DE521114C

DE521114C - Fuel injector for internal combustion engines

Info

Publication number: DE521114C
Application number: DEH112172D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-05-09
Filing date: 1927-07-14
Publication date: 1931-03-18

Description

Brennstoffeinspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für Verbrennungsmotoren mit Einspritzung durch Pumpendruck und mit Rückströmregelung durch Öffnen des Saugventils während des Endteiles des Pumpendruckhubes mittels einer mechanischen Steuerung.Internal combustion engine fuel injector The invention relates to an injector for internal combustion engines with injection by Pump pressure and with backflow control by opening the suction valve during the end part of the pump pressure stroke by means of a mechanical control.

Bei den bekannten Vorrichtungen für Motoren dieser Art, wo die Brennstoffpumpenbewegung gesteuert ist und ein selbsttätiges Einspritzventil benutzt wird, ist die Brennstoffpumpe mit einem federbelasteten Saugventil versehen, das sich während des Saughubs zufolge der Saugung öffnet und dein Brennstoff erlaubt, vom Saugeraum in den Pumpenraum zu passieren, sowie mit einem federbelasteten Druckventil, das den Brennstoff verhindert, von der Druckleitung in den Pumpenraum zurückzutreten, und in der Druckleitung einen konstanten Druck aufrechterhält. Der Hubraum der Pumpe ist ferner reichlich größer, als es der für .die einzelne Einspritzdauer notwendigen Brennstoffmenge entspricht; die nötige Brennstoffmenge wird dadurch abgemessen, daß ein gesteuertes Überlaufventil, das während des Druckhubs einen den Saugraum mit dem Druckraum verbindenden Kanal absperrt, sich während des letzten Teiles des Druckhubes gegen den Druck öffnet und die überflüssige Brennstoffmenge in den Saugraum zurückströmen läßt.In the known devices for engines of this type, where the fuel pump movement is controlled and an automatic injection valve is used, is the fuel pump equipped with a spring-loaded suction valve, which results during the suction stroke the suction opens and your fuel is allowed to move from the suction chamber into the pump chamber to pass, as well as with a spring-loaded pressure valve that prevents the fuel, to step back from the pressure line into the pump room, and in the pressure line one maintains constant pressure. The displacement of the pump is also much larger, than it corresponds to the amount of fuel required for the individual injection duration; the required amount of fuel is measured in that a controlled overflow valve, that during the pressure stroke a channel connecting the suction chamber with the pressure chamber blocks, opens against the pressure during the last part of the pressure stroke and allows the excess amount of fuel to flow back into the suction chamber.

Es ist ferner bekannt, in Verbindung mit dem federbelasteten Saugventil eine Steuerung anzuordnen, ,durch welche das Saugventil ,gegen den Druck geöffnet werden kann, so daß die Einspritzdauer unterbrochen wird, indem der letzte Teil der durch den Hubraum der Pumpe bestimmten Brennstoffmenge in den Saugraum zurückgedrückt wird. Es ist indessen mit bedeutenden Mängeln verknüpft. ein Überlauf- oder Saugventil gegen den Druck zu öffnen, weil diese Ventile immer eine verhältnismäßig große Oberfläche haben., so daß die Rückwirkung auf die Steuerung und die Regelvorrichtung groß wird.It is also known in connection with the spring-loaded suction valve to arrange a control, through which the suction valve is opened against the pressure can be so that the injection period is interrupted by the last part the amount of fuel determined by the displacement of the pump is pushed back into the suction chamber will. However, it has significant shortcomings. an overflow or suction valve to open against the pressure, because these valves always have a relatively large surface Have. So that the effect on the control and the regulating device is great.

