DE716865C - Fuel injection device for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection device for internal combustion engines

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DE716865C
DE716865C DEH155452D DEH0155452D DE716865C DE 716865 C DE716865 C DE 716865C DE H155452 D DEH155452 D DE H155452D DE H0155452 D DEH0155452 D DE H0155452D DE 716865 C DE716865 C DE 716865C
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Helmut Mueller
Dr-Ing Anton Pischinger
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F02M2700/1317—Fuel pumpo for internal combustion engines
    • F02M2700/137—Fuel pump with control of fuel outlet of pumping chamber to delivery pipe

Description

Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen, welche einen kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolben und einen federbelasteten Speicherkolben aufweist und bei welcher die Brennstoffmenge mittels einer in einen von der Maschinendrehza;hl abhängigen Druckmittelstrom eingeschalteten Drossel, deren Staudruck mittels eines federbelasteten Kolbens das Brennstoffverstellghed steuert, geregelt wird.Fuel injector for internal combustion engines The invention relates to a fuel injector for internal combustion engines, which a force-fit driven pump piston and a spring-loaded storage piston having and in which the amount of fuel by means of a in one of the engine speed; hl dependent pressure medium flow switched on throttle, the back pressure by means of a spring-loaded piston controls the fuel adjustment, is regulated.

Es ist bekannt, den Druckmittelstrom durch eine besondere von der Brennkraftmaschine angetriebene Regelpumpe zu erzeugen. Es ist auch bekannt, die der Brennstoffeinspritzpumpe vorgeschaltete Zubringerpumpe als Regelpumpe zu benutzen. Dabei ist jedoch keine Sicherheit dagegen vorhanden, daß die Brennstoffeinspritzpumpe beim Hängenbleiben des _ Regelpumpenkolbens eine zu große Brennstoffmenge fördert und die Maschine daher durchgeht.It is known to generate the pressure medium flow by means of a special control pump driven by the internal combustion engine. It is also known to use the feeder pump connected upstream of the fuel injection pump as a control pump. However, no security is provided, however, that the fuel injection pump at snagging the rule _ pump piston promotes an excessive amount of fuel and therefore goes through the machine.

Gemäß der Erfindung dient das vom Pumpenraum abgewandte Ende des Speicherkolbens oder falls dieser, -was an sich bekannt ist, in einer Längsbohrung des angetriebenen Kolbens geführt ist, der ringförtnige Hubraum des kraftschlüssig angetriebenen Kolbens zur Förderung von Brennstoff durch die Reglerdrossel.According to the invention, the end of the storage piston facing away from the pump chamber is used or if this, -what is known per se, in a longitudinal bore of the driven one Piston is guided, the annular displacement of the force-fit driven piston for pumping fuel through the regulator throttle.

Bei Speicherpumpen, deren Spieicherkolben in einer Längsbohrung des kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolbens geführt ist, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein ringförmiger Schulteransatz des Speicherkolbens oder der darüberliegende Federteller allein oder in Verbindung mit dein derr Pumpenraum abgekehrten Ende des Speicherkolbens als Druckven'til für die Regelpumpe benutzt. Dabei kann die Ansaugung des Brennstoffes in üblicher Weise durch den als Steuerschieber wirkenden kraftschlüssiangetriebenen Pumpenkolben erfolgen.In the case of storage pumps, the storage piston of which is in a longitudinal bore of the frictionally driven pump piston is performed, is in a further embodiment of the invention, an annular shoulder extension of the storage piston or the overlying one Spring plate alone or in connection with your other pump room The end of the accumulator piston is used as a pressure valve for the control pump. Here can the suction of the fuel in the usual way by acting as a control slide frictionally driven pump pistons.

