DE4443161A1

DE4443161A1 - Diesel engine fuel injection pump

Info

Publication number: DE4443161A1
Application number: DE19944443161
Authority: DE
Inventors: Hartmut Sieverding
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: DE4443161C2

Abstract

The stepped plunger (1) has an oblique control edge working with a suction hole and forms a sealing joint with the barrel, in relation to which it can be turned. A cylindrical stepped portion (2) is ground in the plunger, its axis (4) being eccentric to the central axis (3) of the main portion.The eccentricity of the stepped portion in relation to the control edge (7) can be such that the depth of the stepped portion at the suction hole (6) can be less in the part-load position of the plunger than in the full-load position. At one point, the periphery of the stepped portion can be on a common line with that of the plunger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für Diesel-Brennkraft maschinen, mit mindestens einem Pumpenplunger, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel injection pump for diesel internal combustion machines, with at least one pump plunger, in particular according to the preamble of claim 1.

Um die vorgeschriebene Absenkung der Stickoxydemission zu erreichen, werden bei modernen Dieselmotoren relativ späte Förderbeginne ver wendet. Diese bewirken eine Absenkung der Verbrennungsspitzentempe raturen und -drücke und die dadurch bedingte Stickoxydemission. Späte Förderbeginne bedingen aber erhöhte Kraftstoffverbräuche und erhöhte Kohlenwasserstoffemissionen.To achieve the prescribed reduction in nitrogen oxide emissions, are relatively late start of funding in modern diesel engines turns. These lower the peak combustion temperature temperatures and pressures and the resulting nitrogen oxide emission. Late Funding starts, however, increase fuel consumption and increase Hydrocarbon emissions.

Bei Verwendung von Gleichraumentlastungsventilen zur Erzielung einer nachspritzerfreien Vollasteinspritzung tritt bei Teillast und niedrigem Leerlauf eine Überentlastung auf, die in diesem Lastbereich zu noch spä teren Einspritzzeitpunkten führt. Außerdem bedingen die erhöhten Kraft stoffverbräuche eine entsprechend erhöhte Einspritzmenge bei Nenn leistung, die wegen der bei mittlerer Drehzahl vorliegenden günstigeren Kraftstoffverbräuche zu unerwünscht hohem Drehmomentanstieg führt.When using equal space relief valves to achieve a splash-free full-load injection occurs at part load and low Idle overload, which is too late in this load range leads to lower injection times. In addition, the increased strength a correspondingly increased injection quantity at nominal performance because of the cheaper at medium speed Fuel consumption leads to an undesirably high increase in torque.

Der Einsatz von Gleichdruckentlastungsventilen oder Rückströmdrossel ventilen anstelle der Gleichraumentlastungsventile vermeidet zwar die Überentlastung und die dadurch bedingte verspätete Einspritzung bei Teillast und die damit verbundene erhöhte Kohlenwasserstoffemission, jedoch ist dieser Vorteil mit einem noch höheren Drehmomentanstieg er kauft.The use of constant pressure relief valves or backflow restrictors valves instead of equal space relief valves avoids that Overload and the resulting delayed injection Partial load and the associated increased hydrocarbon emissions, however, this advantage is with an even higher torque increase buys.

