DE765614C

DE765614C - Hydraulic control device for automatically influencing the amount of fuel supplied in injection engines

Info

Publication number: DE765614C
Application number: DEB192756D
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl-Ing Meyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1940-12-15
Filing date: 1940-12-15
Publication date: 1955-05-20

Description

Hydraulische Regeleinrichtung zur selbsttätigen Beeinflussung der Kraftstoffzufuhrmenge. bei Einspritzmotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Regeleinrichtung zur selbsttätigen Beeinflussung der Kraftstoffzufuhrmenge bei insbesondere zum Antrieb von Fahrzeugen bestimmten Einspritzmotoren, bei der auf das mit dem Fördermengenregelglied der Einspritzpumpe verbundene hydzaulische Verstellglned im, der einen Verstellrichtung die von einer vom Motor angetriebenen Kolbenpumpe geförderte Druckflüssigkeit einwirkt, während in der anderen Verstellrichtung eine nachgiebige Rückführkraft wirkt.Hydraulic control device for automatically influencing the Fuel supply amount. in injection engines The invention relates to a Hydraulic control device for automatically influencing the amount of fuel supplied in injection engines intended in particular for driving vehicles, in which on the hydraulic connected to the delivery rate control element of the injection pump Verstellglned im, the one adjustment direction that of one driven by the motor Piston pump delivered hydraulic fluid acts, while in the other adjustment direction a resilient return force acts.

Die bekannten Regeleinrichtungen dieser Art, bei denen der Regeldruck durch eine Zahnradpumpe oder eine zusätzlich zur Einspritzpumpe vorgesehene Kolbenpumpe erzeugt wird, haben den Nachteil, daß sie bei kleinen Abmessungen der Regelpumpe, also bei raumsparender, billiger Pumpenbauart, zu träge auf Drehzahländerungen ansprechen bzw. unerwünscht große plötzliche Verstellbewegungen des Fördermengenregelgliedes hervorrufen.The known control devices of this type, in which the control pressure by a gear pump or a piston pump provided in addition to the injection pump is generated, have the disadvantage that with small dimensions of the control pump, So with space-saving, cheaper pump design, respond too slowly to changes in speed or undesirably large sudden adjustment movements of the flow rate control member cause.

Demgegenüber erhält man gemäß der Erfindung eine auf Drehzahländerungen rasch ansprechende und baulich einfache hydraulische Regeleinrichtung mit kleinen Ab- messungen und ahne ungünstigen Einfluß auf ein gleichmäßiges Arbeiten der Einspritzpumpe dadurch, daß @die Kolbenpumpe derart gebaut und zweckmäßig mit der Nockenwelle der Einspritzpumpe derart gekuppelt ist, daß sie je Nockenwellenumdrehung der Einspritzpumpe mindestens drei scharf voneinander getrennte Druckhübe ausübt und daß die durch diese Druckhübe auf das Verstellglied ausgeübten hydraulischen Stöße durch ein Flüssigkeitspolster aufgefangen -werden, -welches durch eine Drossel mit dem Flüssigkeitsraum verbunden ist, der, in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit gesehen, vor dem Verstellglied liegt. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Kolbenpumpe so zu bemessen, daß ein Druckhub ihres Pumpenkolbens einen Verstellweg des hydraulischen Verstellgliedes von höchstens o,5 mm .erzeugen kann, wobei dann durch eine genügend große Zahl von solchen Druckhüben die erforderliche Verstellgeschwindigkeit des vorzugsweise kolbenförmig ausgebildeten Verstellgliedes erreicht wird.In contrast, obtained according to the invention, an on speed changes rapidly attractive and structurally simple hydraulic control system with small dimensions measurements and teeth unfavorable influence to a uniform working of the injection pump in that @The piston pump is constructed in such a way and expedient coupled with the cam shaft of the injection pump in such a way that it exerts at least three sharply separated pressure strokes per camshaft revolution of the injection pump and that the hydraulic shocks exerted by these pressure strokes on the adjusting member are absorbed by a liquid cushion, which is connected by a throttle to the liquid space in the direction of flow of the liquid seen, lies in front of the adjusting member. It has proven to be expedient to dimension the piston pump so that a pressure stroke of its pump piston can produce an adjustment path of the hydraulic adjusting member of at most 0.5 mm, with the required adjustment speed of the preferably piston-shaped then being achieved by a sufficiently large number of such pressure strokes trained adjusting member is achieved.

