DE901120C

DE901120C - Injection pump with volume control without backflow

Info

Publication number: DE901120C
Application number: DEO1132D
Authority: DE
Inventors: Orange Dipl-Ing Rudolf L
Original assignee: VERWERTUNGSGESELLSCHAFT DR ING
Current assignee: VERWERTUNGSGESELLSCHAFT DR ING
Priority date: 1944-05-16
Filing date: 1944-05-16
Publication date: 1954-01-07

Description

Einspritzpumpe mit Mengensteuerung ohne Rückströmung Bei Einspritzpumpen für das Einspritzen von Kraftstoff in das Innere von Verbrennungsmotoren erfolgt die Mengenbemessung überwiegend dadurch, daß vor Beginn und nach Beendigung des Einspritzhubes Kraftstoff aus dem Pumpenarbeitsraum in die Kraftstoffleitung zurückgesteuert wird. Anfang und Ende des Kolbenhubes werden -demnach nicht für den wirksamen Arbeitshub verwendet, denn es ist nicht möglich, Beginn und Ende der mechanischen Bewegung -des Kolbens so zu gestalten, wie es Einspritzbeginn und Einspritzende erfordern. Das so aus dem Gesamthub für die wirksame Einspritzung herausgeschnittene Hubstück wird nun in seiner Größe verändert, wodurch bei gleichzeitiger Änderung der Einspritzdauer die nötige Änderung der Einspritzmenge erzielt wird. Das Unwirksammachen des ersten und letzten Teils des Kolbenhubes durch Überströmen kann durch offengehaltene undaufgestoßeneVentileebenso wie durch schieberartig überlaufende Steuerkanten erfolgen. Es ist üblich, diese Steuerkanten auf dem Arbeitskolben selbst anzubringen und Zeit und Menge durch Verdrehen des Kolbens zu verändern.Injection pump with quantity control without backflow For injection pumps for injecting fuel into the interior of internal combustion engines the quantity measurement mainly by the fact that before the beginning and after the end of the Injection stroke fuel from the pump working chamber is controlled back into the fuel line will. The beginning and end of the piston stroke are therefore not used for the effective working stroke used because it is not possible to start and stop mechanical movement -to design the piston as required for the start and end of injection. The stroke piece cut out of the total stroke for effective injection is now changed in its size, thereby changing the injection duration at the same time the necessary change in the injection quantity is achieved. The ineffectiveness of the first and the last part of the piston stroke by overflow can be caused by kept open and pushed valves as well as done by control edges overflowing like a slide. It is common for this To attach control edges on the working piston itself and time and amount by twisting of the piston to change.

Für das Einspritzen von Gasöl bei Dieselmotoren arbeiten diese Einspritzpumpen in jeder Richtung zufriedenstellend. Sie werden auch für das Einspritzen vonLeichtöl angewendet. Hier ergeben sich jedoch dadurch Schwierigkeiten, daß das zurückströmende Leichtöl durch das plötzliche Entspannen und das Durchlaufen von sehr engen und sich ändernden Querschnitten sehr erheblich zum Ausdampfen der leicht siedenden Bestandteile neigt. Dieser Nachteil macht sich um so stärker bemerkbar, je größer die Höhe über dem Erdboden ist, in welcher die betreffende Maschine arbeitet, ganz besonders also beim Höhenflug. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden, indem eine Einspritzpumpe geschaffen wird, welche das Rückströmen des nicht eingespritzten Brennstoffes vermeidet.These injection pumps work for injecting gas oil in diesel engines satisfactory in every direction. They are also used for injecting light oil applied. However, difficulties arise here because the flowing back Light oil by suddenly relaxing and going through very tight and changing cross-sections very significantly for the evaporation of the low-boiling ones Ingredients trends. This disadvantage makes itself all the more noticeable the greater the height above the ground at which the machine in question works, especially when flying high. The purpose of the present invention is to to avoid this disadvantage by creating an injection pump which prevents the non-injected fuel from flowing back.