Hier bietet der bekannte Stufenplunger Abhilfe. Dieser weist einen stufen förmigen, zylindrischen Anschliff des druckseitigen Endes auf. Dadurch entsteht entsprechend der Höhe und Tiefe des Anschliffs über eine be stimmte Plungerhubhöhe eine mehr oder weniger wirksame, gezielte Leckage bis zum endgültigen Abschluß des Sauglochs durch den nicht angeschliffenen Teil des Pumpenplungers. Da die Leckage und der mit ihr verbundene Vorfördereffekt von der Pumpendrehzahl abhängt, tritt mit steigender Drehzahl eine Frühverstellung des Einspritzbeginns und gleichzeitig eine Einspritzmengenerhöhung ein. Durch den mit steigender Drehzahl früheren Einspritzbeginn sinken Kraftstoffverbrauch und Kohlenwasserstoffemission, durch die sinkende Einspritzmenge bei sin kender Drehzahl nimmt die Drehmomentüberhöhung ab.This is where the well-known step plunger offers a remedy. This has one step shaped, cylindrical ground on the pressure side end. Thereby arises according to the height and depth of the bevel over a be agreed plunger lift height a more or less effective, targeted Leakage until the suction hole is finally closed by the ground part of the pump plunger. Since the leak and the one with it connected pre-delivery effect depends on the pump speed, occurs with increasing speed an early adjustment of the start of injection and at the same time an injection quantity increase. With increasing Fuel consumption and lower the speed of the earlier start of injection Hydrocarbon emission, due to the decreasing injection quantity at sin As the speed increases, the torque increase decreases.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß der Förderbeginn nicht nur im niedrigen sondern auch im hohen Leerlauf zu spät liegt und dadurch zu höherer Kohlenwasserstoffemission führt.The disadvantage of this solution is that the start of funding is not only in low but also in high idle too late and therefore too leads to higher hydrocarbon emissions.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Stufenplunger anzugeben, dessen Förderbeginn im niedrigen Leerlauf früh und mit steigender Drehzahl noch früher liegt und dessen Vollasfförderbeginn und Vollastein spritzmenge mit sinkender Drehzahl abnehmen.It is therefore an object of the invention to provide a step plunger, its start of funding early in the low idle and with increasing The speed is even earlier and the start of the full start and full load Reduce the spray volume as the speed drops.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Exzentrizität des Stufenanschliffs hat dieser unter schiedliche Tiefen am Umfang des Pumpenplungers und dadurch unter schiedliche, lastabhängige Vorfördereffekte. Diese führen zu unterschied lichen Drehzahleinflüssen auf Förderbeginn und Kraftstoffördermenge.The object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Due to the eccentricity of the stepped bevel, this has under different depths around the circumference of the pump plunger and therefore below different, load-dependent pre-conveying effects. These lead to a difference speed influences on the start of delivery and fuel delivery.

Es ist von Vorteil, daß durch die Anordnung der Exzentrizität des Stufen anschliffs zur schrägen Steuerkante die Tiefe des Stufenanschliffs im Be reich des Sauglochs in Teillaststellung des Stufenplungers geringer ist als in dessen Vollaststellung. Auf diese Weise liegt der Förderbeginn im niedrigen Leerlauf früh und im hohen Leerlauf noch früher, wodurch die Kohlenwasserstoffemission im gesamten Leerlaufbereich niedrig liegt. Im Vollastbereich wird der Drehzahleinfluß auf Förderbeginn und Kraftstoff einspritzmenge vollwirksam. Dadurch wird bei Nenndrehzahl ein früher Förderbeginn mit niedrigem Kraftstoffverbrauch erzielt, mit sinkender Drehzahl eine gewollte Abnahme von Förderbeginn und Kraftstoffein spritzmenge erreicht. Dadurch ergibt sich die gewünschte begrenzte Drehmomentüberhöhung.It is advantageous that by arranging the eccentricity of the steps the depth of the stepped bevel in the be range of the suction hole in the partial load position of the step plunger is less than in its full load position. In this way, funding begins in low idle early and in high idle even earlier, reducing the Hydrocarbon emissions are low throughout the idle range. in the The speed influence on the start of delivery and fuel becomes full load range injection quantity fully effective. This makes an earlier one at nominal speed Start of delivery achieved with low fuel consumption, with decreasing Speed is a desired decrease in the start of delivery and fuel spray volume reached. This gives the desired limited Excessive torque.

