DE840477C

DE840477C - Injection pump, especially for internal combustion engines

Info

Publication number: DE840477C
Application number: DEB9239D
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl-Ing Haegele; Willy Dipl-Ing Voit
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1941-11-16
Filing date: 1941-11-16
Publication date: 1952-06-03

Description

Einspritzpumpe, insbesondere für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzpumpe mit Nockenantrieb für Brennkraftmaschinen, bei der nach Beginn des Druckhubes zunächst die Kraftstoffzufuhröffnung abgeschlossen wird, worauf die eigentliche Förderung beginnt.Injection pump, in particular for internal combustion engines. The invention relates to an injection pump with cam drive for internal combustion engines, in which after the start of the pressure stroke, the fuel supply opening is initially completed whereupon the actual promotion begins.

Die bekannten Einspritzpumpen dieser Art fördern bei gleicher Einstellung der Fördermengenregelglieder mit steigender Drehzahl eine steigende Menge je Druckhub. Die Ursache hierfür liegt zunächst darin, daß, wie bei jeder Kolbenpumpe, die Undichtigkeitsverluste mit zunehmender Kolbengeschwindigkeit in der Regel geringer werden, ferner, und zwar in weitaus größerem Maße, darin, daß der Druckanstieg im Pumpenraum und damit der Förderbeginn bei niederer Drehzahl mit dem Augenblick des völligen Abschlusses der meistens verhältnismäßig engen Kraftstoffzufuhröffnung zusammenfällt, während bei hoher Drehzahl der Druckanstieg bei einer früheren Kolbenstellung erfolgt. Diese mit der Drehzahl ansteigende Fördermenge je Kolbenhub ist oftmals unerwünscht und nächteilig, und zwar besonders dann, wenn der Motor, für den die Einspritzpumpe bestimmt ist, mit steigender Drehzahl nur eine weniger ansteigende, eine gleichbleibende oder gar eine fallende Kraftstoffhöchstmenge je Arbeitshub rauchfrei verbrennen kann. Die Aufgabe besteht nun darin, :Mittel zu finden, welche dazu führen, daß der Druckanstieg im Pumpenraum im ganzen, mitunter sehr großen Drehzahlbereich möglichst immer bei derselben Kolbenstellung erfolgt. Diesem Zweck dient es, wenn gemäß der Erfindung die Nockenbahn eine derartige Form erhält, daß die Kolbengeschwindigkeit in dem Druckhubabschnitt, in dem die Kraftstoffzufuhröffnung abgeschlossen wird, gegenüber der Kolbengeschwindigkeit in dein Druck hubabschnitt, in dem die Förderung erfolgt, sehr klein ist.The known injection pumps of this type deliver with the same setting of the flow rate control elements with increasing speed, an increasing amount per pressure stroke. The reason for this is first of all that, as with every piston pump, the leakage losses generally decrease with increasing piston speed, furthermore, and although to a far greater extent, in the fact that the pressure increase in the pump chamber and thus the start of delivery at low speed with the moment of complete completion the mostly relatively narrow fuel supply opening collapses while at high speed the pressure increase takes place at an earlier piston position. These The delivery rate per piston stroke, which increases with the speed, is often undesirable and disadvantageous, especially if the engine for which the injection pump is determined, with increasing speed only a less increasing, constant one or even burn a falling maximum amount of fuel per working stroke without smoke can. The task now is to: find means which lead to the pressure increase in the pump chamber in the whole, sometimes very large speed range, if possible always takes place at the same piston position. It serves this purpose when according to the invention the cam track is given such a shape that the piston speed in the Pressure stroke portion in which the fuel supply port is closed, opposite the piston speed in the pressure stroke section in which the delivery takes place, is very small.

Eine mit zunehmender Drehzahl noch we,iiger ansteigende Fördermenge je Druckhub wird erreicht, wenn in Weiterbildung der Erfindung die Kraftstoffzufuhröffnung als Ringnut in der Zylinderwand ausgebildet ist. Das beabsichtigte Endziel läßt sich bei Einspritzpumpen, bei welchen zwecks Beendigung der Förderung eine Kraftstoffauslaßöffnung geöffnet wird, aber noch besser erreichen, wenn man weiterhin diese Öffnung so ausbildet, daß ihre Steuerkante in an sich bekannter Weise parallel zur Steuerkante am beweglichen Steuerglied verläuft. Der Grund für diese Verbesserung liegt darin, daß der zur Beendigung des Spritzvorgangs notwendige Druckabfall im Pumpenraum und damit das Förderende bei niederer Drehzahl mit einer früheren Kolbenstellung nach dem Öffnungsbeginn der Kraftstoffauslaßöffnung zusammenfällt, als bei hoher Drehzahl, und dieser Unterschied um so kleiner wird, je länger die parallele Steuerkante der Öffnung ist, je rascher also dem zurückströmenden Kraftstoff ein verhältnismäßig großer Ausflußquerschnitt dargeboten wird.A delivery rate that increases even less with increasing speed per pressure stroke is achieved when, in a further development of the invention, the fuel supply opening is designed as an annular groove in the cylinder wall. The intended end goal leaves in injection pumps, which have a fuel outlet opening for the purpose of ending the delivery is opened, but can be achieved even better if one continues to develop this opening in such a way that that their control edge in a manner known per se parallel to the control edge on the movable Control element runs. The reason for this improvement is that the for Completion of the spraying process necessary pressure drop in the pump room and thus the End of delivery at low speed with an earlier piston position after the start of opening the fuel outlet port coincides than at high speed, and this difference The longer the parallel control edge of the opening is, the smaller it becomes, the faster it becomes that is, a relatively large outflow cross-section for the fuel flowing back is presented.

