DE694245C

DE694245C - Arrangement of the injection pumps of internal combustion engines

Info

Publication number: DE694245C
Application number: DE1935J0052103
Authority: DE
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1935-04-11
Filing date: 1935-04-11
Publication date: 1940-07-27

Description

Anordnung der Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft die Anordnung der Brennstoffpumpen von Einspritzbrennkraftmaschinen der gewöhnlichen Bauart mit einem Kolben je Zylinder, insbesondere von schnell laufenden Dieselmotoren, welche sowohl als ortsfeste Krafterzeuger als auch als Kraftquelle für Fahrzeuge Verwendung finden.Arrangement of the injection pumps of internal combustion engines The invention relates to the arrangement of the fuel pumps of internal combustion engines of the ordinary design with one piston per cylinder, especially high-speed ones Diesel engines, which are used both as a stationary power generator and as a power source find use for vehicles.

Bei der luftlosen Brennstoffeinspritzung in die Arbeitszylinder von Brennkraftmaschinen wird der in den Verbindungsleitungen zwischen Brennstoffpuriipen und Einspritzdüsen befindliche Brennstoff unter sehr hohen Druck gesetzt, was; insbesondere bei langen Brennstoffdruckleitungen, der Anlaß zu Betriebsmängeln der Maschine sein kann. D.er flüssige Brennstoff ist elastisch zusammendrückhar und hat demzufolge, wenn er unter dem höhen. Einspritzdruck steht, das Bestreben, sich auszudehnen, sobald dieser Druck bei Beendigung des Förderhubes der Brennstoffpumpe wieder absinkt. Die Folge davon ist, daß die Brennstoffeinspritzung in den Arbeitszylinder nicht gleichzeitig mit der Beendigung des Pumpenkolbenförderhubes aufhört, sondern erst später, d. h. es findet ein Nacheinspritzen von Brennstoff in den Zylinder statt. Dieses Nacheinspritzen von Brennstoff führt, da @es unter rasch absinkendem Druck, also mit schlechter Zerstäubung erfolgt, zu einer schlechten Brennstoffausnutzung und zu Rußbildung. Bei Motoren mit in weiten Grenzen veränderbarer Drehzahl ergibt die «Anordnung. langer Brennstoffdruckleitungen fernerhin den Nachbeil, daß der Kurbelwinkel, welher zwischen dem Beginn des Förderhuhes der Brennstoffpumpe und dem Erreichen eines für gute Zerstäubung genügend hohen Einspxtitzdruc'kes liegt, j e nach der Drehzahl der Maschine verschieden groß wird. Es kann also nur für eine bestimmte Drehzahl ein bestimmter Ablauf des Einspritzvorgangs eingestellt werden. Man ist daher bestrebt, die Brennstoffpumpen durch möglichst kurze Druckleitungen mit den Einspritzdüsen zu verbinden.. In diesem Bestreben ordnet man bei schnell lautenden Dieselmotoren die Brennstofpumpen bekanntermaßen an den ,zugehörigen Arbeitszylindern oder in .deren unmittelbarer Nähe an. Auch werden bisweilen zu dem gleichen Zweck die Brennstoffpumpen unmittelbar an die Einspritzdüsen angebaut, derart, daß beide-zusammen ein Ganzes bilden. Während diese Ausführung aber den Mangel aufweist, daß bei Auswechslung einer Düse auch die Brennstoffpumpe und meist sogar deren Antriebsbeile mit ausgebaut werden müssen, zeigen die erstgenannten Anordnungen der Brennstoffpumpen an den Zylindern der Brennkraftmaschine den Nachteil, daß die Bremlstoffpumpen und ihre Antriebs - und Regelglieder erheblich über die durch die Hauptteile der Maschine (Zylinder und Kurbelgehäuse) bestimmte Umrißform hinausragen. Dieser Nachteil tritt besonders in Erscheinung, wenn die Maschine als geschlossenes Ganzes m einen beschränkten Raum ,eingebaut werden soll, wie es beispielsweise bei Fahrzeugmotoren der Fall ist, und wenn, etwa aus. Gründen der leichten Saub:erhaltung, regelmäßige Formen unter möglichster Vermeidung vorstehender, eine Schmutzablagerung begünstigender Teile anzustreben sind. -Durch die vorliegende Erfindung sollen diese obengenannten Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäß werden die Brennstoffpumpen von Einspritzbrennkraftmaschinenmit an den Zylindern festliegenden, räumlich voneinander getrennten und durch eine besondere; abnehmbare Brennstoffleitung verbundenen Brennstoffpumpenkörpern und Einspritzdüsenkörpern wie folgt angeordnet: Der als Rotationskörper ausgebildete Pumpenkörper wird in die entsprechend