DE587857C

DE587857C - Injection device for internal combustion engines

Info

Publication number: DE587857C
Application number: DED62787D
Authority: DE
Original assignee: JULIUS DIETRICH
Current assignee: JULIUS DIETRICH
Priority date: 1932-01-29
Filing date: 1932-01-29
Publication date: 1933-11-10

Description

Einspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen, deren Pumpenkolben in bekannter Weise unmittelbar durch den Verdichtungsdruck der Maschine bewegt wird und eine den Pumpenraum durchsetzende Nadel aufweist.. Während bei bekannten Maschinen dieser Art die einzuspritzende Brennstoffmenge durch Begrenzung des Kolbenhubes oder durch Steuerung eines im Kolben vorgesehenen Druckventils geregelt wird, mündet erfindungsgemäß in der Grundstellung der den Pumpenraum durchsetzenden Nadel ein in dieser vorgesehener Überströmkanal im Pumpenraum, und seine Mündung wird beim Hochgehen des Kolbens durch eine die Nadel umgebende schräge Steuerkante abgedeckt, so daß eine Regelung der Brennstoffmenge durch Relativdrehung zwischen der Nadel und der Steuerkante erfolgen kann. Ferner ist die Belastungsfeder des Kolbens so bemessen, daß die Abdeckung der Überströmkanalmündung erfolgt, bevor der Verdichtungsdruck die für die Einspritzung erforderliche Höhe erreicht.Injection device for internal combustion engines The invention relates to an injection device for internal combustion engines, the pump piston in known way is moved directly by the compression pressure of the machine and a needle penetrating the pump chamber. While in known machines of this type the amount of fuel to be injected by limiting the piston stroke or is regulated by controlling a pressure valve provided in the piston opens according to the invention in the basic position of the needle penetrating the pump chamber in this overflow channel provided in the pump chamber, and its mouth is at Rising of the piston covered by an inclined control edge surrounding the needle, so that a regulation of the amount of fuel by relative rotation between the needle and the control edge can take place. Furthermore, the loading spring of the piston is like this dimensioned that the cover of the overflow duct opening takes place before the compression pressure reached the height required for injection.

Das Arbeitsspiel der Einspritzvorrichtung spielt sich dann in zwei Phasen ab. Wenn im ersten Stadium des Verdichtungsvorganges der Verdichtungsdruck so weit gestiegen ist, daß er das Gewicht des Kolbens und die Spannung seiner Feder zu überwinden vermag, wird der Kolben so weit verschoben, daß die Mündung des Überströmkanals abgedeckt wird. In dieser Lage verbleibt dann die Einspritzvorrichtung, bis unmittelbar vor Beendigung des Verdichtungsvorganges die auf den Pumpenkolben ausgeübte Kraft so weit gestiegen ist, daß der Druck des Öls im Pumpenraum die Federspannung des Druckventils und des Einspritzventils zu überwinden vermag.The working cycle of the injection device then takes place in two Phases. If in the first stage of the compression process the compression pressure has increased so far that it takes the weight of the piston and the tension of its spring Able to overcome, the piston is moved so far that the mouth of the transfer channel is covered. The injection device then remains in this position until immediately before completion of the compression process, the force exerted on the pump piston has risen so far that the pressure of the oil in the pump chamber reduces the spring tension of the Pressure valve and the injection valve can be overcome.

Bei Einspritzvorrichtungen mit mechanisch angetriebenem Pumpenkolben ist es bekannt, einen Überströmkanal vorzusehen, dessen Mündung bei der Verschiebung des Kolbens durch eine ihn umgebende Steuerkante abgedeckt wird, so daß eine Regelung der Brennstoffmenge durch Relativverdrehen zwischen Kolben und Steuerkante erfolgen kann. Diesen bekannten Vorrichtungen gegenüber bietet die Erfindung den Vorteil, daß auch bei hoher Betriebsgeschwindigkeit der Maschine die Überströmmündnug vor Beginn der Einspritzung vollständig abgedeckt wird, so daß in jedem Falle der Einspritzvorgang erst beginnt, nachdem der Überströmkanal vollständig verschlossen ist. Infolgedessen ist die eingespritzte Brennstoffmenge in viel höherem Grade von der Betriebsgeschwindigkeit der Maschine unabhängig.For injection devices with mechanically driven pump pistons it is known to provide an overflow channel, the mouth of which during displacement of the piston is covered by a control edge surrounding it, so that regulation the amount of fuel by relative rotation between the piston and the control edge can. Compared to these known devices, the invention offers the advantage that even when the machine is running at high speed, the overflow opening is in front The beginning of the injection is completely covered, so that in each case the injection process only begins after the overflow channel is completely closed. Consequently the amount of fuel injected is to a much greater degree than the operating speed independent of the machine.