Die wesentlichen Teile der Regelpumpe sind somit vorteilhafterweise gleichzeiti- wesentliche Bestandteile der Brennstoffeinspritzpumpe-, deren Versagen auch die Brennstoffeinspritzung unmöglich machen würde, so daß ein übermäßiges Ansteigen der Maschinendrehzahl ausgeschlossen ist. Es ist bei Speicherkolbenpumpen bekannt -, eine Hilfspumpe dadurch zu bilden, daß am kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolbeii eiiiu besondere Stufe -vorgesehen wird, die ineinem besonders angeordneten Zylinder 0'Ieitet. Diese Bestandteile der Hilfspumpe sind aber für die Brennstoffeinspritzung nicht notwendig und vergrößern die Pumpenlänge C der Brennstoffeinspritzpumpe in unerwünschler Weise.The essential parts of the control pump are thus advantageously at the same time essential components of the fuel injection pump, the failure of which would also make the fuel injection impossible, so that an excessive increase in the engine speed is excluded. It is known in accumulator piston pumps to form an auxiliary pump in that a special stage is provided on the pump piston, which is driven in a force-locking manner and which leads into a specially arranged cylinder. However, these components of the auxiliary pump are not necessary for the fuel injection and undesirably increase the pump length C of the fuel injection pump.

Die Zeichnung stellt drei Ausführungsbeispiele der Erfindung in je einem Längsschnitt dar.The drawing shows three exemplary embodiments of the invention, each in a longitudinal section.

Die in Abb. i schematisch wiedergegebenu Speicherpumpe i besitzt einen in üblicher Weise durch Nocken kraftschlüssig angetriebenen Kolben2 und einen durch die Feder3 belasteten Speicherkolben 4. Der Brennstoli wird durch den Kanal 5 Über eine Ausnehmung 6 und je eine Quer- und Längsbohrung im Kolben2 angesaugt. Nachdem die untere schräge Begrenzung der Ausnehmung6 im Aufwärtshub des kraftschlfissig angetriebenen Kolbens die Saugbohrung 5 überschnitten hat-. wird der Speicherkolben durch Vermittlung des eingeschlossenen Brennstoffs angehoben. Im weiteren Aufwärtsgan- der Kolben --elan-, ZD t> -, t der Pumpenraum 7 mit der nach der Einspritzdüse führenden Leitung 8 in Verbindung. und der Speicherl,--olben fördert den Brennstoff unter Entspannung seiner Feder. Die Pumpe ist insoweit bekannt.The i schematically wiedergegebenu in Fig. Memory pump i has a non-positively driven in a conventional manner by cams Kolben2 and a loaded by Feder3 accumulator piston 4. The Brennstoli is sucked through the duct 5 via a recess 6 and a respective transverse and longitudinal bore in Kolben2. After the lower inclined delimitation of the recess 6 has intersected the suction bore 5 in the upward stroke of the force-lockingly driven piston. the storage piston is lifted through the mediation of the enclosed fuel. In the further upward movement of the piston --elan-, ZD t> -, t the pump chamber 7 is in connection with the line 8 leading to the injection nozzle. and the storage oil piston promotes the fuel by releasing its spring. The pump is known so far.