Man hat, allerdings nicht zur Lösung der hier vorliegenden Aufgabe, bereits Einspritzpumpen konstruiert, bei denen jedes einzelne Pumpenelement durch einen sogenannten Schrägnocken angetrieben wurde. Es handelte sich dabei um ein. Nockenbündel, welches für jede Einspritzmenge und Einspritzdauer ein entsprechendes Nockenprofil besaß, so daß die dann natürlich nur eine Punktberührung aufweisende Laufrolle je nach der gewünschten Einspritzmenge und: Einspritzdauer auf einem anderen Nockenprofil lief. Infolge der Punktberührung zwischen Nocken und Rolle ist die Abnutzung, insbesondere bei hohen Einspritzdrücken, sehr stark. Einspritzbeginn und Einspritzende sind sehr flach verlaufend, so daß die in den meisten Fällen auch bei Otto-Motoren erforderliche scharfe Abgrenzung von Beginn und Ende nicht erreicht wird. Ein weiterer Nachteil ist, daß diese Art der Regelung nicht übertragbar ist auf Zwangsschlußantrieb zwischen Antriebswelle und Pumpenelement, was insbesondere bei Flugmotoren sehr erwünscht ist.One has, but not to solve the problem at hand, Injection pumps have already been designed in which each individual pump element is carried out a so-called inclined cam was driven. It was a. Cam bundle, which has a corresponding one for each injection quantity and injection duration Possessed cam profile, so that then of course only one point contact exhibiting Roller depending on the desired injection quantity and: injection duration on a different one Cam profile ran. As a result of the point contact between the cam and the roller, the Wear, especially at high injection pressures, is very high. Start of injection and injection ends are very shallow, so in most cases they are too in the case of gasoline engines, the necessary clear demarcation between the beginning and the end is not achieved will. Another disadvantage is that this type of regulation is not transferable on positive drive between the drive shaft and pump element, what in particular is very desirable for aircraft engines.

Die gleichen oder ein Teil der gleichen Gründe liegen auch bei allen anderen bisher -angewendeten Konstruktionen vor.The same or part of the same reasons also apply to all other constructions previously used.

Nach vorliegender Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die an sich bekannte Veränderung des Kolbenhubes und damit der Einspritzmenge eines solchen Pumpenelementes kombiniert wird mit der Zeitmengenregulierung durch einen Akkumulierkolben.According to the present invention, these disadvantages are avoided by that the known change in the piston stroke and thus the injection quantity such a pump element is combined with the time regulation by an accumulating flask.

Solche Akkumulierkolben sind bei der Konstruktion von Einspritzgeräten schon in verschiedenster Weise angewendet worden, insbesondere zur Erreichung eines möglichst konstanten Verlaufs des Einspritzdruckes. Sie sind hierbei allerdings durchweg im Zusammenhang mit Einspritzpumpen verwendet, welche Kantenüberströmregulierung oder Orosselüberströmregulierung besitzen bei konstant bleibendem tatsächlichem Pumpenkolbenhub.Such accumulating pistons are used in the construction of injection devices has been used in a variety of ways, in particular to achieve a As constant a course of the injection pressure as possible. You are here, however consistently used in connection with injection pumps, which edge overflow regulation or Orossel overflow regulation with constant actual Pump piston stroke.

Dementsprechend bleiben dabei die eingangs beschriebenen Nachteile der Rückströmregulierung bei Anwendung von leicht flüchtigen Brennstoffen erhalten, während bei der Kombination der Hubregulierung mit dem Akkumulierkolben diese Nachteile vermieden werden.Accordingly, the disadvantages described at the beginning remain the backflow regulation when using volatile fuels, while the combination of the stroke regulation with the accumulating piston has these disadvantages be avoided.

Hierbei ergeben sich verschiedene Ausführungsmöglichkeiten, indem entweder dieser Akkumulierkolben selber die Freigabe der Einspritzleitung druckventilartig bzw. druckschieberartig steuert oder indem im anderen Falle dieses Aufsteuern durch den Pumpendruckkolben selber geschieht, wobei dann der Akkumulierkolben lediglich die Aufgabe des Druckausgleichs zum Konstanthalten des Einspritzdruckes übernimmt und das Aufstauen der Einspritzflüssigkeit während der Zeit, wo sie noch nicht den für eine scharfe Einspritzung erforderlichen Druck erreicht hat, bewirkt.This results in various design options by either this accumulating piston itself releases the injection line like a pressure valve or pressure slide-like controls or by in the other case this opening by the pump pressure piston itself happens, with the accumulating piston then only takes on the task of pressure equalization to keep the injection pressure constant and the damming up of the injection liquid during the time when it is not yet has reached the pressure required for a sharp injection.