gestaltete Höhlung eines am Zylinder vorgesehenen Auges eingesetzt, und dieses Auge wird derart angeordnet, daß die Pumpen zwischen der an den Köpfen der Arbeitszylinder gelagerten Pumpenantriebswelle und den seitlich angeordneten Einspritzdüsen liegen und daß die Förderseiten der Pumpen nahe bei den zugehörigen Einspritzdüsen und. die Antriebsseiten der Pumpen nahe bei der Antriebswelle liegen, so daß sich einerseits kurze ergeben und andererseits der Antrieb der Pumpenkolben durch die Nocken der Antriebswelle entweder unmittelbar soder über einfache und kurze Übertragungsglieder erfolgen kann.In the case of airless fuel injection into the working cylinders of Internal combustion engines are used in the connecting lines between fuel pipes and fuel injectors located under very high pressure, which; in particular in the case of long fuel pressure lines, the cause of malfunctions in the machine can. The liquid fuel is elastically compressible and therefore has if he is under the heights. Injection pressure stands, the desire to expand, as soon as this pressure drops again at the end of the delivery stroke of the fuel pump. The consequence of this is that the fuel injection into the working cylinder fails stops at the same time as the end of the pump piston delivery stroke, but only later, d. H. there is a post-injection of fuel into the cylinder. This post-injection of fuel leads, since under rapidly decreasing pressure, thus takes place with poor atomization, poor fuel efficiency and soot formation. For motors with a speed that can be varied within wide limits, the result is the order. long fuel pressure lines also have the disadvantage that the Crank angle, welher between the beginning of the fuel pump feed height and the achievement of an injection pressure that is high enough for good atomization is important, varies in size depending on the speed of the machine. So it can only be for one certain speed a certain sequence of the injection process can be set. Efforts are therefore made to keep the fuel pumps using the shortest possible pressure lines to connect with the injectors .. In this endeavor one ranks at quickly denominated diesel engines, the fuel pumps are known to be attached to the associated working cylinders or in their immediate vicinity. Also are sometimes used for the same purpose the fuel pumps are attached directly to the injectors, in such a way that both are together form a whole. While this version has the shortcoming that when replacing a nozzle, the fuel pump and usually even its drive shafts are also removed must be, show the first-mentioned arrangements of the fuel pumps on the Cylinders of the internal combustion engine have the disadvantage that the Bremlstoffpumpen and their Drive - and regulating elements considerably beyond those by the main parts the machine (cylinder and crankcase) protrude certain outline shape. This The disadvantage is particularly evident when the machine is a closed whole m a limited space to be installed, as is the case with vehicle engines, for example is the case, and if, about off. Reasons for easy cleaning: conservation, regular Shapes while avoiding the foregoing as much as possible, favoring dirt deposition Parts are to be aimed for. -By the present invention, these above are intended Disadvantages are avoided. According to the invention, the fuel pumps of internal combustion engines with injection fixed to the cylinders, spatially separated from one another and by a special one; removable fuel line connected fuel pump bodies and injector bodies arranged as follows: The pump body, designed as a body of revolution, is shown in the appropriately designed cavity of an eye provided on the cylinder is inserted, and this eye is arranged so that the pumps between those on the heads the working cylinder mounted pump drive shaft and the laterally arranged Injection nozzles are and that the delivery sides of the pumps are close to the associated Injectors and. the drive sides of the pumps are close to the drive shaft, so that on the one hand short and on the other hand the drive of the pump piston through the cams of the drive shaft either directly or via simple and short transmission links can be made.