Das vom Pumpenraum abgewandte Ende des Speicherkolbens wird erfindungsgemäß als Kolben für eine Regelpumpe benutzt. Zu diesem Zweck ist je ein Saugventil 9 und ein Druckventil io vorgesehen, durch die eine Regelflüssigkeit, vorzugsweise ebenfalls Brenn-Stoff, in den Federraum angesaugt und von dort über die Leitung i i durch den Regelzylinder 12 und eine Drosselbohrung 13 C-efördert wird. Der Staudruck vor der Drosselstelle verschiebt einen Regelkolben 14 entgegen der Kraft einer Feder 15 je nach -der Förderg#schwindigkeit, d. h. der Drehzahl der Maschine. Die Bewegung des Regelkolben# 14 wird unter Vermittlung der Zalinstan-e.ic-#-und des Ritzels 17 in bekannter Weise zur Drehung des Pumpenkolbens2 benutzt. der zu Beginn des Druckhubes je nach seiner Winkelstellung einen mehr oder -,v,-niger großen Teil der angesaugten Brennstoffinenge #urückfördert. Der Staudruck und damit die vom Regler aufrechterhaltene Drehzahl künnen durch die mit Gewinde versehene Reglernadel 18 mit Hilfe eines Hebels eingestellt bzw. geändert werden.The end of the storage piston facing away from the pump chamber is used according to the invention as a piston for a control pump. For this purpose, a suction valve 9 and a pressure valve io are provided, through which a control fluid, preferably also fuel, is sucked into the spring chamber and from there via line ii through the control cylinder 12 and a throttle bore 13 C-e. The dynamic pressure in front of the throttle point moves a control piston 14 against the force of a spring 15 depending on the conveyor speed, i.e. H. the speed of the machine. The movement of the control piston # 14 is used by means of the Zalinstan-e.ic - # - and the pinion 17 in a known manner to rotate the pump piston 2. which at the beginning of the pressure stroke, depending on its angular position, conveys a more or less large part of the fuel that has been sucked in. The dynamic pressure and thus the speed maintained by the regulator can be set or changed by means of the threaded regulator needle 18 with the aid of a lever.

Die Verbesserun- des Flüssigkeitsrcglers nach Abb. i gegenüber bekannten Re-Icrn C dieser Art besteht darin, daß einerseits eine besondere Reglerpumpe gespart und and##rerseits die Sicherheit der Maschine erhöht wird. Denn falls der als Kolben der Reglerpumpp benutzte Speicherkolben der Eiiispritzpumpc hängenbleiben sollte, wird die Brennsto;ieiiispritzung selbsttätig unterbrochen.The improvement of the liquid regulator according to Fig. 1 over known Re-Icrn C of this type consists in the fact that on the one hand a special regulator pump is saved and on the other hand the safety of the machine is increased. Because if the storage piston of the injection pump used as the piston of the regulator pump should get stuck, the fuel injection is automatically interrupted.

In Abb.2 ist eine Speicherpumpe wiedergegeben, deren Speicherkolben in einer Längsbohrung des kraftschlüssig angetriebenen Kolbens 2 'geführt ist. Der PumpenraLim 7 befindet sich demnach im Innern des Kolbens 2. Die einzelnen, vom kraftschlüssig angetriebenen Kolben gesteuerten Kanäle sind durch die beigefügten Hinweise erläutert. I' egelzylinder und -kolben sowie dessen Ein#vir-kuil#; auf den Pumpenkolben 2 entsprechen der Abb. i. Die Drehzahleinstellung geschieht durch Änderung der Vorspannung der Feder 15 mit Hilfe des Hebels 17. Die Einstellung könnte ebenso-ut durchÄnderung des Drosselquerschnittes 13 ##7ie in Abb. i -,-orge-nomi-r-cii werden.In Fig.2, a storage pump is shown, the storage piston of which is guided in a longitudinal bore of the non-positively driven piston 2 '. The PumpenraLim 7 is accordingly located in the interior of the piston 2. The individual channels controlled by the non-positively driven piston are explained by the attached notes. I 'gel cylinder and piston and its one # vir-kuil #; on the pump piston 2 correspond to Fig. i. The speed is set by changing the preload of the spring 15 with the aid of the lever 17. The setting could also be made by changing the throttle cross-section 13 ## 7ie in Fig. I -, - orge-nomi-r-cii.

In der Pumpe nach Abb. 2 dient der ringförmi-e Hubraum ig zur Förderung des Regelbrennstoffes. Der Federteller 2o der Speicherfeder 3 dient dabei als Druckventil. Er ist an seinem Umfang auf die Fläche 2 1 aufgeschliffen. In gleicher Weise könntu der rin-förmize Schulteransatz des Speicherkolbens selbst als Druckventil auszebildet sein.In the pump according to Fig. 2, the ring-shaped displacement ig serves to convey the standard fuel. The spring plate 2o of the storage spring 3 serves as a pressure valve. It is ground on the surface 2 1 on its circumference. In the same way, the rin-shaped shoulder attachment of the storage piston itself could be designed as a pressure valve.