Inder Zeichnung sind zwei Beispiele einer Pumpe mit verschiedenen Anordnungen -des Akkumulierkolbensdargestellt, bei welcher die Bemessung des Kolbenhubes und damit der Fördermenge durch Winkelverstellung eines Zwischenexzenterringes geschieht.In the drawing are two examples of a pump with different Arrangements of the accumulating piston, in which the dimensioning of the piston stroke and thus the delivery rate is done by adjusting the angle of an intermediate eccentric ring.

Die Verdrehung des Z-,vischenexzenters kann auf verschiedene Arten erfolgen, im Beispiel durch Längsverschiebung auf einer Schraubenkeilnut.The rotation of the Z-, vischen eccentric can be done in different ways take place, in the example by longitudinal displacement on a screw keyway.

Abb. i stellt eine Pumpe im Querschnitt dar mit einem als Sperrschieber ausgebildeten Akkumulierkolben; Abb. a zeigt den Exzenterantrieb im Schnitt gemäß der Linie II-II in Abb. i ; Abb. 3 ist eine Teildarstellung zu Abb. i mit anders ausgebildetem Sperrkolben; Abb. q. zeigt den oberen Teil einer Pumpe mit Staukolben und Steuerungder Flüssigkeit durch den Pumpenkolben selbst.Fig. I shows a pump in cross section with one as a gate valve trained accumulating flask; Fig. A shows the eccentric drive in section according to the line II-II in Fig. i; Fig. 3 is a partial representation of Fig. I with different trained locking piston; Fig.q. shows the upper part of a pump with a piston and control of the liquid by the pump piston itself.

Nach Abb. i besteht eine Einspritzpumpe aus dem Gußgehäuse i, in dem der Pumpenkolben z mittels Exzenter 3 angetrieben wird. Der Kolben hat einen Absatz q., der unbeeinflußt vom eigentlichen Arbeitsraum 5 der Pumpe seine Bewegung in einem schmalen ringförmigen Druckraum 6 ausführt.According to Fig. I, an injection pump consists of the cast housing i, in which the pump piston z is driven by an eccentric 3. The piston has a shoulder q., which is unaffected by the actual working space 5 of the pump its movement in a narrow annular pressure chamber 6 executes.

Der Kolben arbeitet mit einem Saugventil 7, das den Kraftstoff aus der Zuleitung 8 über den Druckraum 6 durch die Bohrung 9 dem Arbeitsraum 5 zuführt, sobald am Ende des Saughubes der Ringraum io durch den Absatz q. freigegeben wird.The piston works with a suction valve 7 that pulls the fuel out the supply line 8 via the pressure chamber 6 through the bore 9 to the working chamber 5, as soon as the annular space io through paragraph q at the end of the suction stroke. is released.

Beim Arbeitshub wird .sowohl der im Raum 5 als auch der im Raum 6 befindliche Kraftstoff unter Druck gesetzt. Der Raum 5 ist zunächst zur Druckleitung i I hin durch einen Kolben 1z abgesperrt. Seine Kolbenfläche steht über eine Leitung 13 mit dem Raum 6 in Verbindung, so daß ader Kolben 12 vom Kraftstoff entgegen dem Druck einer Feder 14. verschoben wird:, bis er die Druckleitung I I freigibt. Der unter Spannung stehende Kraftstoff im Raum 5 entweicht in die Druckleitung i i, bis infolge des Druckausgleichs über eine Bohrung 15 zwischen Bohrung 13 und Arbeitsraum 5 der Akkumulierkolben i2 von der Feder 14 zurückgestoßen wird und so den Einspritzvorgang plötzlich unterbricht.During the working stroke, both the one in room 5 and that in room 6 pressurized fuel. The space 5 is initially to the pressure line i I blocked off by a piston 1z. Its piston surface stands over a line 13 with the space 6 in connection, so that vein piston 12 from the fuel against the Pressure of a spring 14th is shifted: until it releases the pressure line I I. Of the Fuel under voltage in space 5 escapes into pressure line i i, until as a result of the pressure equalization via a bore 15 between bore 13 and work space 5 the accumulating piston i2 is pushed back by the spring 14 and so the injection process suddenly interrupts.