Auf der beiliegenden Zeichnung sind fünf Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Abb. r- und 2 in Ansicht und im Schnitt nach Linie II-II der Abb. i den Kopfteil eines Arbeitszylinders eines ventillosen (Zweitakt-) Dieselmotors mit schräg zur Zylinderachse angeordneter Brennstoffpumpe, Abb. 3 und q. in Ansicht und Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 3 den Kopfteil eines Arbeitszylinders eines ventillosen (Zweitakt=) Dieselmotors mit senkrecht zur Zylinderachse angeordneter Brennstoffpumpe, Abb. 5 und 6 in Ansicht und Schnitt nach Linie VI-VI der Abb. 5 die Kopfteile zweier Zylinder eines Zweitaktdieselmotors mit gesteuerten. Eimaß- und Auslaßventilen und mit schräg und seitlich der Zylinderachsen angeordneten Brennstöffpumpen, Abb, 7 und 8 im Schnitt längs der Zyliil-. derachse nach Linie VII-VII der Abb. 8 und im Grundriß den Kopfteil eines Arbeitszylinders eines Zweitaktdieselmotors mit von der Nockenwelle unmittelbar angetriebenem Ventil und mit zur Zylinderachse paralleler Brennstoffpumpe, Abb. 9 und io im Schnitt längs der Zylinderachse nach Linie IX-IX der Abb. i o und im Grundriß den Kopfteil eines Zylinders eines Viertaktdieselmotors mit im Zylinderdeckel angeordnetem Einlaß- und Auslaßventil und dazwischen angeordneter Brennstoffpumpe.On the accompanying drawing are five exemplary embodiments of the Subject of the invention shown. They show: Fig. R- and 2 in view and in section according to line II-II of Fig. i the head part of a working cylinder of a valveless (Two-stroke) diesel engine with a fuel pump arranged at an angle to the cylinder axis, Fig. 3 and q. in view and section along line IV-IV of Fig. 3, the head part of a Working cylinder of a valveless (two-stroke =) diesel engine with perpendicular to the cylinder axis arranged fuel pump, Fig. 5 and 6 in view and section along line VI-VI Fig. 5 shows the head parts of two cylinders of a two-stroke diesel engine with controlled. Measuring and exhaust valves and arranged at an angle and to the side of the cylinder axes Fuel pumps, Fig, 7 and 8 in section along the cylinder. along the line VII-VII of Fig. 8 and in plan the head part of a working cylinder of a two-stroke diesel engine with the valve directly driven by the camshaft and with the cylinder axis parallel fuel pump, Fig. 9 and io in section along the cylinder axis Line IX-IX of Fig. I o and in plan the head part of a cylinder of a four-stroke diesel engine with inlet and outlet valve arranged in the cylinder cover and arranged in between Fuel pump.

