DE844377C

DE844377C - Injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE844377C
Application number: DEB9216D
Authority: DE
Inventors: Willy Dipl-Ing Voit
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1943-12-07
Filing date: 1943-12-07
Publication date: 1952-07-21

Description

Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft eine Einspritzpumpe, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit schiebergesteuertem Saugkanal.Injection pump for internal combustion engines The invention relates to a Injection pump, in particular for internal combustion engines, with a slide-controlled suction channel.

Bei solchen Einspritzpumpen ist es bekanntlich in vielen Anwendungsfällen sehr nachteilig, daß sie mit steigender Drehzahl eine wachsende Menge je Pumpenkolbenhub fördern. Die Ursache dafür ist, neben dem mit steigender Drehzahl geringer werdenden Leckverlust, bekanntlich die ebenfalls mit steigender Drehzahl zunehmende Drosselwirkung, die der meist als Bohrung ausgebildete Saugkanal dem Ausfluß des vom Pumpenkolben kurz vor dem Zusteuern dieses Kanals verdrängten Kraftstoffs entgegensetzt. Zur Milderung der unerwünschten Folgen dieser Drosselwirkung sind schon Wege vorgeschlagen worden. Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, die Drosselwirkung überhaupt auszuschalten, indem man Mittel anwendet, die bewirken, daß über den Absteuerungsvorgang die Verdrängerwirkung des Pumpenkolbens ganz oder zu einem wesentlichen Teil ausgeschaltet wird. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß der Pumpenarbeitsraum sich zwischen dem Pumpenkolben und einem mit ihm kraftschlüssig gekuppelten Hilfskolben befindet, der vom Pumpenkolben nur während eines Teils dessen Druckhubes in gleichem Maße bewegt wird, wobei gleichzeitig der Saugkanal abgeschlossen wird, so daß der Pumpenarbeitsraum sich erst nach Abschluß des Saugkanals infolge der gegenseitigen Relativbewegung der Kolben verkleinert. In der Zeichnung sind vier Beispiele des Erfindungsgegenstandes in den Abb. i bis 4 im Längsschnitt durch die für die Erfindung wesentlichen Teile einer Einspritzpumpe dargestellt. Die entsprechenden Teile der vier Beispiele tragen dieselben Bezugszeichen.In the case of such injection pumps, it is known in many applications very disadvantageous that with increasing speed, an increasing amount per pump piston stroke support financially. The reason for this is, in addition to the decreasing speed with increasing speed Leakage, as is well known, the throttling effect, which also increases with increasing speed, which is the suction channel, which is usually designed as a bore, to the outflow of the pump piston opposed to displaced fuel shortly before the control of this channel. To the Ways have already been proposed to mitigate the undesirable consequences of this throttling effect been. In contrast to this, the invention is based on the problem of the throttling effect to turn it off at all by employing means that cause over the downshift the displacement effect of the pump piston is completely or largely switched off will. This is achieved according to the invention in that the pump working space is between the pump piston and an auxiliary piston that is positively coupled to it is located, which is the same from the pump piston only during part of its pressure stroke Dimensions is moved, at the same time the suction channel is closed so that the Pump working space only after completion of the suction channel as a result of the mutual Relative movement of the pistons is reduced. In the drawing there are four Examples of the subject matter of the invention in Figs. I to 4 in a longitudinal section through the Shown for the invention essential parts of an injection pump. The corresponding Parts of the four examples have the same reference numerals.

Abb. 5 zeigt ein Schaubild der Federkennlinien des Beispiels nach Abb. 2.Fig. 5 shows a diagram of the spring characteristics of the example according to Fig. 2.

In einer Zylinderbüchse i mit Saugkanälen 2, einem Druckkanal 3, einem Rückströmkanal 4 und einem Ausgleichskanal 5 ist ein Pumpenkolben 6 und ein Hilfskolben 7 eingepaßt, der durch einen Stift 8 und eine Feder 9 mit dem Pumpenkolben gekuppelt ist. Der Pumpenkolben wird zur Fördermengenänderung verdreht und hat in bekannter Weise eine mit dem Pumpenarbeitsraum in ständiger Verbindung stehende Ausnehmung io mit Schrägkante ii. Die Zylinderbohrung ist durch einen Druckventilträger 12 mit Druckventil 13 abgeschlossen, an das sich die Druckleitung 14 zur nicht dargestellten Einspritzdüse anschließt.In a cylinder liner i with suction channels 2, a pressure channel 3, a Return flow channel 4 and a compensation channel 5 is a pump piston 6 and an auxiliary piston 7 fitted, which is coupled to the pump piston by a pin 8 and a spring 9 is. The pump piston is rotated to change the delivery rate and has a known Way, a recess that is in constant communication with the pump working space io with beveled edge ii. The cylinder bore is through a pressure valve carrier 12 Completed with pressure valve 13, to which the pressure line 14 to the, not shown Injection nozzle connects.