Sowohl der einz.uspritzende als auch der Regelbrennstoff strömen in der gezeichnettn unteren Totlage des Kolbens 2 durch die Saugbohrung 5, in den Ringraum ein. Der Brennstoff gelangt durch eine Quer- und eine Längsbohrung des Speicherkolbens 4 in den Pumpenraum 7. Nach Abschluß der Saugbohrung 5 durch die Stirnkante des Kolbens 2 wird der in den Pumpenräumen 7 und 19 eiii - geschlossene Brennstoff zunächst auf der durch die Fläche des Ventils 2o, 2 1 und die Kraft der Feder 3 bestimmten Druck verdichtet, und erst nach einer weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 um das Mab 22 wird der Pumpenraum 7 vollkomnien abgeschlossen und der Speicherkolben von da ab mitgenommen. Der auf dem Weg 22 verdrängte Brennstoff wird durch- das Ventil 2c, gequetscht, das sich in Ubetracht der starken Belastung nur ganz wenig von seinem Sitz 21 hebt. Die Vorverdichtung des Brennstoffes im Pumpenraum 7 vor seiner Absperrung hat den Zweck, die beim Ansaugen s - ich bildenden Gasbläschen wieder zu verdichten und infolgedessen stets eine vollkommene Füllung des Pumpenraumes 7 zu gewährleisten.Both the fuel to be injected and the standard fuel flow into the annular space in the lower dead position of the piston 2 through the suction bore 5. The fuel passes through a transverse and a longitudinal bore of the storage piston 4 into the pump chamber 7. After completion of the suction hole 5 is formed by the end edge of the piston 2 of the pump chambers 7 and 1 9 eiii - closed fuel initially on by the area of the valve 2o, 2 1 and the force of the spring 3 compresses certain pressure, and only after a further upward movement of the piston 2 around the Mab 22 is the pump chamber 7 completely closed and the storage piston taken from there on. The fuel displaced on the path 22 is squeezed through the valve 2c, which, in view of the heavy load, lifts only very little from its seat 21. The pre-compression of the fuel in the pump chamber 7 before his barrier, has the purpose, when sucking s - I compress forming gas bubbles again and always as a result, a complete filling of the pump chamber 7 to ensure.

Im Laufe der weiteren Aufwärtsbewegung des Kolbens 2 kommen nacheinander je drei Querbohrungen 23 und 24 mit dem überströmkanal 2 5 und dem Einspritzkanal 8 in Verbindung, worauf der Speicherkolben aus dem Pumpenraum jeweils einen Teil der angesaugten Brennstoffmenge hinausdrückt. Der gleichzeitig im Ringraum ig verdrängte Brennstoff wird über den FederrauM 26 und die Lehung i i in den Regelzylinder 12 gefördert.In the course of the further upward movement of the piston 2, three transverse bores 23 and 24 each come into contact with the overflow channel 2 5 and the injection channel 8 , whereupon the storage piston pushes part of the sucked fuel out of the pump chamber. The fuel that is simultaneously displaced in the annular space ig is conveyed into the control cylinder 12 via the spring chamber 26 and the Lehung ii.

Die Regeleinrichtung nach Abb. 2 hat im Vergleich mit der in Abb. i dargestellten Einrichtung den weiteren Vorteil, daß für die Förderung der Regelflüssigkeit nur solche Teile benutzt werden, die schon für den Betrieb der Einspritzpumpe notwendig sind. Zusätzliche Saug- und Druckventile, die beim Hängenbleiben den Betrieb gefährden könnten, sind vermieden.The control device according to Fig. 2 has in comparison with the one in Fig. i device shown the further advantage that for the promotion of the control fluid only those parts are used that are necessary for the operation of the injection pump are. Additional suction and pressure valves that endanger operation if they get stuck could are avoided.

