston curve and 29-34 the curve of the valve. At 25, 26 is the piston drop, d. H. the suction stroke. At 26, 27 a standstill on lower dead points. 27, 28 denotes the upward speed of the piston, i.e. H. a push back of a very short period of time (one spray period). At 30, 31 is the opening of the valve and designated by 32, 33 its closing. You can see that the valve opens before the piston has begun its descent and closes, after the latter has ended.

Um¹ die obenerwähnten Vorsichtsmaßregeln zu ergänzen, erhalten die Druckrohrleitung und die Ventilkammer einen siehr geringen Querschnitt und eine solche Gestalt, diaß überall die Geschwindigkeit der zurückströmenden Flüssigkeit genügend groß ist, um mit Sicherheit die geringsten Gasbläschen mitzureißen, die trotzdem sich etwa gebildet haben. Es ist ferner notwendig·, daß die Rohrleitung kurz gehalten wird, um ein geringes Flüssigkeitsvolumen zwischen Pumpe und Motor aufrechtzuerhalten und' um. die lästigen Wirkungen, zu vermeiden, die von der Zusammendrückbarkeit der Flüssigkeit oder der Elastizität der Wandungen entstehen, die die Flüssigkeit einschließen.By ¹ to supplement the above mentioned precautions, the pressure conduit and the valve chamber receive a Siehr small cross section and a shape such diaß throughout the speed of the back-flowing liquid is sufficiently high to entrain certainly the smallest gas bubbles that have still approximately formed. It is also necessary that the pipeline be kept short in order to maintain a low volume of liquid between the pump and the motor and in order to achieve this. to avoid the annoying effects of the compressibility of the liquid or the resilience of the walls that contain the liquid.

Aus Abb. ι ist bei 23 ein Bolzen oder Zapfen zu¹ erkennen. Dieser Zapfen hat rechtwinklig zur Abbildung gesehen die Gestalt eines Keiles und kann mehr odier weniger eingetrieben werden. Er dient somit dazu, den Rückgang des Kolbens und somit das Ansaugen entsprechend der Reglung des Motors zu begrenzen.From Fig. Ι a bolt or pin can be seen at 23 at ¹ . This pin has the shape of a wedge, seen at right angles to the illustration, and can be driven in more or less. It thus serves to limit the retraction of the piston and thus the intake according to the regulation of the engine.

Dieses Verfahren ist an sich bekannt und kann auch durch irgendein anderes ersetzt werden, welches demselben Zwecke dient. Es ist oben erwähnt worden, daß das Volumen des schädlichen Raumes noch weiter vermindert werden kann. Aus Abb. 1 ist zu erkennen, daß dieser schädliche Raum sich auf den sehr kurzen Kanal 35 beschränkt, der an das Druckventil 32 anstößt. Um diesen Raum vollständig zu unterdrücken, kann man das Druckventil· in dem Saugventil·, und zwar konzentrisch zu dem letzteren anordnen Abb. 3). Das Saugventil bildet alsdann das eine Glied der Rückstromleitung. Das Ventil ist mit der Rohrleitung verbunden, und zwar entweder durch ein biegsames Organ (Rohr 36) oder, wie aus Abb. 4 hervorgeht, kann sein oberes Ende in eine Stopfbüchse 37 eintreten, und die Rohrleitung wird alsdann von einem Rohre oder Stutzen 38 ab- 7« gezweigt. Die beschriebene Pumpe kann natürlich auch dazu dienen, Wasser oder eine Flüssigkeit in Motore oder in Luft- oder Gaskompressoren einzuspritzen.This method is known per se and can also be replaced by any other method which serves the same purpose. It has been mentioned above that the volume the harmful space can be further reduced. From Fig. 1 it can be seen that that this harmful space is limited to the very short channel 35 which is connected to the Pressure valve 32 abuts. To completely suppress this space, you can do that Arrange pressure valve · in the suction valve ·, concentric to the latter Fig. 3). The suction valve then forms one link in the return flow line. The valve is connected to the pipeline, either through a flexible member (tube 36) or, as shown in Fig. 4, its upper end may enter a gland 37 and the pipeline will then branched off from a pipe or nozzle 38. The pump described can of course also serve to put water or a liquid in motors or in air or To inject gas compressors.

Claims

Patent-to sayings:

1. Pump for injecting liquid Fuel in internal combustion engines !, characterized in that the mechanically operated suction valve is opens from the inside out.

2. Pump according to claim 1, characterized in that the suction valve in the Axis of the piston is arranged and forms the bottom of the pump body.

3. Pump according to claim 1 with a container of constant liquid level, characterized in that the suction valve is fed by a chamber, which in its upper part with the Outside air is in communication and is itself fed through that container.

4. Pump according to claim 1, characterized in that the suction valve through a strong spring held in its seat is lifted against the action of this spring by an arm (14) wind, which sits on a rod (12), which in turn is raised by a cam (3) will.

5. pump after; Claim 1, characterized in that an automatic pressure valve is arranged in the suction valve, inside which it can slide.

6. Pump according to claim 1 and 6, characterized characterized in that the hollow rod of the suction valve is formed by a flexible Pipe is connected to a point where the liquid is pushed back must become.

7. Pump according to claim 1 and 6, characterized in that the hollow The rod of the suction valve can move in a stuffing box with a Points connected where the liquid must be pushed back.

1 sheet of drawings.