DE724535C

DE724535C - Fuel injector

Info

Publication number: DE724535C
Application number: DEH155605D
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Finsterwalder
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1938-04-24
Filing date: 1938-04-24
Publication date: 1942-08-28

Description

Brennstoff-Einspritzvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Brennstoffeinspritzvorrichtung für unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren, die mit Betriebsdüsen und auf einen niedrigen Einspritzdruck abgestimmte Anfahrdüsen ausgerüstet sind, welche durch eine beiden Düsen gemeinsame Pumpa gespeist werden.Fuel injection device The invention relates to a fuel injection device for vehicle diesel engines that start under load, with operating nozzles and on one low injection pressure coordinated starting nozzles are equipped, which through a pump that is common to both nozzles.

Unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren haben einen großen Arbeitsdrehzahlbereich. Derselbe fängt bei Null an und endet bei der für den Motor bestimmten Höchstdrehzahl. Infolge der beim Anfahren von der kleinen Motordrehzahl abhängigen geringen Geschwindigkeit des Brennstoffpumpenkolbens und durch den dadurch bedingten langsamen Druckanstieg im Pumpenraum der Brennstoffpumpe benutzt man zum Anfahren besondere Anfahrdüsen, die in dem beim Anfahren vorhandenen niederen Drehzahlbereich eine gute Zerstäubung des einzuspritzenden Brennstoffes gewährleisten. Die Anfahrdüsen sind dabei in der Regel auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmt als die Betriebsdüsen. Von einer bestimmten Drehzahl ab wird dann der Brennstoff durch die Betriebsdüsen eingespritzt, während die Brennstoffmenge der Anfahrdüsen auf ein kleines Maß herabgesetzt wird. Man läßt nämlich, um ein Verstopfen zu vermeiden, die Anfahrdüsen auch während des Einspritzens durch die Betriebsdüsen in Tätigkeit. Durch die Verwendung von zwei Düsenarten ergibt sich die Notwendigkeit zweier Brennstoffpumpen mit den dazugehörigen Zündpunktverstellungen.Vehicle diesel engines starting under load have a large working speed range. It starts at zero and ends at the maximum speed determined for the engine. As a result of the low speed which is dependent on the low engine speed when starting up of the fuel pump piston and the slow rise in pressure caused by it In the pump chamber of the fuel pump, special start-up nozzles are used to start up, good atomization in the low speed range when starting up of the fuel to be injected. The starting nozzles are in the Usually adjusted to a lower injection pressure than the operating nozzles. from At a certain speed, the fuel is then injected through the operating nozzles, while the fuel quantity of the start-up nozzles is reduced to a small extent. In order to avoid clogging, the start-up nozzles are also left during the Injection through the operating nozzles in action. By using two Types of nozzles results in the need for two fuel pumps with the associated ones Ignition point adjustments.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Brennstoffeinspritzvorrichtung für unter Last anlaufende Fahrzeugdieselmotoren zu vereinfachen. Dies wird dadurch erreicht, daß die Leitungen beider Düsen an den gemeinsamen Pumpendruckraum angeschlossen sind, wobei die zu der gering belasteten Düse führende Leitung nach einem bestimmten regelbaren Teil des Druckhubes vom Pumpenraum abgesperrt wird, wonach die Förderung durch die höher belastete Düse in einer auf irgendeine bekannte Art (Überströmregelung, Pumpenhubregelung usw.) bemessenen Menge erfolgt.The object of the invention is now the fuel injection device for vehicle diesel engines starting under load. This is because of this achieved that the lines of both nozzles are connected to the common pump pressure chamber are, the line leading to the lightly loaded nozzle according to a certain controllable part of the pressure stroke is shut off from the pump chamber, after which conveying through the higher loaded nozzle in some known way (Overflow control, pump stroke control, etc.) measured amount takes place.