Zweckmäßig geht die Nadel mit dem Kolben auf und ab, während die sie umgebende Steuerkante feststeht. Vorzugsweise wird die schräge Steuerkante von einer besonderen Hülse gebildet, die die Nadel umgibt und zwecks Regelung drehbar ist.Appropriately, the needle goes up and down with the plunger while you do it surrounding control edge is fixed. Preferably, the inclined control edge is from a special sleeve formed which surrounds the needle and is rotatable for the purpose of regulation.

Weiter enthält das Gehäuse, in welchem der durch den Verdichtungsdruck bewegte Kolben mit seinem oberen -Ende geführt ist, ein Saug- und ein Druckventil, die federbelastet und nicht gesteuert sind und in der Richtung eines Durchmessers des Kolbens einander gegenüberliegen.The housing also contains, in which the compression pressure moving piston is guided with its upper end, a suction and a pressure valve that are spring loaded and not controlled and in the direction of a diameter of the piston are opposite to each other.

Ferner wird erfindungsgemäß die Anordnung derart getroffen, daß die die Brennstoffnadel belastende Feder sich gegen den Kolben abstützt und nicht, wie ebenfalls bekannt, gegen das ortsfeste Gehäuse. Dies bietet die Möglichkeit, daß die Federbelastung des Kolbens unabhängig von derjenigen der Brznnstoffnadel bemessen. werden kann.Furthermore, according to the invention, the arrangement is made such that the the spring loading the fuel needle is supported against the piston and not how also known against the stationary housing. This offers the possibility that the spring loading of the piston is measured independently of that of the fuel needle. can be.

Schließlich' wird der Pumpenkolben von einer die Einspritznadel führenden, rohrförmigen Verlängerung des durch den Verdichtungsdruck bewegten Kolbens gebildet. Zur Zuführung des Brennstoffes zur Nadelspitze können in diesem Fall in. der Führungsfläche zwischen der rohrförmigen Verlängerung des Kolbens und der Einspritznadel Längsnuten vorgesehen werden.Finally 'the pump plunger is driven by a tubular extension of the piston moved by the compression pressure. In this case, the guide surface longitudinal grooves between the tubular extension of the piston and the injection needle are provided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das diese sämtlichen Erfindungsmerkmale verkörpert, die indessen zum Teil auch unabhängig voneinander verwendbar sind, ist in der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht.An embodiment of the invention that all these features of the invention embodied, some of which can also be used independently of one another illustrated in the accompanying drawing.

In dieser ist ein Axialschnitt durch den Zylinderdeckel einer Dieselmaschine mit eingebauter Brennstoffeinspritzvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dargestellt.In this is an axial section through the cylinder cover of a diesel engine shown with a built-in fuel injector according to the present invention.

Der wassergekühlte Zylinderdeckel q der Dieselmaschine ist von einer Bohrung durchsetzt, in der ein hohler Kolben r mit, einer aufwärts gerichteten, rohrförmigen Verlängerung b geführt ist. Der Kolben, dessen Kolbenringe a durch eine Mutter t gehalten werden, liegt in seiner Ausgangslage auf einer Schulter i der Zylinderdeckelbohrung auf und wird in Anlage an diese durch eine sich auf die überwurfmutter t abstützende Schraubenfeder v gehalten.The water-cooled cylinder cover q of the diesel engine is penetrated by a bore in which a hollow piston r is guided with an upwardly directed tubular extension b. The piston, whose piston rings a are held by a nut t , rests in its starting position on a shoulder i of the cylinder cover bore and is held in contact with this by a helical spring v supported on the union nut t.