Die in den verschiedenen Ausführungsbeispielen übereinstimmenden Teile sind gleich beziffert.The parts that match in the various exemplary embodiments are numbered the same.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i und 2 ist die Einspritzdüse i in bekannter Weise vbn der Seite her in den den Brennräum 3 begrenzenden oberen Teil des Arbeitszylinders eingesetzt, und zwar in einen Stutzen 2, der den Kühlmittelraüm 4. zwischen der Zylinderinnenwand 5 und dem Außenmante16 durchdringt. Der Zylinderkopf trägt dicht über dem Düsenstutzen z einen durchbohrten Ansatz 7, dessen. Bohrung den Zylindei'körper 8 der Brennstoffpumpe Aufnimmt, und zwar derart, daß diese Pumpe zwischen der am Zylinderkopf gelagerten Pumpenantriebswelle 14 und der Düse i liegt. Der Druckleitungsanschluß 12 des Pumpenkörpers 8 liegt hierbei nahe beim Druckleitungsanschluß 13 der Einspritzdüse i, so daß die Brennstoffdruckleitung g sehr kurz wird. Die Antriebsseite der Brennstoffpumpe liegt in der Nähe der Pumpenantriebswelle 14, so daß die Brennstoffpumpe mittels des einfachen und kurzen Z`"ischenhebels 16 von der die Antriebsnocken 15 tragenden Weile 14 angetrieben werden kann. Sowohl die Brennstoffpumpe 8 als auch die Düse i können je für sich bequem und ohne Behinderung durch andere Motorbauteile ausgebaut werden. Zur Festleguhg des Pumpengehäuses 8 in der Bohrung des Ansatzes 7 wird, wie aus Abb. 2 ersichtlich; .der Anschlußstutzen i o für die Brennstoffzuführungsleitung i i mitbenutzt, indem dieser Stutzen io in die Wandung des Zylinderkopfansatzes 7 so tief eingeschraubt wird, . daß er noch in den Pumpenkörper 8 ,eingreift. Die Brennstoffpumpe liegt im wesentlichen innerhalb der durch den Zylinder bzw. Zylinderkopf bestimmten Umrißform der Maschine, und zwar so, daß ihre Achse finit der des zugehörigen Arbeitszylinders in einer Ebene liegt und diese in einem spitzen Winkel schneidet. Der drehbare Pumpenkolben 17 trägt an einer Verlängerung 18 einen Hebel i g, an dem ein nicht dargestelltes Gestänge angreift, das bei seiner Verstellung, die von Hand oder durch einen Regler erfolgen kann, den mit Steuerkanten 2o, 21 für Beginn und Ende der Förderung versehenen Pumpenkolben 17 verschwenkt und so in bekannter Weise die jeweilige Fördermenge einstellt. Es können aber. auch andere Arten der Fördermengenre,gelun;g Anwendyng finden.In the embodiment according to Fig. I and 2, the injection nozzle i in a known manner from the side into the upper delimiting the combustion chamber 3 Part of the working cylinder used, namely in a nozzle 2, the coolant room 4. penetrates between the cylinder inner wall 5 and the outer jacket 16. The cylinder head carries just above the nozzle connection z a pierced approach 7, whose. drilling the cylinder body 8 of the fuel pump receives, in such a way that this pump between the pump drive shaft 14 mounted on the cylinder head and the nozzle i. The pressure line connection 12 of the pump body 8 is close to the pressure line connection 13 of the injection nozzle i, so that the fuel pressure line g is very short. the The drive side of the fuel pump is close to the pump drive shaft 14, so that the fuel pump by means of the simple and short Z` "ischenhebels 16 of the shaft 14 carrying the drive cams 15 can be driven. Both the The fuel pump 8 as well as the nozzle i can each comfortably and without hindrance can be removed by other engine components. To fix the pump housing 8 in the bore of the projection 7, as can be seen from Fig. 2; .the connection piece i o is also used for the fuel supply line i i, in that this connection piece io is screwed so deep into the wall of the cylinder head extension 7,. that he still in the pump body 8, engages. The fuel pump is essentially inside the outline of the machine determined by the cylinder or cylinder head, and so that its axis finite that of the associated working cylinder in one plane and cuts it at an acute angle. The rotatable pump piston 17 carries on an extension 18 a lever i g on which a linkage (not shown) attacks that when it is adjusted, which is done by hand or by a controller can, the pump piston provided with control edges 2o, 21 for the beginning and end of the delivery 17 pivoted and so in a known manner the respective delivery rate adjusts. But it can. Other types of flow rate regulation also succeeded Find.

Die Abb.3 und 4 zeigen eine Anordnung der Brennstoffpumpe an dem Zylinderkopf' einer.ventillosen Brennkraftmaschine, bei welcher die Pumpenachse senkrecht zur Zylinderachse liegt und bei welcher der Pumpenkolben 17 urunittelbar durch den Nocken 15 der Antriebshelle 14 bewegt wird.Figures 3 and 4 show an arrangement of the fuel pump on the cylinder head ' einer.ventillos internal combustion engine, in which the pump axis is perpendicular to the The cylinder axis lies and at which the pump piston 17 is located directly through the cam 15 of the drive shell 14 is moved.

