DE4443161C2

DE4443161C2 - Fuel injection pump for diesel internal combustion engines

Info

Publication number: DE4443161C2
Application number: DE19944443161
Authority: DE
Inventors: Hartmut Sieverding
Original assignee: Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: DE4443161A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für eine Diesel-Brenn kraftmaschine mit mindestens einem Pumpenplunger, der als Stufenplunger mit einem zylindrischen Stufenanschliff und mit einer schrägen Steuerkante ausgebildet ist, wobei der Stufenplunger mit einem Saugloch in der Plun gerbuchse zusammenwirkt und in der Plungerbuchse dichtend geführt ist und wobei der Stufenplunger und die Plungerbuchse zueinander verdrehbar angeordnet sind.The invention relates to a fuel injection pump for a diesel burner Engine with at least one pump plunger, which acts as a step plunger with a cylindrical step grinding and with an oblique control edge is formed, the step plunger with a suction hole in the Plun gerbuchse interacts and is sealingly guided in the plunger and wherein the step plunger and the plunger bushing are rotatable relative to one another are arranged.

Um die vorgeschriebene Absenkung der Stickoxydemission zu erreichen, werden bei modernen Dieselmotoren relativ späte Förderbeginne einge stellt. Diese bewirken eine Absenkung der Verbrennungsspitzentemperatu ren und -drücke und die dadurch bedingte Stickoxydemission. Späte För derbeginne bedingen aber erhöhte Kraftstoffverbräuche und erhöhte Koh lenwasserstoffemissionen.To achieve the prescribed reduction in nitrogen oxide emissions, In modern diesel engines, funding starts relatively late poses. These cause a reduction in the combustion peak temperature and pressures and the resulting nitrogen oxide emission. Late För in the beginning, however, increased fuel consumption and increased Koh Hydrogen emissions.

Bei Verwendung von Gleichraumentlastungsventilen zur Erzielung einer nachspritzerfreien Vollasteinspritzung tritt bei Teillast und niedrigem Leer lauf eine Überentlastung auf, die in diesem Lastbereich zu noch späteren Einspritzzeitpunkten führt. Außerdem bedingen die erhöhten Kraftstoffver bräuche eine entsprechend erhöhte Einspritzmenge bei Nennleistung, die wegen der bei mittlerer Drehzahl vorliegenden günstigeren Kraftstoffver bräuche 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 empty run an overload, which in this load range to even later Injection times leads. In addition, the increased fuel consumption need a correspondingly increased injection quantity at nominal power, the because of the cheaper fuel supply available at medium speed use leads to an undesirably high torque increase.

Der Einsatz von Gleichdruckentlastungsventilen oder Rückströmdrosselven tilen anstelle der Gleichraumentlastungsventile vermeidet zwar die Über entlastung und die dadurch bedingte verspätete Einspritzung bei Teillast und die damit verbundene erhöhte Kohlenwasserstoffemission, jedoch ist dieser Vorteil mit einem noch höheren Drehmomentanstieg erkauft. The use of constant pressure relief valves or backflow restrictors tiling instead of equal pressure relief valves avoids the over Relief and the resulting late injection at partial load and the associated increased hydrocarbon emissions, however bought this advantage with an even higher torque increase.

Hier bietet ein aus der DE-A 33 32 470 bekanntes Stufenplunger Abhilfe. Dieser weist einen stufenförmigen, zylindrischen Anschliff des druckseitigen Endes auf. Dadurch entsteht entsprechend der Höhe und Tiefe des An schliffs über eine bestimmte Plungerhubhöhe eine mehr oder weniger wirk same, 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 ab hängt, tritt mit steigender Drehzahl eine Frühverstellung des Einspritzbe ginns 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.A step plunger known from DE-A 33 32 470 offers a remedy here. This has a step-shaped, cylindrical bevel on the pressure side End up. This creates according to the height and depth of the person cuts over a certain plunger stroke height a more or less effective same, targeted leakage until the suction hole is finally closed through the not ground part of the pump plunger. Because the leak and the associated pre-delivery effect on the pump speed hangs, an early adjustment of the injection occurs with increasing speed start and at the same time an increase in the injection quantity. By with increasing engine speed earlier injection start lower fuel consumption and hydrocarbon emissions 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 Koh lenwasserstoffemission führt.The disadvantage of this solution is that the start of funding is not only low but is also too late in high idle and thus to higher Koh Hydrogen emissions leads.

Derartige Stufenplunger sind weiterhin aus der DE-A 43 10 457 und der US- 4,013,055 bekannt.Such step plungers are also known from DE-A 43 10 457 and the US 4,013,055 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stufenplunger anzugeben, dessen Förderbeginn im niedrigen Leerlauf früh und mit steigender Dreh zahl noch früher liegt und dessen Vollastförderbeginn und Vollasteinspritz menge mit sinkender Drehzahl abnehmen.The invention is based on the object of specifying a step plunger, its start of funding early in the low idle and with increasing rotation number is earlier and its full-load start and full-load injection decrease quantity with decreasing speed.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Achse des zylindrischen Stufen anschliffs zur Mittelachse des Stufenplungers exzentrisch angeordnet ist. Durch die Exzentrizität des Stufenanschliffs hat dieser unterschiedliche Tie fen am Umfang des Pumpenplungers und dadurch unterschiedliche, lastab hängige Vorfördereffekte. Diese führen zu unterschiedlichen Drehzahlein flüssen auf Förderbeginn und Kraftstofffördermenge.The object is achieved in that the axis of the cylindrical steps ground to the central axis of the stepped plunger is arranged eccentrically. Due to the eccentricity of the bevel, this has a different tie fen on the circumference of the pump plunger and thus different, load pending pre-promotion effects. These lead to different speeds flows at 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 nie drigen 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 never begins third idle early and in high idle even earlier, which makes 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: plan view of the Stufenplunger 1 with the suction hole 6,

Fig. 2: Seitenansicht des Stufenplungers 1. Fig. 2: Side view of 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 ratios 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 stepped grind 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 throughout the 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 step plunger with a cylindri's step grinding and with an oblique control edge, the step plunger interacting with a suction hole in the plunger bushing and being sealingly guided in the plunger bushing and wherein the step plunger and the plunger bushing are arranged rotatable relative to one another, characterized in that the axis ( 4 ) of the cylindrical step grinder ( 2 ) to the central axis ( 3 ) of the step plunger ( 1 ) is arranged eccentrically.

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.