Die rohrförmige Verlängerung b des Kolbens ist in der axialen Bohrung eines zylinderförmigen Gehäuses a geführt, das in einer ringförmigen Ausnehmung des Zylinderdeckels q vorgesehen ist und in dieser durch einen am Zylinderdeckel angeschraubten Überwurfflansch w gehalten wird. In dem Kolben r und seinem rohrförmigen Ansatz b ist eine Nadel c geführt, die in der nachstehend beschriebenen Weise zur Regelung der Brennstoffmenge dient und vorzugsweise gleichzeitig als Einspritzventilnadel ausgebildet ist. Dementsprechend ruht ihr kegelfÖrmig zugespitztes Ende auf dem Ventilsitz eines mit Düsenbohrungen versehenen Düsenkörpers o, der durch eine Überwurfmutter x unten im Kolben r befestigt ist. Auf die Nadel c ist ferner.eine Anschlagbuchse y aufgeschoben, die sich gegen eine Schulter der Nadel legt und eine das Einspritzventil belastende Feder z umgibt, -so daß sich die Feder z einerseits gegen die Buchse y und andererseits gegen den Kolben Y abstützt.The tubular extension b of the piston is in the axial bore a cylindrical housing a guided in an annular recess of the cylinder cover q is provided and in this by one on the cylinder cover screwed union flange w is held. In the piston r and its tubular Approach b is a needle c guided, which in the manner described below for Control of the amount of fuel is used and preferably at the same time as an injection valve needle is trained. Accordingly, its conical, pointed end rests on the Valve seat of a nozzle body provided with nozzle holes o, which is secured by a union nut x is attached to the bottom of the piston r. A stop bushing is also on the needle c y pushed up, which lies against one shoulder of the needle and one the injection valve encompassing loaded spring z, so that the spring z on the one hand against the socket y and on the other hand against the piston Y is supported.

Der Pumpenraum e der Einspritzvorrichtung besteht aus dem Ringraum, der in der Bohrung des Gehäuses a von - der Ventilnadel c, der oberen Ringfläche des Kolbenansatzes b und schließlich von einer Hülse Z begrenzt wird, die in der Bohrung des Gehäuses a drehbar, aber gegen Längsverschiebung gesichert gelagert ist und von der Nadel c durchsetzt wird. Die Hülse L hat einen Arm na, der durch einen Schlitz des Gehäuses aus diesem herausgeführt ist und mit dem Reguliergestänge verbunden wird.The pump chamber e of the injection device consists of the annular chamber which is delimited in the bore of the housing a by the valve needle c, the upper annular surface of the piston attachment b and finally by a sleeve Z, which is rotatable in the bore of the housing a, but against longitudinal displacement is stored securely and is penetrated by the needle c. The sleeve L has an arm na, which is led out through a slot in the housing and is connected to the regulating rod.

Ferner sind im Gehäuse a in Durchmesserrichtung einander gegenüberliegend ein Saugventil k und ein Druckventil f vorgesehen, um den Brennstoffeintritt in den Putnbenraum e, durch eine Bohrung a des Gehäuses und den Austritt durch eine Bohrung 3 des Gehäuses zu beherrschen. Die Kammer des Druckventils f ist durch im Gehäuse vorgesehene Bohrungen g mit einer Ringnut verbunden, die den Rohransatz b des Kolbens umgibt und durch in diesem vorgesehene Bahrungen.5 mit Längsnuten 1a in Verbindung steht, die in der Führungsfläche zwischen dem Kolbenansatz b und der Einspritznadel c, zweckmäßig in der letzteren, angebracht sind und dazu dienen, -den Brennstoff dem Einspritzventil zuzuführen.Furthermore, a are opposite one another in the diameter direction in the housing a suction valve k and a pressure valve f provided to the fuel inlet in the Putnbenraum e, through a hole a of the housing and the outlet through a Master bore 3 of the housing. The chamber of the pressure valve f is through im Housing provided holes g connected to an annular groove that the pipe socket b of the piston and by Bahrungen.5 provided in this with longitudinal grooves 1a is in connection, which is in the guide surface between the piston shoulder b and the injection needle c, expediently in the latter, are attached and serve to -to feed the fuel to the injection valve.