Der Überströmbrennstoff kann, wie durch die, gestrichelt eingezeichnete Leitung angedeutet, zusätzlich nach dem Regelzylinder 12 gefördert werden. Da z. B. bei Entlastung der Masch:ne die überströmende Brennstoffmenge sich vergrößert, steigt der Druck im Regelzylinder 12 entsprechend stärker an, als wenn nur eine bei allen Belastungen gleichbleibende Brennstoffmenge aus dem Ringraum ig nach dem Regelzylinder gefördert #vird. Die Folge ist, daß für eine geforderte Ungleichförmigkeit des Reglers eine steifere Feder, d. h. eine Feder mit kleinerer Windungszahl verwendet werden kann. Die Ab- messungen des Reglers können also auf diese Weise verkleinert Werden. Der Überströmende Brennstoff kann auch bei einer einfachen Speicherpumpe nach Art der Abb. i zusätzlich für die Regelung benutzt Werden, wenn er nicht in die Saugleitung, sondern durch eine getrennte Leitung abgeführt wird. Bei der noch zu beschreibenden Einrichtung nach Abb. 3 ist diese Maßnahme ohne weiteres anwendbar.As indicated by the line drawn in dashed lines, the overflow fuel can additionally be conveyed to the regulating cylinder 12. Since z. B. when relieving the Masch: ne the overflowing amount of fuel increases, the pressure in the control cylinder 12 rises correspondingly more strongly than if only a constant amount of fuel from the annular space ig after the control cylinder is conveyed from the annular space ig after the control cylinder. The consequence is that for a required irregularity of the regulator a stiffer spring, i. H. a spring with a smaller number of turns can be used. The exhaust measurements of the controller can are so reduced in this way. The overflowing fuel can also be used for the control of a simple storage pump as shown in Fig. I, if it is not discharged into the suction line but through a separate line. In the device to be described according to Fig. 3 , this measure can be used without further ado.