Abb. i zeigt eine Einspritzpumpe im Querschnitt und Abb.2 die Nockenlaufbahn der Einspritzpumpe nach Abb. i in vergrößertem Maßstab; Abb. 3 ist eine graphische Darstellung des Kolbenwegs und der Kolbengeschwindigkeit.Fig. I shows an injection pump in cross section and Fig. 2 shows the cam track the injection pump according to Fig. i on an enlarged scale; Fig. 3 is a graphic Representation of piston travel and piston speed.

Im Gehäuse i einer Einspritzpumpe ist ein Kolben 2 untergebracht, der über einen Rollenstößel 3 durch einen Nocken 4 angetrieben wird. Als Kraftstoffzufuhröffnung in der Zylinderwand des Gehäuses ist eine Ringnut 5 vorgesehen, welche durch eine Bohrung 6 mit dem Kraftstoffraum 7 verbunden ist, an den die nicht dargestellte Kraftstoffzuleitung angeschlossen ist. Als Kraftstoffauslaßöffnung dient eine in der Zylinderwand vorgesehene Nut 8, welche nach einer Schraubenlinie verläuft und durch eine Bohrung 9 mit dem Raum io verbunden ist. Der Raum io stellt mit dem Raum 7 in nicht dargestellter Weise in Verbindung. Der Kolben 2 trägt eine ebenfalls nach einer Schraubenlinie mit derselben Steigung wie die Nut 8 verlaufende Steuerkante ii, mittels welcher in bekannter `''eise durch Drehen des Kolbens die Fördermenge der Einspritzpumpe willkürlich verändert werden kann. Die Steuerkante begrenzt eine Ausiiehmung 12 des Kolbens, welche durch Bohrungen 13 und 14 mit (lern Pumpenraum 15 in Verbindung steht. In den Abb. 4 und 5 sind die Teile des Kolbens und des Zylinders, welche die Steuerkanten enthalten, abgewickelt dargestellt und mit denselben Zahlen bezeichnet. Die Linien A, B, C, D kennzeichnen Stellungen der Kolbenstirnfläche, deren Rand als Steuerkante 16 dient. Diese Stellungen nimmt die Steuerkante ein, wenn der Rollenstößel auf den in Abb. 2 mit A, B, C, D bezeichneten, entsprechenden Stellen der Nockenlaufbahn steht. Dabei bezeichnen in Abb. i die Linien A und D die unterste bzw. oberste Stellung der Steuerkante während des Betriebs, B kennzeichnet diejenige Stellung der Steuerkante, welche mit der oberen Kante der Ringnut zusammenfällt, d. h. also die Stellung, in welcher der Kolben bei seinem Druckhub die Ringnut gerade vollständig abgeschlossen hat, und C diejenige Stellung, bis zu welcher der Kolbenhub zur Einspritzung höchstens ausgenutzt wird.A piston 2 is accommodated in the housing i of an injection pump and is driven by a cam 4 via a roller tappet 3. As a fuel supply opening in the cylinder wall of the housing, an annular groove 5 is provided which is connected by a bore 6 to the fuel chamber 7, to which the fuel supply line, not shown, is connected. A groove 8 provided in the cylinder wall serves as a fuel outlet opening, which extends along a helical line and is connected to the space io by a bore 9. The room io is connected to the room 7 in a manner not shown. The piston 2 has a control edge ii, which also runs along a helical line with the same slope as the groove 8, by means of which the delivery rate of the injection pump can be arbitrarily changed in the known `` '' manner by rotating the piston. The control edge delimits a recess 12 of the piston, which is connected to the pump chamber 15 through bores 13 and 14. In Figs. 4 and 5, the parts of the piston and the cylinder which contain the control edges are shown developed and with the same The lines A, B, C, D indicate positions of the piston face, the edge of which serves as the control edge 16. The control edge assumes these positions when the roller tappet is on the position indicated in Fig. 2 with A, B, C, D , The lines A and D in Fig. in which the piston has just completely closed the ring groove during its pressure stroke, and C is the position up to which the piston stroke is at most used for injection approx.