In den Abb. 5 und 6 ist die Anordnung der Brennstoffpumpen bei einem Einkolbenzweitaktdieselmotor mit gesteuerten, zentral in den Zylinderköpfen liegenden Einlaß- oder Auslaßveatilen dargestellt. Die Arbeitszylinder des Motors sind gemäß Abb: 5 zu einem Block vereinigt; in welchem Hohlräume 4 für den Durchstrom eines Kühlmittels vorgesehen sind. In der Mitte der den Brennraum 3 abschließenden Stirnwand jedes Arbeitszylinders sitzt ein Ventil 27. Diese Ventile 27 werden von der gleichen Nockenwelle 14, die auch die - Brennstoffpumpe 8 antreibt, mittels der Noc'ker-.25 und der Hebe122 betätigt. .Die einzelnen Brennstoffpumpen sind -hier wegen der Ventile 27 seitlich von den Zylinderachsen angeordnet. Ihre Achsen kreuzen sich also mit den Zylinderachsen in einem Abstand. Die Achse jeder zwischen zwei Zylindern angeordneten Brennstoffpumpe liegt gemäß Abb. 5 in der mitten zwischen diesen beiden Zylindern und senkrecht zur Kurbelwelle sich erstreckenden Ebene. Auch hier haben die Brennstoffpumpen, ähnlich wie bei den Ausführungen nach Abb, i bis 4, eine solche Lage, daß ihre Förderseiten üahe den Anschlüssen 13 der Einspritzdüsen r liegen, so daß@ die Brennstoffdrudkleitungen 9 kurz sind und daß ihre Antriebsseite nahe bei der Antriebswelle 14 liegt, die dib Pumpe mittels des Nockens 15 über den Hebel 16 antreibt.In Figs. 5 and 6 the arrangement of the fuel pumps is at one Single-piston two-stroke diesel engine with controlled, centrally located in the cylinder heads Inlet or outlet valves shown. The working cylinders of the engine are in accordance with Fig: 5 combined into a block; in which cavities 4 for the flow of a Coolant are provided. In the middle of the end wall closing off the combustion chamber 3 each working cylinder sits a valve 27. These valves 27 are of the same Camshaft 14, which also drives the fuel pump 8, by means of the Noc'ker -25 and the lifting 122 is actuated. The individual fuel pumps are here because of the valves 27 arranged to the side of the cylinder axes. So their axes cross with each other the cylinder axes at a distance. The axis of each arranged between two cylinders According to Fig. 5, the fuel pump is located in the middle between these two cylinders and perpendicular to the crankshaft plane. Here too, the fuel pumps similar to the designs according to Fig, i to 4, such a position that its conveying sides üahe the connections 13 of the injection nozzles r lie so that @ the fuel pressure lines 9 are short and that their drive side is close to the drive shaft 14, the dib drives the pump by means of the cam 15 via the lever 16.

Die Abb.7 und 8 zeigen im Schnitt längs der Zylinderachse und im Grundriß den Kopfteil eines Arbeitszylinders eines Zweitaktdieselmotors, der, wie im Beispiel nach Abb.5 und 6, ein zentral angeordnetes Einlaß- oder Auslaßventil27 aufweist. Das Ventil27 wird jedoch von dem Nocken-25 der Welle 14 unmittelbar angetrieben. Die Brennstoffpumpe"8 ist hier .m einer zur Arbeitszylinderachse parallelen Bohrung des Zylinderkopfansatzes 7 untergebracht und wird von der Nockenwelle 14 mittels des Nockens 15 über den Zwischenhebel 16 angetrieben. Der Zylinderkopfansatz 7 ist so angeordnet, daß die in seiner Höhlung festgelegte Brennstoffpumpe .höchstens mit einem Teil ihrer Dicke über die Umlißform des Zylinders vorsteht.Figures 7 and 8 show in section along the cylinder axis and in plan the head part of a working cylinder of a two-stroke diesel engine, which, as in the example according to Fig.5 and 6, has a centrally arranged inlet or outlet valve27. The valve 27 is, however, driven directly by the cam 25 of the shaft 14. The fuel pump "8 is here .m a bore parallel to the working cylinder axis of the cylinder head extension 7 housed and is of the camshaft 14 by means of the cam 15 is driven via the intermediate lever 16. The cylinder head extension 7 is so arranged that the fuel pump fixed in its cavity .maximum with a part of its thickness protrudes over the outline of the cylinder.