Der Pumpenkolben 6 wird durch einen nicht dargestellten Nocken mit gleichbleibendem Hub bewegt. Vom unteren Totpunkt ausgehend, der für die Stirnfläche des Pumpenkolbens 6 gestrichelt eingezeichnet und mit UT bezeichnet ist, bewegen sich beim Druckhub zunächst die beiden Kolben 6 und 7 gemeinsam, wobei der Pumpenkolben 6 die Saugkanäle 2 abschließt ohne daß er über die Zeit dieser Zusteuerbewegung Kraftstoff verdichtet oder verdrängt. Diese Stellung ist in Abb. i dargestellt. Die gemeinsame Bewegung der Kolben 6 und 7 ist beendet, wenn der Hilfskolben 7 am Ventilträger 12 anliegt. Dabei hat die Stirnfläche des Pumpenkolbens 6 die Saugkanäle um das Maß a überschoben. Dadurch wird bei der nun beginnenden Drucksteigerung im Pumpenraum ein guter Abschluß der Saugbohrung erzielt. Erst von dieser Stellung der beiden Kolben an wird beim weiteren Verlauf des Druckhubes der zwischen ihnen sich befindende Pumpenarbeitsraum verkleinert und Kraftstoff durch den Druckkanal 3 und über das Druckventil 13 zur Einspritzdüse gefördert. Die Förderung ist beendet, wenn die Schrägkante ii die Rückströmbohrung 4 aufsteuert. Der während des weiteren Verlaufs des Druckhubes vom Pumpenkolben verdrängte Kraftstoff fließt durch die Rückströmbohrung 4 ab. Der Druckhub ist beendet, wenn der Pumpenkolben den oberen Totpunkt erreicht hat. Diese Stellung ist für die Stirnfläche des Pumpenkolbens 6 gestrichelt eingezeichnet und mit 0T bezeichnet.The pump piston 6 is supported by a cam (not shown) constant stroke. Starting from the bottom dead center, that for the face of the pump piston 6 is shown in dashed lines and denoted by UT, move During the pressure stroke, the two pistons 6 and 7 initially move together, the pump piston 6 closes the suction channels 2 without him over the time of this control movement Fuel is compressed or displaced. This position is shown in Fig. I. The common movement of the pistons 6 and 7 is ended when the auxiliary piston 7 on Valve carrier 12 is applied. The end face of the pump piston 6 has the suction channels pushed over by the amount a. As a result, when the pressure starts to increase in the Pump chamber a good closure of the suction hole achieved. Only from this position of the two pistons becomes the one between them during the further course of the pressure stroke Reduced the size of the pump working space and fuel through the pressure channel 3 and conveyed via the pressure valve 13 to the injection nozzle. The funding has ended, when the sloping edge ii controls the backflow hole 4. The during the further Fuel displaced by the pump piston flows through the course of the pressure stroke Backflow hole 4. The pressure stroke is ended when the pump piston reaches the top Has reached dead center. This position is for the face of the pump piston 6 drawn in dashed lines and denoted by 0T.

Beim Saughub bewegt sich zunächst der Pumpenkolben 6 allein, erzeugt dabei ein Vakuum und nimmt erst auf seinem letzten Teil, in welchem die Saugkanäle aufgesteuert werden, den Hilfskolben 7 mit. Nach Rufsteuern der Saugkanäle füllt sich der Pumpenraum mit Kraftstoff.During the suction stroke, the pump piston 6 initially moves alone, generated doing a vacuum and only takes on its last part, in which the suction channels be opened, the auxiliary piston 7 with. After controlling the call the suction channels fills the pump room with fuel.