In Abb. 3 ist eine dritte Ausführungsform nur teilweise wiedergegeben. Die nicht gezeichneten Teile entsprechen denen der Abb. 2. Zum Unterschied von der oben beschriebenen Regeleinrichtung saugt der kraftschlüssig angetriebene Kolben2 den Bilennstoff aus dem Federraum 26 durch eine öffnung 27 in der Mitte des FedertellerS 20 an, der mit einer äußered Ringfläche 2 1 Wie in Abb.:2 auf einen Sitz aufgeschliffen ist. Dabei ist zwischen dem Federteller und dem vom Pumpenraum7 abgewandten Ende des Speicherkolbens4 ein geringer Abstand für den -Durchtritt des Brennstoffes vorhanden. Sobald der Kolben2 sich aus der gestrichel-Len unteren Totlage aufwärtsbewegt, wird der Speicherkolben sogleich mitgenommen und schließt zunächst die Saugbohrung 27 im Federteller ab. Darauf wird der eingeschlossene Brennstoff in gleicher Weise wie in Abb.2 vorverdichtet und der vom Kolben2 verdrängte Brennstoff durch das Druckventil 2o, 21 gequetscht. Erst nachdem der Kolben2 den Weg22 zurüc12gelegt hat, ist der Pumpenraum7 abgeschlossen, und wird der Speicherkolben4 bei weiterer Aufwärtsbewegung mitgenommen. Bei dieser Pumpe werden für die Förderung des Regelbrennstoffes ebenfalls nur solche Teile benutzt, die für den -Betrieb der Einspritzpumpe unbedingt notwendig sind.In Fig. 3 , a third embodiment is shown only partially. The parts not shown correspond to those in Fig. 2. In contrast to the control device described above, the force-lockingly driven piston 2 sucks the fuel from the spring chamber 26 through an opening 27 in the center of the spring plate 20, which has an outer annular surface 2 1 As in Fig.:2 is sanded onto a seat. There is a small distance between the spring plate and the end of the storage piston 4 facing away from the pump chamber 7 for the fuel to pass through. As soon as the piston 2 moves upwards from the dashed-line lower dead position, the storage piston is immediately carried along and initially closes the suction bore 27 in the spring plate. The enclosed fuel is then pre-compressed in the same way as in Fig. 2 and the fuel displaced by piston 2 is squeezed through pressure valve 2o, 21. Only after the piston 2 has covered the path 22, the pump chamber 7 is closed and the storage piston 4 is carried along with further upward movement. With this pump, only those parts are used for the delivery of the standard fuel, which are absolutely necessary for the operation of the injection pump.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem kraftschlüssig angetriebenen Pumpenkolben und einem federbelasteten Speicherkolben und Regelung der Brennstoffmenge mittels einer in einem von der -Maschinendrehzahl abhängigen Druckmittelkreislauf eingeschalteten Drossel, deren Staudruck mittels eines federbelasteten Kolbens das Brennstoffverstellglied steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Pumpenraum (7) abgewandte Ende des Speicherkolbens (4) oder, falls dieser in an sich be- kannter Weise in einer Längsbohrung des angetriebenen Kolbens (2) geführt ist, der ringförmige Hubraum (ig) des kraftschlüssig angetriebenen Kolbens (2) zur Förderung von Brennstoff durch die Reglerdrossel (13) dient. PATENT CLAIMS: i. Fuel injection device for internal combustion engines with a non-positively driven pump piston and a spring-loaded accumulator piston and regulation of the fuel quantity by means of a throttle which is switched on in a pressure medium circuit which is dependent on the engine speed and whose dynamic pressure controls the fuel adjusting element by means of a spring-loaded piston, characterized in that the one facing away from the pump chamber (7) end of the accumulator piston (4) or, if this is performed in a per se known manner in a longitudinal bore of the driven piston (2), the annular cylinder capacity (strength) of the non-positively driven piston (2) for feeding fuel through the regulator choke ( 13) is used. 2. Brennstoffeinspritzpumpe% mit einem in einer Längsbohrung des angetriebenen Kolbens geführten Speicherkolben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Schulteransatz (28) des Speicherkolbens oder der darüberl.*#eg#ende Federteller (2o) allein oder in Verbindung mir dem dem Pumpenraum abgekehrten Ende des Speicherkolbens als Druckventil der Regelpumpe dient. 3. Brennstoffeinspritzpumpe nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelbrennstoff aus dem die Speicherfeder (3) enthaltenden Raum (26) durch eine öffnung (27) des Federtell-ers (2o) angesaugt wird, die durch das vom Pumpenraum (7) abgewandte Ende des Speicherkolbens (4) im ersten kurzen Teil der Aufwärtsbewegung geschlossen wird (Abb- 3). 4. Brennstoffeinspritzpumpe nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem vom oberen Ende des Speicherkolbens (4) oder vom Ring kolben' (2) geförderten Brennstoff auch der überströmbrennstoff der Einspritzpumpe durch die Reglerdrossel (13# geleitet wird.2. Fuel injection pump% with a guided in a longitudinal bore of the driven piston storage piston according to claim i, characterized in that the annular shoulder extension (28) of the storage piston or the overlying. * # Eg # end spring plate (2o) alone or in conjunction with the The end of the storage piston facing away from the pump chamber serves as a pressure valve for the control pump. 3. Fuel injection pump according to claims i and 2, characterized in that the control fuel is sucked in from the space (26 ) containing the storage spring (3) through an opening (27) of the spring plate (2o) which is passed through the pump chamber ( 7) the opposite end of the storage piston (4) is closed in the first short part of the upward movement (Fig- 3). 4. Fuel injection pump according to claims i to 3, characterized in that in addition to the from the upper end of the storage piston (4) or piston from the ring '(2) delivered fuel and the overflow fuel of the injection pump is passed through the regulator throttle (13 #).
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