Das obere Ende der Nadel c weist eine Längsbohrung n auf, die im Pumpenraum e mündet und zur Rückführung der überschüssigen Fördermenge des Brennstoffes zum Vorratsbehälter dient. Das obere Ende der Nadel c ragt über die Hülse l hinaus und ist, gegen Drehung gesichert, in einer Scheibe p gelagert, die ihrerseits durch Drehung ver= stellbar auf dem Gehäuse a in geeigneter Weise befestigt ist und z. B. durch einen Schraubenschlüssel gedreht werden kann.The upper end of the needle c has a longitudinal bore n in the pump chamber e opens and to return the excess delivery rate of the fuel to Reservoir is used. The upper end of the needle c protrudes beyond the sleeve l and is, secured against rotation, mounted in a disk p, which in turn by Rotation is adjustable = mounted on the housing a in a suitable manner and z. B. can be rotated by a wrench.

Die Wirkungsweise ist folgende: In der Ausgangsstellung nehmen die Teile die in der Zeichnung veranschaulichte Lage ein. Erfolgt nun der Verdichtungshub der Maschine und überschreitet der Verdichtungsdruck eine gewisse Grenze, so wird der Kolben r samt der von ihm getragenen Nadel c und dem Düsenkörper o unter Zusammendrückung der Feder v angehoben, so daß der im Pumpenraum e befindliche Brennstoff durch den Überströmkanal n abströmt. Sobald sich jedoch bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens nebst der Nadel c die Mündung des Kanals yt über die untere Kante der Hülse l gehoben hat und von dieser verdeckt ist, verhindert zunächst der im Pumpenraum e eingeschlossene Brennstoff eine weitere Aufwärtsbewegung des Kolbens, bis der Verdichtungsdruck kurz vor Erreichen des oberen Totpunktes so hoch wird, daß er den im Pumpenraum eingeschlossenen Brennstoff durch,das unter Federdruck stehende Druckventil f hindurchdrückt und den Brennstoff durch die Bohrungen g und die Nuten h unter das kegelförmig zugespitzte Ende der Einspritznadel c mit ausreichender Kraft fördert, um diese unter Zusammendrücken der Feder z anzuheben. Dies hat zur Folge, däß der Brennstoff durch die Düsenbohrungen des Düsenkörpers o austritt und in feiner Zerstäubung in den Verbrennungsraum eingespritzt, wird.The mode of action is as follows: In the starting position, the Divide the position illustrated in the drawing. The compression stroke now takes place of the machine and if the compression pressure exceeds a certain limit, then the piston r together with the needle c carried by it and the nozzle body o under compression the spring v raised so that the fuel in the pump chamber e through the Overflow channel n flows out. However, as soon as the upward movement of the piston together with the needle c, the mouth of the channel yt is lifted over the lower edge of the sleeve l and is covered by this, the one enclosed in the pump chamber e initially prevents Fuel another upward movement of the piston until the compression pressure shortly before Reaching the top dead center is so high that he fuel trapped in the pump chamber through the spring-loaded pressure valve f pushes through and the fuel through the bores g and the grooves h under the conically pointed end of the injection needle c conveys with sufficient force, to lift it while compressing the spring z. As a result, the Fuel exits through the nozzle bores of the nozzle body o and in fine atomization is injected into the combustion chamber.