Das zweite Beispiel unterscheidet sich vom ersten im wesentlichen dadurch, daß der Hilfskolben gleichzeitig als Druckventilschieber dient.The second example is essentially different from the first in that the auxiliary piston also serves as a pressure valve slide.

Die Zylinderbüchse i besitzt zwei Saugkanäle von denen der mit 4 bezeichnete auch als Rückströmkanal dient. Der Pumpenkolben 6 trägt einen Zapfen 15. Der Hilfskolben 16 ist hohl gebohrt. In dieser Höhlung ist eine Feder 17 angeordnet, die unter Vorspannung einen Federteller 18 gegen das umgebördelte Ende des Hilfskolbens drückt. Am anderen Ende hat der Hilfskolben einen Bund, der als Anschlag für den Weg des Hilfskolbens in beiden Richtungen dient. Auf den Hilfskolben drückt eine Feder i9, die sich gegen einen Anschlußnippel 2o abstützt.The cylinder liner i has two suction channels, of which the one labeled 4 also serves as a return flow channel. The pump piston 6 carries a pin 15. The auxiliary piston 16 is hollow. In this cavity, a spring 17 is arranged, which is under tension a spring plate 18 presses against the flanged end of the auxiliary piston. At the other The end of the auxiliary piston has a collar that acts as a stop for the path of the auxiliary piston serves in both directions. A spring 19 presses against the auxiliary piston supports a connection nipple 2o.

Die Länge des Stiftes 15 ist so gewählt, daß der Pumpenkolben im unteren Totpunkt den Federteller 18 nicht berührt und der Pumpenkolben beim Druckhub zunächst einen kleinen Weg b zurücklegt, ehe er den Hilfskolben mitnimmt. Die daran anschließende gleichzeitige Bewegung des Pumpenkoltens 6 und des Hilfskolbens 16 dauert solange, bis der Hilfskolben mit seinem Bund am Abschlußnippel 2o anliegt. Von dieser Stellung an wird der Pumpenarbeitsraum, der sich zwischen dem Pumpenkolben und dem Hilfskolben befindet, verkleinert und Kraftstoff durch den schon vorher vom Hilfskolben aufgesteuerten Druckkanal 3 zur Druckleitung 14 gefördert. Die Förderung ist beendet, wenn die Schrägkante ii den Rückströmkanal 4 aufsteuert. In diesem Augenblick fällt der Druck im Pumpenraum, die Feder i9 drückt den Hilfskolben gegen den Pumpenkolbe, nund der Hilfskolben schließt dabei den Druckkanal 3 ab.The length of the pin 15 is chosen so that the pump piston in the lower Dead center does not touch the spring plate 18 and the pump piston initially during the pressure stroke covers a short distance b before taking the auxiliary piston with it. The subsequent simultaneous movement of the pump piston 6 and the auxiliary piston 16 lasts as long as until the auxiliary piston rests with its collar on the end nipple 2o. From this position on is the pump working space, which is between the pump piston and the auxiliary piston is located, reduced in size and fuel through the previously opened by the auxiliary piston Pressure channel 3 promoted to pressure line 14. Funding ends when the Inclined edge ii controls the return flow channel 4. At that moment the pressure drops in the pump chamber, the spring i9 presses the auxiliary piston against the pump piston, and the The auxiliary piston closes the pressure channel 3 off.