Bei den bekannten Brenn:stoffpuinpenv orrichtungen stammen die am meisten vorkommenden Mängel, die oft Betriebsstockungen mitführen, von den Saug- und Druckventilen, indem diese leicht als Sammelstellen für Unreinheiten des Brennöls wirken, wodurch sie außer Tätigkeit gesetzt oder die dichtenden Flächen abgenutzt werden, so daß die Ventile undicht werden und deshalb häufig nachgeschliffen werden müssen.In the case of the known fuel pump devices, the am most of the defects that occur, which often result in operational stoppages, from the suction and pressure valves, placing these easily as collection points for impurities in the fuel oil act, thereby putting them out of action or wearing out the sealing surfaces so that the valves leak and are therefore often reground have to.

Bei Einspritzvorrichtungen der erwähnten Art kann es vorkommen, daß die Strahllöcher der Einspritzdüse zugestopft werden, wodurch der Druck in der Einspritzvorrichtung so stark steigen kann, daß Brüche entstehen. Gegen diese Gefahr kann man sich durch ein federbelastetes Sicherheitsventil sichern. Aber die Anbringung eines solchen in der Vorrichtung vergrößert die Gefahr des Undichtwerdens und der Anhäufung von Unreinheiten.In injectors of the type mentioned, it can happen that the beam holes the injector are clogged, whereby the Pressure in the injector can rise so much that it breaks. Against you can protect yourself against this risk by using a spring-loaded safety valve. But placing such in the device increases the risk of leakage and the accumulation of impurities.

Man hat versucht, die erwähnten Mängel dadurch zu verkleinern, daß man an Stelle eines einzelnen Saugventils und eines einzelnen Druckventils zwei reihenverbundene Ventile jeder Art anwendet, damit jedes einzelne Ventil gegen eine Undichtheit beim anderen Ventil desselben Paares gesichert sein sollte. Die Verdoppelung der Ventile macht aber die Vorrichtung umständlicher und beseitigt die Mängel nicht vollständig.Attempts have been made to reduce the shortcomings mentioned by using two series-connected valves of each type instead of a single suction valve and a single pressure valve, so that each individual valve should be secured against leakage in the other valve of the same pair. However, the doubling of the valves makes the device more cumbersome and does not completely eliminate the shortcomings.

Die vorliegende Erfindung hilft den erwähnten Mängeln ab. Sie besteht :darin, daß das federbelastete Saug- und Rückstromventil sich nach außen öffnet und während des Saughubes von der Steuerung entgegen dem Federdruck offen gehalten, während der Einspritzdauer dagegen durch den Feder-,-,'ruck gegen den Pumpendruck geschlossen gehalten wird, so daß, wenn die Einspritzung durch Wiederöffnen des Ventils unterbrochen wird, das Ventil sich in derselben Richtung öffnet, in welcher der Pumpendruck wirkt.The present invention remedies the aforementioned shortcomings. she consists : in that the spring-loaded suction and return flow valve opens to the outside and held open by the control against the spring pressure during the suction stroke, during the injection period, on the other hand, by the spring -, -, 'jerk against the pump pressure is kept closed, so that when the injection by reopening the Valve is interrupted, the valve opens in the same direction in which the pump pressure acts.

Dabei kann das Saug- und Rückströmventil in an sich bekannter Weise durch eine Nockenscheibe mit besonderer Antriebswelle gesteuert werden.The suction and return valve can be used in a manner known per se controlled by a cam with a special drive shaft.

Ferner kann eine derartige Kurvenform und gegenseitige Einstellung des Ventilnockens und des Pumpennockens vorgesehen sein, daß das vor dem Ende des Druckhubes der Brennstoffpumpe zur Unterbrechung der Einspritzung geöffnete Ventil während einer an das Druckhubende sich anschließenden Stillstandszeit des Pumpenkolbens in der oberen Totlage, ferner während des darauffolgenden Saughubes und auch noch während des ersten Teiles einer auf den Saughub folgenden zweiten Stillstandszeit des Pumpenkolbens in der unteren Totlage offen gehalten wird.Further, such a curve shape and mutual adjustment the valve cam and the pump cam be provided that the before the end of the Pressure stroke of the fuel pump to interrupt the injection valve opened during a downtime of the pump piston following the end of the pressure stroke in the upper dead position, furthermore during the following suction stroke and also still during the first part of a second downtime following the suction stroke of the pump piston is kept open in the lower dead position.