Es ist zwar eine Einspritzvorrichtung bekannt, bei der eine Hilfsdüse und eine Betriebsdüse von einer Brennstoffpumpe gespeist werden. Bei dieser Einspritzvorrichtung ist jedoch ein Umschaltventil in eine von der Brennstoffpumpeherkommende Hauptdruckleitung eingeschaltet, welches den Brennstoff wechselweise durch besondere Druckleitungen zu den einzelnen Düsen leitet. Eine solche Einspritzvorrichtung läßt sich für einen unter Last anlaufenden Fahrzeugdieselmotor deshalb nicht verwenden, weil sich die einzelnen Einspritzvorgänge nicht unabhängig voneinander beeinflussen lassen. Auch bei den bekannten Brennstoffpumpen mit Ausweicherkolben, bei denen zwei Kanäle, die zu zwei verschiedenen Düsen führen, nacheinander aufgesteuert werden, ist eine unabhängige Beeinflussung der einzelnen Einspritzvorgänge nicht möglich.Although an injection device is known in which an auxiliary nozzle and an operating nozzle fed by a fuel pump. In this injector however, is a switching valve in a main pressure line coming from the fuel pump switched on, which the fuel alternately through special pressure lines leads to the individual nozzles. Such an injector can be used for a Do not use a vehicle diesel engine that starts under load because the Do not allow individual injection processes to be influenced independently of one another. Even in the known fuel pumps with bypass pistons, in which two channels, that lead to two different nozzles are opened one after the other is one independent influencing of the individual injection processes is not possible.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung für den direkt antreibenden Fahrzeugdieselmotor i besteht aus der Brennstoffpumpe 2, der Anfahrdüse 3 und der Betriebsdüse 4. Ein von dem Fahrzeugdieselmotor i angetriebener Nocken 5 betätigt den Pumpenkolben 6, der mit Hilfe einer Zahnstange 7, welche in eine Verzahnung 8 des Pumpenkolbens 6 eingreift, verdreht werden kann. Über dem Pumpenkolben 6 befindet sich der Pumpenraum 9, der über ein mit einer Feder io belastetes Saugventil ii und eine Leitung 12 mit dem nicht dargestellten Brennstoffvorratsbehälter inVerbindung steht. Die Anfahrdüse3, die auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmt ist als die Betriebsdüse 4, und diese, sind beide für sich an den Pumpenraum 9 der Brennstoffpumpe 2 angeschlossen. Während die Betriebsdüse 4 über die Druckleitung 13 und das durch eine Feder 24 belastete Druckventil 14 an den Pumpenraum 9 angeschlossen ist, ist die Anfahrdüse 3 über eine Leitung 15, das durch eine Feder 25 belastete Druckventil 16, die Bohrung 17 der Führungsbüchse 18 des Pumpenkolbens 6 und eine Bohrung i9 in letzterem an der Pumpenraum 9 angeschlossen. Die Brennstoffpumpe 2 ist mit einer für jede Düsenart besonderen Steuerung für die Einspritzdauer versehen. Für die Anfahrdüse 3 dient dazu eine im verdrehbaren Pumpenkolben 6 zwischen den Bohrungen 17 und i9 angeordnete Aussparung 20 mit einer schräg verlaufenden Steuerkante 21. Die Einspritzdauer der direkt an den Pumpenraum 9 angeschlossenen Betriebsdüse 4 wird durch ein an den Pumpenraum 9 angeschlossenes, durch eine Feder 22 belastetes Ventil 23 gesteuert. Es ist natürlich auch möglich, daß die Einspritzdauer der Betriebsdüse 4 durch einen im Pumpenkolben 6 angeordneten verdrehbaren Schieber gesteuert wird, der über eine Aussparung mit schräger Begrenzungskante mit einer im Pumpenkolben 6 vorgesehenen Überströmbohrung, die mit einer nach außen führenden Abflußleitung in Verbindung steht, zusammenarbeitet. Der Nocken 5 ist in seinem ersten Teil als Betriebs-, hocken und in seinem zweiten Teil als Anfahrhocken ausgebildet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zum Anfahren und zum Betrieb je eine Düse benutzt worden. Es ist natürlich ohne weiteres möglich, daß zum Anfahren und zum Betrieb je mehrere Düsen benutzt werden.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown schematically. The fuel injector for the direct drive Vehicle diesel engine i consists of the fuel pump 2, the starting nozzle 3 and the Operating nozzle 4. A cam 5 driven by the vehicle diesel engine i is actuated the pump piston 6, which with the help of a rack 7, which in a toothing 8 of the pump piston 6 engages, can be rotated. Located above the pump piston 6 the pump chamber 9, which is loaded with a spring io suction valve ii and a line 12 in communication with the fuel storage container, not shown stands. The start-up nozzle3, which is tuned to a lower injection pressure than the operating nozzle 4, and these, are both separately connected to the pump chamber 9 of the fuel pump 2 connected. While the operating nozzle 4 via the pressure line 13 and through a spring 24 loaded pressure valve 14 is connected to the pump chamber 9 is the starting nozzle 3 via a line 15, the pressure valve loaded by a spring 25 16, the bore 17 of the guide bush 18 of the pump piston 6 and a bore i9 in the latter connected to the pump room 9. The fuel pump 2 is with a Provide a special control for the injection duration for each nozzle type. For the Starting nozzle 3 is used in the rotatable pump piston 6 between the bores 17 and 19 arranged recess 20 with an inclined control edge 21. The injection duration of the operating nozzle 4 connected directly to the pump chamber 9 is connected to the pump chamber 9 and loaded by a spring 22 Valve 23 controlled. It is of course also possible that the injection duration of the operating nozzle 4 is controlled by a rotatable slide arranged in the pump piston 6, the one in the pump piston via a recess with an inclined delimiting edge 6 provided overflow hole with a drain pipe leading to the outside communicates, cooperates. The cam 5 is in its first part as Operational, squat and in its second part designed as a start-up squat. In which The illustrated embodiment is one nozzle for start-up and one for operation been used. It is of course easily possible that for start-up and for Operation, several nozzles can be used.