In d-: Z@ic`_itrung ist :in Ausfih:rungsheispie-ld,-sG :--istatidadzrF-rfind,ungdarg-stellt. Abb. i zeigt eine Obersicht, -wobei der Deutlichkeit halber der eigentliche Regler im Längsschnitt und die Pumpe für die Regelflüssigkeit in einem um go° dagegen verdrehten Ouerschnitt dargestellt sind; A~bb. 2 stellt in kleinerem 'Maßstab als Abb. i eine Seitenansicht mit Teilschnitt nach Linie II-II in :'Abb. i dar.In d-: Z @ ic`_itrung is: in execution: rungsheispie-ld, -sG: - istatidadzrF-rfind, ungdarg-places. Fig. I shows an overview, with the actual controller for the sake of clarity in longitudinal section and the pump for the control fluid in a counter-twisted by go ° Are shown cross-section; A ~ bb. 2 represents a on a smaller scale than fig Side view with partial section along line II-II in: 'Fig. i represent.

Eine Nockenwelle i einer vierzylindrigen Einspritzpumpe 2 trägt auf einem aus dem Einspritzpumpengehäuse herausragenden Zapfen eine Nackenscheibe 3 mit vier um go° gegeneinander versetzten Nockenerhebungen .M, 5, 6. i , die j e Umdrehung der Nockenwelle i vier Hubbewegungen eines Pumpenkolbens 8 entgegen der Wirkung einer Feder g hervorrufen. Bei jedem Saughub des Pumpenkolbens 8 wird Flüssigkeit aus einer Saugleitung io angesaugt und beim folgenden Druckhub über ein Druckventil i i und eine Druckleitung 12 in eine Kammer 13 eines Gehäuses i.i gedrückt.A camshaft i of a four-cylinder injection pump 2 applies a neck plate 3 on a pin protruding from the injection pump housing with four cam lobes, offset from one another by go ° .M, 5, 6. i, the j e Rotation of the camshaft i four stroke movements of a pump piston 8 against the Cause the effect of a spring g. With each suction stroke of the pump piston 8 there is a liquid Sucked in from a suction line and via a pressure valve during the following pressure stroke i i and a pressure line 12 pressed into a chamber 13 of a housing i.i.

In dem Gehäuse 14 ist ein Kolben 15 längs verschiebbar angeordnet, in den ein eine drosselnde Bohrung 16 enthaltender Körper 17 eingeschraubt ist. Ein links von der DrosselbGhrung 16 liegender Hohlraum des Körpers 17 ist durch mehrere Bohrungen 18 mit einer Gehäusekammer 2o verbunden, von der eine Leitung 2i über ein Überströmventil 22 zur Saugleitung io der Kolbenpumpe zurückführt.In the housing 14, a piston 15 is arranged to be longitudinally displaceable, into which a body 17 containing a throttling bore 16 is screwed. A cavity of the body 17 lying to the left of the throttle hole 16 is connected by several bores 18 to a housing chamber 2o, from which a line 2i leads back via an overflow valve 22 to the suction line io of the piston pump.