Die Federkennlinien der Federn 17 und i9 sind in Abb. 3 zusammengestellt, und zwar ist die Federkraft in Abhängigkeit vom Hub des Kolbens 6 dargestellt. Der Hub des Kolbens ist in Abb. 5 in dreimal größerem Maßstab als in Abb. 2 dargestellt. Im unteren Totpunkt des Kolbens besitzt die Feder 17 die Vorspannung P und die Feder i9 die Vorspannung n. Die Kennlinie der Feder 17 ist mit 17 und die Kennlinie der Feder i9 mit i9 bezeichnet. Vom unteren Totpunkt der in der graphischen Darstellung ebenfalls mit UT bezeichnet ist, bis zum Punkt .-1 legt der Kolben den Weg b zurück, die Federspannungen ändern sich dabei nicht, da der Pumpenkolben erst im Punkt A mit seinem" Stift 15 den Federteller 18 berührt. Der Punkt B bezeichnet die in Abb. 2 dargestellte Stellung, in der die Bohrungen 2 und 4 abgeschlossen sind. Im Punkt B ist die Feder i9 so stark zusammengedrückt, daß ihre Kraft gleich der Vorspannung der Feder 17 ist. Von diesem Punkt an würde also im weiteren Verlauf des Druckhubes die Feder 17 zusammengedrückt werden, wenn nicht infolge der abgeschlossenen Bohrungen 2 und 4 die im Pumpenraum zwischen den beiden Kolben 6 und 7 eingeschlossene Kraftstoffmenge den Hilfskolben vor sich her schieben würde. Dies erfolgt so' lange, bis der Hilfskolben am Abschlußnippel 2o anstößt. In der graphischen Darstellung ist diese Stellung mit C bezeichnet. Beim weiteren Verlauf des Druckhubes wird die Feder 17 zusammengedrückt und der Pumpenarbeitsraum verkleinert und Kraftstoff durch den vom Druckventil schon vorher aufgesteuerten Druckkanal 3 gefördert. Erfolgt beispiejsweise das Rufsteuern des Rückströmkanals 4 durch die schräge Steuerkante erst im oberen Totpunkt, so wird die Feder, 17 bis zu der in der graphischen Darstellung mit 0T bezeichneten Stellung zusammengedrückt. In dieser Stellung drückt aber dann die Feder i9 den Hilfskolben gegen den Pumpenkolben und entspannt sich dabei nach der in der graphischen Darstellung eingezeichneten gestrichelten: Linie bis zum Schnitt dieser Linie mit der Kennlinie der Feder 17 im Punkt D. Die Strecke OT-D stellt den Weg dar, den der Hilfskolben dabei zurücklegt. Dieser Weg genügt, wie aus der Zeichnung abzulesen ist, um den Druckkanal 3 abzuschließen.The spring characteristics of the springs 17 and 19 are compiled in Fig. 3, namely the spring force is shown as a function of the stroke of the piston 6. The stroke of the piston is shown in Fig. 5 on a three times larger scale than in Fig. 2. At the bottom dead center of the piston, the spring 17 has the bias P and the spring i9 the bias n. The characteristic curve of the spring 17 is denoted by 17 and the characteristic curve of the spring i9 is denoted by i9. From bottom dead center, which is also designated by UT in the graphic representation, to point.-1, the piston travels the distance b, the spring tensions do not change because the pump piston only touches the spring plate 18 with its "pin 15" at point A The point B indicates the position shown in Fig. 2, in which the bores 2 and 4 are closed. At point B the spring 19 is compressed so much that its force is equal to the pretension of the spring 17. From this point onwards the spring 17 would be compressed in the further course of the pressure stroke if the amount of fuel trapped in the pump chamber between the two pistons 6 and 7 did not push the auxiliary piston in front of it as a result of the closed bores 2 and 4. This continues until the Auxiliary piston abuts the closing nipple 20. In the graphic illustration, this position is designated C. As the pressure stroke continues, the spring 17 is compressed and the pump working space is reduced and fuel is pumped through the pressure channel 3, which has already been opened by the pressure valve. If, for example, the backflow channel 4 is controlled by the inclined control edge at top dead center, the spring 17 is compressed up to the position indicated in the graphic representation with 0T. In this position, however, the spring 19 presses the auxiliary piston against the pump piston and relaxes according to the dashed line drawn in the graph: line up to the intersection of this line with the characteristic curve of the spring 17 at point D. The distance OT-D represents the The way that the auxiliary piston travels. This way is sufficient, as can be seen from the drawing, to close off the pressure channel 3.

Während bei den beiden vorhergehenden Beispielen der Pumpenkolben die Saugkanäle steuert, werden diese Kanäle beim dritten Beispiel durch den Hilfskolben gesteuert. Gleichzeitig dient der Hilfskolben ebenso wie beim zweiten Beispiel als Druckventil. Er besitzt einen Bund 24, der bei geschlossenem Druckventil mit seinem Rand 25 auf der Stirnfläche 26 der Zvlinderbüchse aufsitzt.While in the two previous examples the pump piston controls the suction channels, these channels are in the third example through the auxiliary piston controlled. At the same time, the auxiliary piston is used as in the second example Pressure valve. He has a collar 24, which when the pressure valve is closed with his Edge 25 rests on the end face 26 of the cylinder sleeve.