Endlich kann die das Saug- und Rückströmventil steuernde Nockenscheibe auf ihrer Steuerwelle von Hand oder mittels eines selbsttätigen Reglers verdreht werden, so daß der die Einspritzdauer und Einspritzmenge bestimmende Zeitpunkt der Ventilöffnung verändert werden kann, während der Zeitpunktdes Ventilschlusses bei Verdrehung des Nockens nur innerhalb der Stillstandszeit des Pumpenkolbens in der unteren Totlage verschoben wird. Die Erfindung ist auf der Zeichnung in einer beispielsweisen Ausführungsform veranschaulicht.Finally, the cam disk that controls the suction and return valve can be used twisted on their control shaft by hand or by means of an automatic controller so that the time that determines the injection duration and injection quantity Valve opening can be changed during the valve closing time Rotation of the cam only within the idle time of the pump piston in the lower dead center is shifted. The invention is shown in the drawing in an exemplary manner Embodiment illustrated.

Abb. i stellt das Pumpengehäuse im Querschnitt dar.Fig. I shows the pump housing in cross section.

Abb.2 ist ein Schaubild zur Kennzeichnung der Bewegung des Ventils 6 zu den Perioden des Pumpenkolbens.Figure 2 is a diagram to identify the movement of the valve 6 to the periods of the pump piston.

Abb. 3 ist die Ansicht eines Reglers.Fig. 3 is a view of a regulator.

i bezeichnet das Pumpengehäuse, 2 den Pumpenkolben, 3 eine Feder, die bestrebt ist, den Pumpenkolben nach außen zu bewegen, .4 den Pumpenraum, 5 die Saugleitung, 6 ein Überlaufv entil gemäß der Erfindung, 7 eine Belastungsfeder, die das Überlaufventil. geschlossen hält, 8 einen Steuerhebel des Überlaufventils, das von der Steuerwelle aus mittels einer Daumenscheibe g und einer am Hebel 8 gelagerten Rolle 17 bewegt wird. i i ist die zu dem mit einer Feder 18 versehenen Einspritzventil 12 führende Diuckleitung, 13 der Pumpenhebel, der durch eine Rolle 16 von einer Daumenscheibe 14 auf der Welle 15 bewegt wird, die die Steuerwelle der Pumpenbewegung bildet. Die Weile 15 kann dieselbe wie die Welle io sein.i denotes the pump housing, 2 the pump piston, 3 a spring, which strives to move the pump piston outwards, .4 the pump chamber, 5 the Suction line, 6 an overflow valve according to the invention, 7 a loading spring, which is the overflow valve. keeps closed, 8 a control lever of the overflow valve, from the control shaft by means of a thumb washer g and one mounted on the lever 8 Roller 17 is moved. i i is the one for the injection valve provided with a spring 18 12 leading pressure line, 13 of the pump lever, which by a roller 16 of a Thumb disk 14 is moved on shaft 15, which is the control shaft of the pump movement forms. The wave 15 can be the same as the wave io.

Die Pumpenvorrichtung wirkt wie folgt: Da der Hubraum der Pumpe reichlich bemessen ist, spritzt der Pumpenkolben, wenn er vom Pumpenhebel 13 nach innen bewegt wird, nur einen Teil der dem Hubraum entsprechenden Brennstoffmenge in den Motorzylinder durch die Druckleitung i i und das Ventil 12, während die überschüssige Brennstoffmenge durch das überlaufventil6 während des letzten Teils des Pumpenhubs in die Saugleitung 5 zurücktritt.The pump device works as follows: Because the displacement of the pump is plentiful is dimensioned, the pump piston splashes when it moves from the pump lever 13 inward only part of the amount of fuel corresponding to the displacement into the engine cylinder through the pressure line i i and the valve 12, while the excess amount of fuel through the overflow valve6 into the suction line during the last part of the pump stroke 5 resigns.