Der Kolben i 5 steht über eine Druckstange 23 mit dem aus dem Einspritzpumpengehäuse herausragenden Ende einer als Fördermengenverstellglied dienenden Regelstange 26 der Einspritzpumpe 2 in 'Verbindung. Eine an einem Bund 2q. der Regelstange 26 angreifende Feder 25 ist bestrebt, die Regelstange ständig nach rechts (in Abb. i) zu bewegen, während die durch die Förderhübe des Pumpenkolbens 8 erzeugten Flüssigkeitsstöße den Kolben 15 nach links zu bewegen suchen. U m ' verschiedene Belastungsstufen bzw. Drehzahlbereiche einstellen zu können. :st das linke 1 Ende der Feder 25 auf einem durch einen i Bedienungshebel 27 verschiebbaren Anschlag 23 abgestützt. Statt einer einzigen Feder 2; -werden in vielen Anwendungsfällen mehrere. in den verschiedenen Drehzahlbereichen mit verschiedenen Verstellkräften arbeitende Rückführfedern zu verwenden sein.The piston i 5 is connected via a push rod 23 to the end of a control rod 26 of the injection pump 2 which protrudes from the injection pump housing and serves as a delivery rate adjusting member. One on a bunch 2q. The spring 25 acting on the control rod 26 strives to move the control rod constantly to the right (in Fig. i), while the puffs of liquid generated by the delivery strokes of the pump piston 8 seek to move the piston 15 to the left. To be able to set different load levels or speed ranges. : The left 1 end of the spring 25 is supported on a stop 23 which can be displaced by an operating lever 27. Instead of a single spring 2; - there are several in many applications. In the different speed ranges with different adjusting forces working return springs have to be used.

Da der Pumpenkolben 8 viermal soviel Förderhübe macht, als die -Nockenwelle Umdrehurigen ausführt, ist die Zahl der auf den Reglerkolben 15 ausgeübten Druckstöl.@e auch noch im Bereich der niedrigen llotordrehzahlen verhältnismäßig hoch. Unter dein Einflul.a jedes der bei den einzelnen Förderhüben erzeugten Druckstoßes kann sich der Kolben 15 nun nicht etwa um ein verhältnismäßig großes N@regstucli ruckartig -weit nach litih: verschieben, wie dies der Fall -wäre, ii-entl der Linksbewegung nur die Feder 25 allein etltgegenwirken würde. Vielmehr wird seine Bewegung nach links bei jedem Druckstola dadurch gedämpft. daß die links von Kolben 15 in der Kammer 2o eingeschlossene. unter dem Öffnungsdruck des Ventils 22 stehende Flüssigkeit bei den schnellen kurzen Hüben des Pumpenkolbens 8 als Polster die Deiwegungen des Kolbens 15 zusätzlich zur Rückführfeder 25 bremst. Anderseits sind viele einzelne, scharf voneinander getrennte Druckstöße unbedingt erforderlich, uin im Bereich der niedrigen Leerlaufdrehzahlen he: verhältnismäßig niedrigen Fördermengen überhaupt Verstellbewegungen einzuleitetl. Ohne die zahlreichen Druckstöße würde der Verstellkolben 15, dessen Durchmesser kaum 1-rnßer als der Durchmesser der Regelstange 2( :st. den Drehzahländerungen zu träge folgen.Since the pump piston 8 makes four times as many delivery strokes as the camshaft executes revolutions, the number of pressurized oil exerted on the regulator piston 15 is relatively high even in the range of the low motor speed. Under the influence of each of the pressure surges generated in the individual delivery strokes, the piston 15 cannot move jerkily by a relatively large N @ regstucli, as would be the case, ii-along the left movement only the Spring 25 alone would counteract it. Rather, its movement to the left is dampened with each pressure stole. that the left of piston 15 enclosed in the chamber 2o. Liquid standing under the opening pressure of the valve 22 during the rapid short strokes of the pump piston 8 acts as a cushion and brakes the movements of the piston 15 in addition to the return spring 25. On the other hand, many individual, sharply separated pressure surges are absolutely necessary in order to initiate adjustment movements at all in the range of the low idling speeds he: relatively low delivery rates. Without the numerous pressure surges, the adjusting piston 15, whose diameter is barely 1 mm larger than the diameter of the control rod 2 (: st., Would follow the speed changes too slowly.