JDer wesentliche Unterschied in der Wirkungsweise gegenüber den vorhergehenden Beispielen besteht darin, daß beim dritten Beispiel am Ende der Förderung, also nach Aufsteuern der Rückströmbohrung 4 durch die Schrägkante ii, die Schließbewegung des als Hilfskolben ausgebildeten Druckventils eine Entlastung der Druckleitung 14 herbeiführt, deren Größe durch das Maß c und den Durchmesser des Hilfskolbens bestimmt ist.JThe essential difference in the mode of action compared to the previous ones Examples is that the third example at the end of the promotion, so after opening the backflow hole 4 through the inclined edge ii, the closing movement of the pressure valve designed as an auxiliary piston relieves the pressure line 14 brings about the size of the dimension c and the diameter of the auxiliary piston is determined.

Die Größe des Druckventilhubes wird bestimmt durch die in der Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge. Der Ventilhub ist damit drehzahlabhängig, und dies kann in bekannter Weise dazu benutzt werden, um das Entlastungsvolumen drehzahlabhängig zu verändern.The size of the pressure valve stroke is determined by the time unit amount of fuel delivered. The valve lift is therefore speed-dependent, and this can be used in a known manner to speed-dependent the relief volume to change.

Das vierte Beispiel unterscheidet sich vom dritten nur dadurch, daß der Pumpenkolben 6 ebenso wie bei den beiden ersten Beispielen die Saugbohrung 2 abschließt, während der Hilfskolben ebenso wie beim dritten Beispiel als Druckventil dient, dessen Hub drehzahlabhängig ist und das am Ende der Förderung bei seinem Schließhub eine Entlastung der Druckleitung herbeiführt, deren Größe durch das Maß d und den Schaftdurchmesser des Ventils bestimmt ist.The fourth example differs from the third only in that the pump piston 6 as well as the suction bore 2 in the first two examples completes, while the auxiliary piston as in the third example as a pressure valve serves, the stroke of which is speed-dependent and that at the end of the promotion at his Closing stroke brings about relief of the pressure line, the size of which depends on the dimension d and the stem diameter of the valve is determined.

Wird der Durchmesser des Hilfskolbens größer gewählt als der des Pumpenkolbens, so wird der Pumpenarbeitsraum beim Druckhub so lange, wie der Hilfskolben vom Pumpenkolben mitgenommen wird, also auch während des Zusteuerns der Saugkanäle, vergrößert. Es wird deshalb bis zum Abschluß der Saugkanäle Kraftstoff angesaugt. Dies wirkt sich mit steigender Drehzahl dahingehend aus, daß dabei die Füllung des Pumpenarbeitsraumes schlechter wird und dadurch die Fördermenge je Hub abnimmt. Umgekehrt wird bei kleinerem Durchmesser des Hilfskolbens als dem des Pumpenkolbens nur teilweise die bei den oben beschriebenen Beispielen angegebene Wirkung erzielt. Man hat es also in der Hand, durch Abstimmung der Durchmesser der beiden Kolben jede gewünschte Abhängigkeit der Fördermenge je Hub von der Drehzahl zu erhalten.If the diameter of the auxiliary piston is selected to be larger than that of the pump piston, the pump working space during the pressure stroke is as long as the auxiliary piston is from the pump piston is taken along, so also during the control of the suction channels, enlarged. It therefore, fuel is sucked in until the suction channels are closed. This affects with increasing speed to the effect that the filling of the pump working space gets worse and thus the delivery rate per stroke decreases. The opposite is true for smaller The diameter of the auxiliary piston than that of the pump piston is only partially that of the Examples described above achieved the effect. So you have it in the Hand, by matching the diameter of the two pistons, any desired dependency the delivery rate per stroke from the speed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Injection pump, especially for internal combustion engines, with slide-controlled suction channel, characterized in that the pump working chamber is located between the pump piston and an auxiliary piston which is positively coupled to it and which is moved by the pump piston to the same extent only during part of its pressure stroke, the suction channel being closed at the same time so that the pump working space is only reduced in size after the suction channel has been closed as a result of the mutual relative movement of the pistons.

2. Injection pump according to claim i, characterized characterized in that the pump piston and the auxiliary piston have the same diameter and are arranged coaxially.

3. Injection pump according to claim i, characterized in that that the auxiliary piston has a larger diameter than the pump piston.

4th Injection pump according to one of Claims i to 3, characterized in that the The auxiliary piston also serves as a pressure valve.