Die Wirkungsweise ist folgende: Direkt antreibende Dieselmotoren werden in der Regel mit Hilfe von Druckluft aus dem Ruhezustand in Bewegung gebracht. Schon bei der ersten Umdrehung des Dieselmotors wirdBrennstoff eingespritzt. Dies geschieht durch den vom Nocken 5 angetriebenen Pumpenkolben 6, der den Brennstoff durch die Bohrung ig, die Aussparung 2o, die Bohrung 17 über das Druckventil 16, die Druckleitung 15 und die Anfahrdüse 3 in den Brennraum des Dieselmotors i einsRritzt. Da beim Anfahren eine ziemlich große Brennstoffmenge eingespritzt werden muß, steht der Bohrung 17 die größte Weite der Aussparung 2o gegenüber. Die Einspritzung durch die Anfahrdüse 3 wird beendet, sobald die Steuerkante 21 die Bohrung 17 überdeckt hat. Bei Einstellung der vollen Anfahrbrennstoffmenge wird die ganze Kurve des Nockens 5 benützt. Durch die Zuführung von Brennstoff erfährt der Dieselmotor i eine zusätzliche Beschleunigung, so daß dessen Drehzahl steigt. Mit steigender Drehzahl wird die Anfahrbrennstoffmenge verringert. Dies geschieht durch Verdrehen des Pumpenkolbens 6 mit Hilfe der Zahnstange 7 in der Weise, daß der Bohrung 17 eine immer kleiner werdende Weite der Aussparung 20 gegenüberzustehen kommt. Von dem Augenblick an, in dem der Dieselmotor i eine solche Drehzahl erreicht hat, daß die Brennstoffzufuhr durch die Betriebsdüse 4 beginnen kann, wird die Brennstoffzufuhr durch die Anfahrdüse 3 so stark verringert, daß nur noch eine ganz geringe Menge Brennstoff durch diese eingespritzt wird, die ein Verstopfen derselben verhindert. Da nun ein Entweichen des Brennstoffes durch die auf einen niedrigeren Einspritzdruck abgestimmte Anfahrdüse 3 praktisch nicht mehr möglich ist, öffnet durch den weiteren Druckanstieg im Pumpenraum 9 die Betriebsdüse 4. Derselben wird der Brennstoff durch die Druckleitung 13 zugeführt. Es wird nunmehr nur noch der erste Teil der Kurve des Nockens 5 benutzt. Die Einspritzung durch die Betriebsdüse 4 wird durch Aufsteuern des Ventils 23 beendet. Die maximale, durch die Betriebsdüseq. eingespritzte Brennstoffmenge endet da, wo beim Nocken 5 die Anfahrkurve anfängt.The mode of operation is as follows: Direct-drive diesel engines are used usually brought into motion with the help of compressed air from the idle state. Nice the first time the diesel engine rotates, fuel is injected. this happens by the pump piston 6 driven by the cam 5, which feeds the fuel through the Bore ig, the recess 2o, the bore 17 via the pressure valve 16, the pressure line 15 and the starting nozzle 3 is scratched into the combustion chamber of the diesel engine i. There at Starting a fairly large amount of fuel must be injected, the Bore 17 the largest width of the recess 2o opposite. The injection through the starting nozzle 3 is terminated as soon as the control edge 21 covers the bore 17 Has. When the full start-up fuel quantity is set, the entire curve of the cam becomes 5 used. The supply of fuel gives the diesel engine i an additional one Acceleration, so that its speed increases. As the speed increases, the Start-up fuel quantity reduced. This is done by turning the pump piston 6 with the help of the rack 7 in such a way that the bore 17 becomes smaller and smaller increasing width of the recess 20 comes to face. From the moment in which the diesel engine i has reached such a speed that the fuel supply can begin through the operating nozzle 4, the fuel supply is through the start-up nozzle 3 so much that only a very small amount of fuel is left through this is injected, which prevents clogging of the same. There is now an escape of the fuel through the start-up nozzle, which is adjusted to a lower injection pressure 3 is practically no longer possible, opens due to the further increase in pressure in the pump chamber 9 the operating nozzle 4. The fuel is fed to this through the pressure line 13. Only the first part of the curve of the cam 5 is now used. The injection through the operating nozzle 4 is terminated by opening the valve 23. The maximal, through the operating nozzle q. injected fuel quantity ends there, where the approach curve begins at cam 5.