Die auf den Reglerkolben ausgeübten Druckstöße sind nach Größe und Auswirkung im -wesentlichen abhängig von dein Förderverlauf des Pumpenkolbens 8 je Hut), von der beaufschlagten Fläche des Reglerkolbens i5. vom Durchflußquerschnitt der Drossel 16 sowie von der Flüssigkeitsdämpfung und der Rüchführfeder 2;, die den Bewegungen des Reglerkolbens im Sinne der HerbeifuhrtinT einer Fördermengenverringerung entgegenwirken. Dabei sind die Verhältnisse so zu -wählen, daß ein Druckstoß des Pumpenkolbens 8 den Reglerkolben 15 um etwa 0,5 mm oder wenigerbewegen kann. und zwar unter Berücksichtigung dessen, (laß während des Druckstoßes ein bestimmter Anteil. z. B. die Hälfte, der bei einem Pumpenlcoll)etiliulb geförderten 'Menge der Druckflüssigkeit durch die Drossel 16 auf die linke Seite des Reglerkolbens 15 in die Kammer 2o übertritt und durch das Rückschlagventil 22 abströmt. Der Reglerkolben 15 spricht um so schneller auf Drehzahländerungen an, je kleiner bei gleichbleibender Drosselöffnung 16 seine dem Flüssigkeitsstoß jeweils ausgesetzte Fläche im Verhältnis zur Fördermenge je Zeiteinheit ist (statischer Druck) und je größer die durch die einzelnen Förderhübe erzeugten Druckspitzen sind (dynamischer Druck). Um mit den bei kleinen Drehzahlen verhältnismäßig kleinen Fördermengen j e Hub hinreichend schnell solche Bewegungen des Reglerkolbens 15 zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Drosselöffnung 16 möglichst klein zu wählen. Hierdurch ergeben seich selbst im Bereich kleiner Drehzahlen auch schon bei kleinem Reglerkolbendurchmesser hinreichend große Verstelldrücke und damit ein rasches Ansprechen des Reglers auf Drehzahländerungen. Anderseits darf aber die Drosselöffnung 16 nicht beliebig klein gewählt werden. Die Grenze hierfür ist dadurch gegeben, daß die federnde Reglerrückführkraft 25 imstande sein, soll, den Reglerkolben 15 rasch in umgekehrter Richtung entgegen den Druckstößen aus seiner der Nullförderstellung der Einspritzpumpe entsprechenden Stellung .in eine zur Aufrechterhaltung des Leerlaufs notwendige Fördermengenstellung zu verschieben, und zwar bevor der im Schiebelauf vom Fahrzeug angetriebene Motor, wenn er nach dem Auskuppeln sich selbst überlassen ist, durch schnelles Abfallen seiner Drehzahl unter die Leerlaufdrehzahl stehengeblieben ist, also unter Umständern in weniger als i Sekunde.The pressure surges exerted on the regulator piston are by size and The effect essentially depends on the delivery path of the pump piston 8 per hat), from the acted upon area of the regulator piston i5. from the flow cross-section the throttle 16 and the liquid damping and the Rüchführfeder 2 ;, the the movements of the regulator piston in the sense of bringing about a reduction in the delivery rate counteract. The ratios are to be selected in such a way that a pressure surge of the Pump piston 8 can move the regulator piston 15 by about 0.5 mm or less. and while taking into account, (let a certain Proportion of. z. B. half of the amount supported by a pump coll) the hydraulic fluid through the throttle 16 to the left side of the regulator piston 15 passes into the chamber 2o and flows out through the check valve 22. The regulator piston 15 speaks up all the faster Speed changes, the smaller while the throttle opening 16 remains the same, its exposed to the liquid surge Area in relation to the delivery rate per unit of time is (static pressure) and depending the pressure peaks generated by the individual delivery strokes are greater (more dynamic Pressure). In order to handle the relatively small flow rates j at low speeds e stroke to achieve such movements of the regulator piston 15 sufficiently quickly is it is expedient to choose the throttle opening 16 as small as possible. This results even in the low speed range, even with a small regulator piston diameter sufficiently large adjustment pressures and thus a rapid response of the controller Speed changes. On the other hand, however, the throttle opening 16 must not be arbitrarily small to get voted. The limit for this is given by the resilient controller feedback force 25 should be able to counter the regulator piston 15 rapidly in the opposite direction the pressure surges from its corresponding to the zero delivery position of the injection pump Position .in a flow rate position necessary to maintain idling before the motor driven by the vehicle while coasting, if it is left to its own devices after disengaging, by falling off quickly its speed has stopped below the idle speed, so under circumstances in less than a second.