Die Steuerwellen fo und 15 können, wie gesagt, identisch sein oder auf eine solche Weise bewegt werden, daß die Steuerung des Überlaufv entils in demselben Takt wie die des Pumpenkolbens geschieht. Zwischen Saug- und Druckhub hat der Pumpenkolben eine Stillstandszeit, während welcher die Rolle 16 des Pumpenhebels auf dem runden Teil der Daumenscheibe 1:1 läuft. In dieser Periode schließt sich das Überlaufventil6, das während des Saughubes dadurch offen gehalten wurde, daß die Rolle i 7 des Hebels 8 auf dein erhöhten Teil der Daumenscheibe lief, indem die Feder 7 den Schluß bewirkt, sobald die Rolle 17 auf den runden Teil der Daumenscheibe g gelangt. Während des darauffolgenden ersten Teils des Druckhubes, d. h. während der eigentlichen Einspritzdauer, hält der Druck der Feder ständig das Überlaufventil 6 geschlossen, das erst während des letzten Teils des Druckhubes :geöffnet wird, wenn nämlich die Rolle i7 wieder auf den erhöhten Teil der Daumenscheibe 9 gelangt. Dadurch wird die Einspritzdauer abgeschlossen, indem der Druck im System sinkt. Das Brennstoffventil 12 schließt sich unter dem Druck der Feder 18, während das überschüssige Brennöl in die Saugleitung zurückgedrückt wird.The control shafts fo and 15 can, as said, be identical or be moved in such a way that the control of the overflow valve takes place in the same cycle as that of the pump piston. The pump piston has a downtime between the suction and pressure stroke, during which the roller 16 of the pump lever runs 1: 1 on the round part of the thumb disk. In this period the overflow valve 6 closes, which was kept open during the suction stroke by the fact that the roller 7 of the lever 8 ran on the raised part of the thumb disk, the spring 7 causing the closure as soon as the roller 17 hits the round part of the Thumb disk g arrives. During the first part of the pressure stroke that follows, i.e. during the actual injection period, the pressure of the spring keeps the overflow valve 6 closed, which is only opened during the last part of the pressure stroke, namely when the roller i7 hits the raised part of the thumb disk 9 again got. This completes the injection period by reducing the pressure in the system. The fuel valve 12 closes under the pressure of the spring 18, while the excess fuel oil is pushed back into the suction line.