Es ist natürlich auch möglich, daß sich die Einspritzungen durch die Anfahr- und die Betriebsdüse überschneiden, d. h. die Einspritzung durch die Betriebsdüse q. beginnt- schon, wenn die Einspritzung durch die Anfahrdüse 3 noch nicht beendet ist. Durch die Möglichkeit der unabhängigen Beeinflussung der beiden Einspritzvorgänge könnte man bei höheren Drehzahlen die Anfahrdüse 3 zum Teil in Betrieb halten. Es werden sich dann durch den von der höheren Drehzahl des Dieselmotors i abhängigen schnelleren Druckanstieg im Pumpenraum beide Düsen nacheinander öffnen, weil der Brennstoff nicht allein in der kurzen Zeit durch die Anfahrdüse 3 entweichen kann. Hierfür ist jedoch zubeachten, daß die Einspritzung durch die Anfahrdüse 3 nicht nach dem Ende der Einspritzung durch die Betriebsdüse q. beendet wird, weil sonst eine schädliche, durch die Anfahrdüse 3 eintretende Entlastung der Druckleitung 15 in den Brennraum der Brennkraftmaschine i stattfindet. Durch die Überschneidung der einzelnen Einspritzvorgänge würde sich auch eine besondere Zündpunktverstellung für die Betriebsdüse q. erübrigen, weil das Einsetzen der Einspritzung durch die Betriebsdüse ¢ in veränderlichem Maße von derEinstellung derAnfahrbrennstoffmengensteuerung abhängig ist. Zur Vereinfachung der Bedienung ist es zweckmäßig, die Brennstoffzufuhr durch die Anfahrdüse 3 durch einen Regler zu betätigen, der an der Zahnstange 7 angreift und vom Dieselmotor i angetrieben wird.It is of course also possible that the injections through the Start-up and operating nozzles overlap, d. H. the injection through the operating nozzle q. already begins when the injection by the starting nozzle 3 has not yet ended is. Thanks to the possibility of influencing the two injection processes independently one could keep the starting nozzle 3 partially in operation at higher speeds. It are then dependent on the higher speed of the diesel engine i faster pressure increase in the pump chamber open both nozzles one after the other because of the Fuel cannot escape through the starting nozzle 3 in the short time alone. For this, however, it should be noted that the injection through the starting nozzle 3 is not after the end of the injection through the operating nozzle q. is terminated because otherwise a harmful discharge of the pressure line through the starting nozzle 3 15 takes place in the combustion chamber of the internal combustion engine i. Because of the overlap the individual injection processes would also require a special ignition point adjustment for the operating nozzle q. superfluous because the onset of injection by the Operating nozzle ¢ to a variable extent depending on the setting of the start-up fuel quantity control is dependent. To simplify operation, it is advisable to switch off the fuel supply through the start-up nozzle 3 to be operated by a controller on the rack 7 attacks and is driven by the diesel engine i.

Durch die neue Erfindung ist es möglich, die Brennstoffzufuhr zu einem direkt antreibenden Dieselmotor durch einfachere Mittel als bisher durchzuführen.With the new invention it is possible to feed the fuel to one direct drive diesel engine by simpler means than before.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel injector for under load starting vehicle diesel engines with operating nozzles and on a low Injection pressure matched start-up nozzles are equipped, which by one of the two Nozzles are fed to the common pump, characterized in that the lines Both nozzles are connected to the common .Pump pressure chamber, the to the line leading to the lightly loaded nozzle according to a certain controllable part of the pressure stroke is shut off from the pump chamber, after which the promotion by the higher loaded nozzle in some known way (overflow control, pump stroke control etc.) measured quantity. z. A fuel injector as claimed in claim i, characterized in that the pressure line (15) leading to the starting nozzle (3) Via a check valve (16) with a hole (17) in the guide bush (18) of the pump piston (6) is in connection, which during the movement of the pump piston (6) by one with the pump pressure chamber (9) in connection with an inclined one Control edge provided recess (2o) of the pump piston (6) with the pump pressure chamber is connected, the pressure line (13) leading to the operating nozzle (q.) via a check valve (1q.) Is connected directly to the pump pressure chamber (9), and that on the pressure chamber (9) a valve (23) is connected, through the opening of which the pressure in the pump chamber (9) can be eliminated and thus the injection through the operating nozzle (q.) Can be controlled can.