Vorteilhaft ist auch, daß der Stufenanschliff zumindest in einem Punkt des Plungerumfangs mit dessen Außenumfang eine gemeinsame Mantellinie aufweist. Wenn dieser Punkt im Bereich einer Stoppnut angeordnet ist, wird der Vorfördereffekt im niedrigen Leerlauf ausgeschaltet und dort der frühestmögliche Förderbeginn erreicht, der zu geringen Kohlenwasser stoffemissionen führt.It is also advantageous that the step grinding at least in one point of the Plunger circumference with its outer circumference a common surface line having. If this point is located in the area of a stop groove, the pre-delivery effect is switched off at low idle and there the The earliest possible start of production reached, the hydrocarbon too low leads to emissions.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Stu fenhöhe des Stufenanschliffs 12,5%, die Differenz der Durchmesser von Stufenplunger und Stufenanschliff 2,5% und die Exzentrizität der Achse des Stufenanschliffs gegenüber der Achse des Stufenplungers 1,25% des Plungerdurchmessers betragen. Durch die erfindungsgemäßen Ab messungen von Stufenhöhe, Anschlifftiefe und Exzentrizität werden die gewünschten Verläufe von Förderbeginn und Kraftstoffeinspritzmenge bei einem Plungerdurchmesser von 7 bis 8 mm erreicht.An advantageous development of the invention is that the stu height of the bevel 12.5%, the difference in the diameter of Step plunger and step grinding 2.5% and the eccentricity of the axis of the step grinding with respect to the axis of the step plunger 1.25% of the Plunger diameter. From the invention Measurements of step height, grinding depth and eccentricity are the desired courses of start of delivery and fuel injection quantity reached a plunger diameter of 7 to 8 mm.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.Further features result from the following description and the Drawing, in which an embodiment of the invention is schematic is shown.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Draufsicht auf den Stufenplunger 1 mit dem Saugloch 6, Fig. 1 top view of the Stufenplunger 1 with the suction hole 6,

Fig. 2 Seitenansicht des Stufenplungers 1. Fig. 2 side view of the Stufenplungers. 1

Aus Fig. 1 gehen der Stufenplunger 1 mit dem Stufenanschliff 2 und die Stufenplungerachse 3 sowie die dazu exzentrisch angeordnete Stufenan schliffachse 4 hervor. Die Lage der Exzentrizität ist so gewählt, daß die Minimaltiefe des Stufenanschliffs 2 im Bereich der Stoppnut 5 liegt. Die Minimaltiefe des Stufenanschliffs 2 beträgt 0 mm.From Fig. 1, the stepping plunger 1 with the stepped bevel 2 and the stepping plunger axis 3 as well as the eccentrically arranged stepping axis 4 appear . The position of the eccentricity is chosen such that the minimum depth of the Stufenanschliffs 2 is in the range of the stopping groove. 5 The minimum depth of the bevel 2 is 0 mm.

Die nicht gezeigte Plungerbuchse ist durch deren Saugloch 6 dargestellt. Die Verdrehung des Stufenplungers 1 wird durch die erste Sauglochpo sition 6a und die zweite Sauglochposition 6b gezeigt.The plunger bushing, not shown, is represented by its suction hole 6 . The rotation of the stepped plunger 1 is shown by the first suction hole position 6 a and the second suction hole position 6 b.

Aus Fig. 2 geht die Lage des Stufenanschliffs 2 zu einer schrägen Steuerkante 7 hervor. Die geringste Tiefe des Stufenanschliffs 2 von 0 mm befindet sich im Bereich der Stoppnut 5 und der benachbarten Saug lochposition des niedrigen Leerlaufs.From Fig. 2, the situation is the Stufenanschliffs 2 to produce an oblique control edge 7. The smallest depth of the bevel 2 of 0 mm is in the area of the stop groove 5 and the adjacent suction hole position of the low idling.