Gute Ergebnisse wurden erzielt mit einem Reglerkolben von 13 mm Durchmesser und einer Drossel 16 von o,5 mm Durchmesser. Der Durchmesser des Pumpenkolbens 8 der Regelpumpe betrug dabei 8 mm und sein wirksamer Förderhub (nach Abschluß des in der Zeichnung mit 29 bezeichneten Saugkanals) 2 mm.Good results have been achieved with a regulator piston 13 mm in diameter and a throttle 16 of 0.5 mm in diameter. The diameter of the pump piston 8 of the control pump was 8 mm and its effective delivery stroke (after completion of the suction channel designated 29 in the drawing) 2 mm.

Die Regelpumpe ,ist angebaut an der Einspritzpumpenstirnseite, an der auch das Gehäuse für (den eigentlichen Regler angeflanscht ist. Als Regelflüssigkeit wird zweckmäßig 0I oder Kraftstoff -verwendet. Im letzten Fall kann die Regelpumpe als Förderpumpe ausgebildet sein, wobei dann ihre Förderleistung dem Kraftstoffbedarf der Einspritzpumpe in der üblichen Weise anzupassen ist. Die Regelpumpe und der eigentliche Regler können auch in einem gemeinsamen Gehäuse und die Leitungen 12, 21 als Bohrungen in diesem Gehäuse untergebracht sein.The control pump is attached to the front of the injection pump which is also flanged to the housing for (the actual controller. As a control fluid is expediently 0I or fuel used. In the latter case, the regulating pump can be designed as a feed pump, in which case their delivery rate corresponds to the fuel requirement the injection pump is to be adapted in the usual way. The regulating pump and the actual controllers can also be in a common housing and the lines 12, 21 be housed as holes in this housing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Hydraulic control device for automatic Influencing the fuel quantity in injection engines, on whose with the Displacement control member of the injection pump connected adjusting member in the one Adjustment direction of the control pressure fluid delivered by a piston pump driven by the motor acts, while in the other adjustment direction a flexible return force acts, characterized in that the piston pump serving as a control pump in such a way built and suitably coupled to the camshaft of the injection pump in such a way that that they are at least three sharp from each other per camshaft revolution of the injection pump executes separate pressure strokes and that the through these pressure strokes on the adjusting member (15) hydraulic shocks are absorbed by a liquid cushion, which is connected by a throttle (16) to the liquid space (13) which, in seen in the direction of flow of the liquid, lies in front of the adjusting member.

2. Control device according to claim i, characterized in that the delivery rate j e stroke of the control pump is dimensioned such that from a certain speed onwards only part of its delivery rate per stroke in. the time available between two delivery strokes by the Throttle (16) can flow away that also the remaining part of the delivery rate per stroke at Reaching the maximum speed a displacement of the adjusting member (15) of at most o.5 mm and that the number of strokes of the variable displacement pump is chosen large enough, to one of these changes in spite of the small displacement distances in the case of speed changes The following movement of the control piston (15) can be achieved quickly (stable control).

3. Control device according to claims i and 2, characterized in that the Control pump has a single piston (8), which is driven by a pump shaft with the speed of the injection rotating cam disk (3) with four identical cusps (q., 5, 6, 7) driven will. ¢. Control device. according to claims i to 3, characterized in that that the throttle (16) is replaceable in the piston-shaped adjusting member (15) is arranged. To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art the following pamphlet has been considered in the grant procedure: French Patent No. 8o9 591.