Die Abb. 9 und i o zeigen die Anordnung einer Brennstoffpumpe am Kopfteil der Zylinderreihe eines mehrzylindrigen Vier taktdieselmotors -mit im' Zylinderdeckel -angeordnetem Einlaßventil 28 und Auslaßventil 29. Der Antrieb dieser Ventile :erfolgt von der Nockenwelle 14 aus mittels der Nocken 34 32 und der Hebel 33, 34; der Antrieb des Brennstoffpumpenkolbens 17 erfolgt von derselben WAlle 14 aus mittels des Nockens 15 über den Hebel 16.Fig. 9 and io show the arrangement of a fuel pump on the head part of the cylinder bank of a multi-cylinder four-stroke diesel engine with inlet valve 28 and outlet valve 29 arranged in the cylinder cover Levers 33, 34; The fuel pump piston 17 is driven from the same Wall 14 by means of the cam 15 via the lever 16.

Bei den meisten Ausführungsbeispielen liegen die Antriebs= und Regelteile 1 4. bis i 9 der Brennstoffpumpen innerhalb eines einen Bestandteil des Zylinderkopfes bildenden Gehäuses 30, welches durch einen Deckel 35 verschließbar ist und welches bei den Ausführungsformen nach . Abb. 5, 6 und 9, i o (mit gesteuerten Ventilen) ,gleichzeitig als Sie uerungs;gehäuse dient:In most of the exemplary embodiments, the drive and control parts are located 1 4th to i 9 of the fuel pumps within a one part of the cylinder head forming housing 30, which can be closed by a cover 35 and which in the embodiments according to. Fig. 5, 6 and 9, i o (with controlled valves) , at the same time as the housing serves:

Claims

ACTION CLAIM i. Arrangement of the fuel pumps of internal combustion engines with fuel pump bodies and injection nozzle bodies fixed to the cylinders, spatially separated from one another and connected by a special, removable fuel line, characterized in that the as. Rotary body formed pump body (8) is inserted into the correspondingly shaped cavity of an eye (7) provided on the cylinder, and that this eye is arranged in such a way that the pumps are between those on the heads of the working cylinders. bearing pump drive shaft (14) and the laterally arranged injection nozzles (i) and that the delivery sides of the pumps na11e at the associated injection nozzles (i) and the drive sides of the pumps are close to the drive shaft (14), so that. short fuel pressure lines (9) and on the other hand the drive of the pump piston (17) by the cams (15) of the drive shaft (1 4) can be done either directly or via .simple and short transmission members (16).

2. Arrangement of the fuel pumps of single-piston injection internal combustion engines according to claim i, characterized in that that the eye (7) provided for receiving the pump body on the cylinder head.

3. Fuel pump arrangement for piston injection, racing machines with im Head part of the cylinder arranged valves and with a common drive shaft for Valves and fuel pump according to claim i or 2, characterized in that d, aß the fuel pump (8) receiving eye (7) on the cylinder cover so arranged is that the axis of its cavity parallel to the working cylinder axis and that it is at most a part of its thickness over the contour shape of the cylinder protrudes (Figures 7 and 8). ¢.

Fuel pump arrangement according to one of claims i up to 3 for multi-cylinder Einko: oil injection fuel engines, characterized by that each one fuel pump (8) aufnahmexiden eyes (7) between two adjacent Working cylinders are in such a way that the axis of the fuel pump in the Middle between these working cylinders and perpendicular to the crankshaft extending Level (Figs. 5, 6, 7 and 8). -

5. Fuel pump arrangement according to one of the claims i to q., characterized in that the one connected to the fuel supply line (i i), guided through the wall of the eye (7) receiving the pump body (8) Connection piece (io) .of the fuel pump to hold the pump body in place (8) is used in the eye (7).

6. Fuel pump arrangement according to one of the Claims i to 5 for internal combustion engines with valve control enclosed by a housing, characterized in that one end of the eye receiving the pump body (8) (7) in. The housing (3o) enclosing the valve control lies in such a way that the Drive and control parts (14 to i g) of the pump inserted into the eye in the same housing.