Wenn beim anschließenden Expansionshub der auf den Kolben r ausgeübte Druck hinreichend gesunken ist, wird der Kolben durch die Feder v wieder herabgedrückt. Infolgedessen wird Brennstoff in den Pumpenraum e zunächst durch das Saugventil k und später gegebenenfalls durch den Überströmkanal n angesaugt, bis sich alle Teile wieder in der Ausgangsstellung befinden und für das nächste Arbeitsspiel bereitstehen.If, during the subsequent expansion stroke, the pressure exerted on the piston r The pressure has dropped sufficiently, the piston is pressed down again by the spring v. As a result, fuel is first fed into the pump chamber e through the suction valve k and later if necessary sucked in through the overflow channel n until all Parts are back in their starting position and ready for the next work cycle.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, -daß die Menge des eingespritzten Brennstoffes von dem Zeitpunkt abhängt, in dem bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens die Mündung der .Bohrung n hinter die untere Kante der Hülse l sich schiebt. Diese untere Kante wird daher als Steuerkante ausgebildet und in der üblichen Weise abgeschrägt, so daß sie- infolge einer Verstellung des Armes tn früher oder später zur Wirkung gelangt.It is readily apparent -that the amount of injected Fuel depends on the point in time when the upward movement of the piston the mouth of the .Bore n behind the lower edge of the sleeve l pushes itself. These lower edge is therefore designed as a control edge and beveled in the usual way, so that sooner or later they take effect as a result of an adjustment of the arm got.

An sich wäre es auch möglich, die Hülse L längsverschiebbar anzuordnen und ihre Längsverschiebung in geeigneter Weise durch den Regler, zu bewirken. Auch in diesem Fall würde die Steuerkante der Hülse früher oder später die Mündung der Bohrung n verdecken.In itself, it would also be possible to arrange the sleeve L in a longitudinally displaceable manner and to effect their longitudinal displacement in a suitable manner by the controller. Even in this case the control edge of the sleeve would sooner or later become the mouth of the Cover hole n.

Durch Drehung der Platte p wird die Nadelc.gegenüber der Steuerkante der Hülse l gedreht, so daß zwei unabhängige Regelungsmöglichkeiten vorhanden sind. Dies bietet bei Mehrzylindermaschinen die Möglichkeit, zwecks Leistungsregelung der Maschine die Hülsen der einzelnen Einspritzvorrichtungen und zwecks Abstimmung der Zylinderleistungen die einzelnen Nadeln zu drehen. Zweckmäßig erhält der Überströmkanal zwei einander gegenüberliegende Mündungen, die in gleichartiger Weise gesteuert werden, z. B. je durch die schräge Seite eines träPezförmigen Ausschnittes -in der Unterkante der Hülse 1, um die Nadel von Querkräften zu entlasten.By turning the plate p, the needle c is opposite the control edge the sleeve l rotated so that two independent control options are available. With multi-cylinder machines, this offers the possibility of regulating the output the machine the sleeves of the individual injection devices and for the purpose of coordination the cylinder power to turn the individual needles. The overflow channel expediently receives two opposing mouths controlled in a similar way be e.g. B. each through the inclined side of a trapezoidal cutout -in the Lower edge of the sleeve 1 to relieve the needle of transverse forces.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Injection device for internal combustion engines with a pump piston moved directly by the compression pressure and with a needle penetrating the pump chamber, characterized in that in the basic position of the needle (c) an overflow channel (s) provided therein opens into the pump chamber (e) and its opening at the Displacement of the piston (b, y) is covered by an inclined control edge surrounding the needle, so that the amount of fuel can be regulated by relative rotation between needle (c) and control edge (l), and that the loading spring (v) of the piston ( b, r) is so dimensioned; that the overflow duct opening is covered before the compression pressure reaches the level required for injection. z. Injection device according to Claim i, characterized in that the needle (c) moves up and down with the piston (r), while the control edge is formed by a stationary but rotatable sleeve (L). 3. Injection device according to claim i, characterized in that the housing (a) in which the piston (b, r) moved by the compression pressure is guided with its upper end (b), a suction valve (k) and a pressure valve (f) , which are spring-loaded and not controlled, in the direction of a diameter of the piston opposite to each other. .q .. Injection device according to claims i and a, characterized in that the spring loading the fuel needle (c) is supported against the piston (r). 5. Injection device according to claim i to q., Characterized in that the pump piston is formed by a tubular extension (b) of the piston (r) moved by the compression pressure, leading to the injection valve needle (c). . 6. Injection device according to claim 5, characterized in that longitudinal grooves (la) for feeding the fuel to the needle tip are provided in the guide surface between the tubular extension (b) of the piston (r) and the injection needle (c).