Die ebenfalls mit A, B, C, D bezeichneten Punkte der graphischen Darstellung in Abb. 3 beziehen sich auf die entsprechenden Stellen der Nockenlaufbahn. Die Entfernung von A nach B und von B nach C entspricht dabei den Winkeln, um welche sich der Nocken drehen muß, damit die Stößelrolle von A nach B bzw. von B nach C läuft usw. Die Linie S stellt den Kolbenweg und die Linie V die Kolbengeschwindigkeit jeweils in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Nockens dar.The points in the graphic representation in Fig. 3, also labeled A, B, C, D, relate to the corresponding points on the cam track. The distance from A to B and from B to C corresponds to the angles through which the cam must rotate so that the tappet roller runs from A to B or from B to C, etc. Line S represents the piston travel and line V represents the piston speed as a function of the angle of rotation of the cam.

Die Nockenbahn selbst ist von A bis B als Exzenter mit dem Radius (a + e) ausgebildet, der um das Maß e exzentrisch zu dem Grundkreis mit dem Radius a angeordnet ist. Von B nach C ist die Nockenbahn hohl geformt, um eine den Forderungen des Motors entsprechende, rasche Einspritzung und damit kurze Einspritzzeit zu erhalten. Bei Punkt D geht die Nockenbahn in einen zum Grundkreis konzentrischen Kreis über und von dort über einen Kreisbogen und eine Tangente zum Exzenter zurück.The cam track itself is designed from A to B as an eccentric with the radius (a + e) , which is arranged eccentrically to the base circle with the radius a by the dimension e. The cam track is hollow from B to C in order to achieve rapid injection and thus short injection times that meet the requirements of the engine. At point D the cam track merges into a circle concentric to the base circle and from there back to the eccentric via an arc and a tangent.

Der Förderbeginn der Pumpe verschiebt sich bei Verwendung eines Druckventils mit Entlastungskolben in Richtung C. Bei Anwendung eines solchen bekannten Entlastungsventils erfolgt auch der zur Einleitung des Spritzvorgangs notwendige Druckanstieg über einen größeren Drehwinkel des Nockens, als bei einem gewöhnlichen Druckventil.The start of delivery of the pump shifts when a pressure valve is used with relief piston in direction C. When using such a known relief valve the pressure increase necessary to initiate the spraying process also takes place above a larger angle of rotation of the cam than with an ordinary pressure valve.

Eine weitere Verbesserung wird in besonderen Fällen noch dadurch erzielt, daß die Nockenbahn kurz vor der Stelle B, in der Abb. 2 von X bis Y gestrichelt angedeutet, konzentrisch zum Grundkreis verläuft. Dadurch wird erreicht, daß der Druck im Pumpenraum, welcher, während der Stössel von A nach X auf der Nockenbahn lief, unter Umständen angestiegen ist, wieder auf seinen Ausgangswert fallen kann und erst bei Y langsam ansteigt.A further improvement is achieved in special cases in that the cam track runs concentrically to the base circle shortly before point B, indicated by dashed lines from X to Y in Fig. 2. This ensures that the pressure in the pump chamber, which may have risen while the plunger was moving from A to X on the cam track, can fall back to its initial value and only rises slowly at Y.

Bei dem gezeichneten Beispiel weicht die ablaufende Nockenbahn von der auflaufenden Nockenbahn ab. Man kann die ablaufende Bahn auch symmetrisch zur auflaufenden ausbilden, so daß der Nocken für beide Drehrichtungen die genannten Vorteile bietet.In the example shown, the running cam path deviates from the approaching cam track. The running path can also be symmetrical to the form accruing, so that the cam for both directions of rotation said Offers advantages.

Claims

PATENT A \ 1Yfi1`CHE: i. Fuel injection pump with cam drive for internal combustion engines, in which the fuel supply opening is closed after the start of the pressure stroke, whereupon the actual delivery begins, characterized by such a shape of the cam track that the piston speed (v) in the pressure stroke section (A -B), in which the Fuel supply opening (5) is closed, compared to the piston speed in the pressure stroke section (BC), in which the delivery takes place, is very small.

2. Pump according to claim i, characterized in that <let the fuel supply opening formed as an annular groove (j5) in the cylinder wall is.

3. Pump according to claim i, wherein the piston for the purpose of ending the delivery opens a fuel outlet opening, characterized in, (let the control edge the fuel outlet opening (8) in a known manner parallel to the control edge (ii) runs on the piston (2).

4. Pump according to claim i, characterized by a such a shape of the cam track that the piston speed (v) just before the complete Completion of the fuel supply opening (5) has the value zero.