Durch Abb.2 ist veranschaulicht, wie die Bewegung des Pumpenkolbens im Verhältnis zu den Arbeitszeiten stattfindet, in welchen das Ventil 6 offen oder geschlossen ist. Der erste Teil der Kurve nach Abb.2 gibt den Druckhub des Kolbens an, der von dem ersten, schroff aufsteigenden Teil des Daumens id.a der Daumenscheibe 1d. bewirkt wird. Während des ersten Teiles dieses Pumpendruckhübes ist das Ventil 6 geschlossen, so daß die Brennstoffeinspritzung stattfindet. Eine Strecke weiter im Druckhube öffnet sich das Ventil, nämlich zu einem Zeitpunkte zwischen den beiden Lagen I und II, aus welchen die dem späteren Zeitpunkt entsprechende Lage I für Höchstbelastung der Maschine gilt, wo man also die längstmögliche Einspritzdauer hat, während die Lage II der Mindestbelastung entspricht, d. h. der kleinstmöglichen Einspritzdauer. Nach Vollendung des Druckhubes steht der Pumpenkolben während einer kürzeren Arbeitszeit still, einer kreisrunden Strecke des Daumens entsprechend, und darauf beginnt der Saughub der Pumpe, dem letzten, sanft abnehmenden Teil des Daumens id.a entsprechend. Der Daumen 9a der Daumenscheibe 9 hat eine solche Länge, daß er das Ventil 6 offen hält, bis jedenfalls der Saughub der Pumpe beendet ist, aber übrigens auch eine Zeitlang hiernach, die von der Einstellung der Daumenscheibe g auf der Welle io abhängt, d. h. von der Belastung der Maschine abhängig ist. Das Ventil 6 ist darauf geschlossen während des Restes der Aibeitszeit (d. h. dem außerhalb des Daumens 1.4a liegenden kreisrunden Teil der Daumenscheibe 14 entsprechend), in der der Pumpen-1colben in seiner unteren Totpunktlage stillsteht, und - wie oben erwähnt - während des ersten (veränderlichen) Teiles des Druckhubes der Pumpe.Figure 2 illustrates how the movement of the pump piston takes place in relation to the working hours in which the valve 6 is open or closed is. The first part of the curve according to Fig. 2 gives the pressure stroke of the piston on, that of the first, abruptly ascending part of the thumb id.a of the thumb disc 1d. is effected. During the first part of this pump pressure stroke, the valve is 6 closed so that fuel injection takes place. A distance further the valve opens in the pressure stroke, namely at a point in time between the two Positions I and II, from which the position I corresponding to the later point in time for Maximum load on the machine applies, where you have the longest possible injection duration has, while position II corresponds to the minimum exposure, d. H. the smallest possible Injection duration. After completion of the pressure stroke, the pump piston stands for one shorter working hours still, corresponding to a circular stretch of the thumb, and then the suction stroke of the pump begins, the last, gently decreasing part of the Thumbs id.a accordingly. The thumb 9a of the thumb disk 9 has a length such that that he keeps the valve 6 open until the suction stroke of the pump has ended, but also for a while afterwards, from the adjustment of the thumb disk g depends on the wave io, d. H. depends on the load on the machine. That Valve 6 is then closed during the remainder of the working time (i.e. outside of the thumb 1.4a lying circular part of the thumb disk 14 accordingly), in which the pump piston stands still in its bottom dead center position, and - as above mentioned - during the first (variable) part of the pressure stroke of the pump.

Der Zeitpunkt der Unterbrechung der Einspritzdauer kann :durch eine geeignete Regelungsvorrichtung eingestellt werden, indem z. B. die auf der Zeichnung dargestellte Daumenscheibe 9 derart in Gelenkverbindung mit -dem Schwingkörper eines Achsenreglef s oder mit einem Handregler sein kann, daß der Daumenscheibe eine Winkeldrehung im Verhältnis zur Steuerwelle io gegeben werden kann. Je nach der Größe der vorgenominenenWinkeldrehung trifft die Rolle i j den Daumen früher oder später, und dementsprechend wird das Überlaufventil6 früher bzw. später geöffnet. Zufolge der Winkeldrehung wird ebenfalls das Überlaufventil früher bzw. später geschlossen, aber der Zeitpunkt hierfür ist belanglos, weil die Stillstandszeit des Pumpenkolbens 2 zwischen Saug- und Druckhub lang genug gemacht werden kann, um den Schluß des Überlaufventils jedenfalls immer nach dem Aufhören des Saughubes stattfinden zu lassen.The point in time at which the injection duration is interrupted can be: suitable control device can be set by z. B. the one on the drawing illustrated thumb disk 9 in such an articulated connection with the oscillating body of a Axis control s or with a hand controller can be that the thumb disk is an angular rotation can be given in relation to the control shaft io. Depending on the size of the specified angular rotation the role i j hits the thumb sooner or later, and accordingly that becomes Overflow valve6 opened earlier or later. As a result of the angular rotation, is also the overflow valve closes earlier or later, but the time is right irrelevant because the downtime of the pump piston 2 between the suction and pressure stroke can be made long enough to always close the overflow valve to take place after the suction stroke has ended.