The arrangement according to the invention works as follows

Die Kraftstofförderung des Stufenplungers 1 beginnt geometrisch betrach tet mit dem Abschluß des Sauglochs 6 durch die Oberkante des Stufen plungers 1. Durch den Stufenanschliff 2 wird jedoch eine gezielte Leckage verursacht, so daß bis zum endgültigen Abschluß des Sauglochs 6 durch den nicht angeschliffenen Teil des Stufenplungers 1 ein Teil des Fördervolumens zurück ins Saugloch 6 strömt. Dieser Teil ist dreh zahlabhängig und, aufgrund der unterschiedlichen Tiefe des Stufenan schliffs 2 am Umfang des Stufenplungers 1 auch lastabhängig. In Fig. 2 ist die Lastabhängigkeit des dynamischen Förderbeginns für mittlere Mo tordrehzahlen im Bereich des Stufenanschliffs 2 strichpunktiert eingetra gen. Bei niedrigen Motordrehzahlen spielt die dynamische Vorförderung im Bereich hoher Motorlast = hoher Kraftstoffeinspritzmenge wegen der dort vorhandenen großen Anschlifftiefe = Leckage eine geringe Rolle, so daß die Kraftstofförderung praktisch erst nach Durchlaufen des Stufenan schliffs 2 beginnt. Dadurch sind ein später Förderbeginn und eine ver ringerte Kraftstoffeinspritzmenge gegeben, wie sie bei niedriger Motor drehzahl erwünscht sind. Diese Verhältnisse verschieben sich bei kleiner Motorlast = kleiner Kraftstoffeinspritzmenge wegen der abnehmenden Anschlifftiefe = Leckage zu früherem Förderbeginn. Im Leerlauf ist durch den enger werdenden Spalt des Stufenanschliffs eine stärkere Dreh zahlabhängigkeit des Förderbeginns gegeben. Auf diese Weise findet die Einspritzung im niedrigen Leerlauf früh, im hohen Leerlauf deutlich früher statt, wodurch die Kohlenwasserstoffemission im gesamten Leerlaufbe reich minimiert wird.The fuel delivery of the stepping plunger 1 begins geometrically considered with the completion of the suction hole 6 through the upper edge of the stepping plunger 1 . However, a targeted leakage caused by the Stufenanschliff 2, so that until the final termination of the suction hole 6, a part of the delivery volume flowing through the unsanded part of Stufenplungers 1 back into the suction hole. 6 This part is dependent on the number of revolutions and, due to the different depth of the cut 2 on the circumference of the step plunger 1, also load-dependent. In FIG. 2, the load dependence of the dynamic feed start for medium Mo tordrehzahlen in the region of Stufenanschliffs 2 dot-dash lines eingetra gene. At low engine speeds, makes the dynamic pre-supply in the high engine load = high fuel injection amount because of the presence therein large Anschlifftiefe = leakage of minor importance, so that fuel delivery begins practically only after passing through the cut 2 steps. This gives a late start of delivery and a reduced fuel injection quantity, as they are desired at low engine speed. These conditions shift with a small engine load = small fuel injection quantity due to the decreasing grinding depth = leakage at the earlier start of delivery. At idle, the narrowing gap of the bevel grades means that the start of delivery is more dependent on the speed. In this way, the injection takes place early in low idling and much earlier in high idling, which minimizes hydrocarbon emissions in the entire idling area.

Somit sind durch die erfindungsgemäße Anordnung früher Förderbeginn im gesamten Leerlaufbereich mit geringer Kohlenwasserstoffemission und eine Drehzahlabhängigkeit von Förderbeginn und Einspritzmenge im Vollastbereich mit niedrigem Vollastverbrauch und begrenzten Drehmo mentanstieg verwirklicht.Thus, due to the arrangement according to the invention, funding begins earlier in the entire idle range with low hydrocarbon emissions and a speed dependency of the start of delivery and injection quantity in Full load range with low full load consumption and limited torque ment increase realized.

Claims

1.Fuel injection pump for a diesel internal combustion engine with at least one pump plunger, which is designed as a stepped plunger with an oblique gene, cooperating with a suction hole and which is sealingly guided in a plunger sleeve, the stepped plunger and plunger sleeve being rotatably arranged relative to one another, characterized in that the step plunger ( 1 ) has a cylindrical step grind ( 2 ), the axis ( 4 ) of which is arranged eccentrically to the central axis ( 3 ) of the step plunger ( 1 ).

2. Fuel injection pump for a diesel internal combustion engine according to claim 1, characterized in that by the arrangement of the eccentricity of the step grinding ( 2 ) to the oblique control edge ( 7 ) the depth of the step grinding ( 2 ) in the region of the suction hole ( 6 ) in the partial load position of the Steps plungers ( 1 ) is lower than in its full load position.

3. Fuel injection pump for a diesel internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the stepped grinding ( 2 ) has at least at one point of the plunger circumference with its outer circumference a common surface line.

4. Fuel injection pump according to claim 3, characterized in that the common surface line is arranged in the region of a stop groove ( 5 ).

5. Fuel injection pump for a diesel internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the step height of the step grinding ( 2 ) 12.5%, the difference in the diameter of step plunger ( 1 ) and step grinding ( 2 ) 2.5% and the eccentricity of Axis ( 4 ) of the bevel ( 2 ) compared to the axis ( 3 ) of the stepping plunger ( 1 ) be 1.25% of the plunger diameter.