In Abb. 3 ist schematisch ein Regler angegeben, der ein als Winkelhebel geformtes Schwunggewicht s besitzt, das an einem Arm a drehbar aufgehängt ist, dessen Nabe n auf der Welle io der Daumenscheibe 9 festgekeilt ist. Das Gewicht s steht unter dem Einfluß einer nicht dargestellten Feder o. dgl., die bestrebt ist, es gegen die Welle io zu halten, wie die mit voll ausgezogenen Linien gezeigte Lage angibt. Durch einen Lenker i ist das kurze Hebelende des Schwunggewichtes s finit einem Zapfen t auf der Daumenscheibe 9 verbunden. Die genannte Lage des Schwunggewichtess und .derDaumenscheibe9, die auf der Zeichnung durch die mit I bezeichneten Linien angegeben ist, entspricht der Höchstbelastung der Maschine, d. h. der längstmöglichen Einspritzdauer, indem der Daumen 9a, wenn die Daumenscheibe 9 in der durch den Pfeil t angegebenen Richting gedreht ist, die Daumenrolle i j möglichst spät treffen wird und also das Ventil möglichst spät öffnet. In entsprechender Weise geben die mit II bezeichneten Linien die Lage der Daumenscheibe und des Schwunggewichtes s an (mit punktierten Linien gezeigt), die der Mindestbelastung der Maschine entspricht (d. h. :der kürzesten Einspritzdauer).In Fig. 3, a controller is shown schematically, the one as an angle lever has shaped swing weight s which is rotatably suspended from an arm a, whose Hub n is wedged tightly on the shaft io of the thumb disk 9. The weight s stands Under the influence of a spring or the like, not shown, which endeavors to it to hold against the shaft io, like the position shown with full lines indicates. With a handlebar i, the short lever end of the swing weight s is finite connected to a pin t on the thumb disk 9. The mentioned position of the swing weight and .the thumb disk9, indicated on the drawing by the lines marked I is specified, corresponds to the maximum load on the machine, i.e. H. the longest possible Injection duration by placing the thumb 9a when the thumb disk 9 in the direction indicated by the arrow t indicated direction is rotated, the thumb roll i j will hit as late as possible and so the valve opens as late as possible. In a corresponding way they give II lines denote the position of the thumb disk and the swing weight s (shown with dotted lines) that corresponds to the minimum load on the machine (i.e.: the shortest injection duration).

In Abb. i bezeichnen K, und KID die Kurbelstellungen für die größte bzw. kleinste Belastung.In Fig. I, K, and KID denote the crank positions for the largest or smallest load.

Die Erfindung ist nicht an die dargestellte und beschriebene Bauart gebunden, sondern kann verschiedentlich ausgeführt werden, ohne daß man von ihren Grundgedanken abweicht.The invention is not limited to the type shown and described bound, but can be run variously without losing one of theirs Basic idea differs.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel injector for internal combustion engines with injection by pump pressure and with backflow control by opening the suction valve during the end part of the pump pressure stroke by means of a mechanical control, characterized in that the spring-loaded suction and return valve (6) are opens to the outside and during the suction stroke by the control against the spring pressure kept open during the injection period by the spring pressure against the Pump pressure is kept closed so that when the injection interrupted by reopening the valve, the valve (6) is in the same Opens the direction in which the pump pressure acts. z. Fuel injector according to claim i, characterized in that the suction and return flow valve (6) in a manner known per se by a cam disk (9) with a special drive shaft (io) is controlled. 3. Fuel injection device according to claim i and 2, characterized due to such a curve shape and mutual adjustment of the valve cam (9) and the pump cam (1q.) that the before .dem end of the pressure stroke of the fuel pump valve (6) opened to interrupt the injection during one at the end of the pressure stroke subsequent downtime of the pump piston in the upper dead position, furthermore during the following suction stroke and also during the first part of a the second downtime of the pump piston in the lower one following the suction stroke Dead position is kept open (Fig. 2). q .. Fuel injection device according to claim i to 3, characterized in that the suction and return valve (6) controlling Cam disk (9) on its control shaft (io) by hand or by means of an automatic Controller can be rotated, so that the one that determines the injection duration and injection quantity The time at which the valve opens can be changed during the time at which the valve closes if the cam is rotated only within the idle time of the pump piston in the bottom dead center is shifted (Fig. 2 and 3).