Die Einspritzmenge wird durch die Hubgröße bestimmt. Der zeitliche Einspritzvorgang bleibt für jede Hubgröße unverändert, da der Druckanstieg bis zur Freigabe der Leitung i i durch den Kolben 12 völlig gleich verläuft. Die Zeitmenge paßt sich damit den Anforderungen des Motors an. Die zuverlässig .genaue Durchführung dieses Vorganges, der Einspritzbeginn und Einspritzende scharf begrenzt, wird durch den Exzenterantrieb erreicht. Zugleich soll von der Antriebsseite her die Verstellung der Hubgröße möglich sein. Der Exzenter 3 auf der Antriebswelle 16 ist daher mit dieser verschiebbar angeordnet. Die Verschiebung erfolgt beispielsweise durch eine Verstellgabel oder, wie in der Zeichnung dargestellt, durch einen Zahntrieb, der aus einer Verzahnung 17 auf der Welle 16 und einem Ritzel 18 besteht. Das Wellenlager i9 wird bei der Verstellung von der Welle 16 mitgenommen. Es ist verschieblich im Gehäuse i geführt und durch Stege 20 gegen Verdrehung gesichert.The injection quantity is determined by the stroke size. The temporal one The injection process remains unchanged for each stroke size, since the pressure increase up to Release of the line i i through the piston 12 runs in exactly the same way. The amount of time thus adapts to the requirements of the engine. The reliable .precise implementation this process, which sharply delimits the start and end of injection, is carried out by reached the eccentric drive. At the same time, the adjustment should be made from the drive side the stroke size be possible. The eccentric 3 on the drive shaft 16 is therefore with this arranged displaceably. The shift takes place, for example, by a Adjusting fork or, as shown in the drawing, by a pinion that consists of a toothing 17 on the shaft 16 and a pinion 18. The shaft bearing i9 will taken along by the shaft 16 during the adjustment. It is Slidably guided in the housing i and secured against rotation by webs 20.

Der Exzenter 3 ist mit einer schraubenartigen Führungsleiste 21 versehen, derart, daß ein auf ihm gleitend angeordneter Ring 22 mit ebenfalls exzentrischem Umfang beim Verschieben der Exzenterwelle sich um einen Winkel von 18o° gegenüber dem Exzenter verstellt. Dadurch kann die Gesamtexzentrizität zur Welle 16 von Null bis zur Summe beider Exzentrizitäten verändert werden. Der Einstellurig entsprechend wird dann,die Drehbewegung als hin und her gehende Bewegung mittels derTriebstange 23 auf den Kolben 2 übertragen.The eccentric 3 is provided with a screw-like guide bar 21, in such a way that a ring 22 slidably disposed on it, likewise eccentric Circumference when moving the eccentric shaft by an angle of 18o ° opposite adjusted with the eccentric. As a result, the total eccentricity to shaft 16 can be zero can be changed up to the sum of both eccentricities. The setting accordingly then, the rotary movement is a reciprocating movement by means of the drive rod 23 transferred to piston 2.

Eine vereinfachte Ausführung für den Akkumulierkolben 12 zeigt Abb. 3. Seitlich am Kolben bis über den Arbeitsraum 5 reichend ist ein Schlitz 24. vorgesehen, der eine Verbindung zur Kolbenendfläche schafft, so daß sich der Druck beim Beginn des Förderhubes auf sie auswirken und den Kolben zurückstoßen kann. Der Pumpenkolben und das Gehäuse werden dementsprechend auch einfacher, da der Absatz 4 und die Bohrungen 13 und 15 fortfallen. Gegen Verdrehen ist der Kolben 12 durch eineVierkantführung25 gesichert. Die Rückstellung erfolgt beispielsweise durch den Druck in der Leitung i i über eine Verbindung 33..A simplified version for the accumulating flask 12 is shown in Fig. 3. A slot 24 is provided on the side of the piston reaching beyond the working space 5, which creates a connection to the piston end surface, so that the pressure at the beginning of the delivery stroke can affect them and push back the piston. The pump piston and the housing are accordingly also simpler, since the paragraph 4 and the holes 13 and 15 are omitted. The piston 12 is prevented from rotating by a square guide 25 secured. It is reset, for example, by the pressure in the line i i via a connection 33 ..

Bei der Ausführungsform nach- Abb.4 sind im Gehäuse i der Pumpenkolben 2 und ein Akkumulierkolben 26 gleichachsig angeordnet. Zwischen den beiden Kolben befindet sich die Feder 27 zum Saugventil 7, doch kann diese auch wie in Abb. 3 angeordnet sein. Während des Saughubes sitzt der Akkumulierkol!ben 26 auf einem Absatz 28 in der Laufbüchse des Gehäuses i auf. Beim Förderhub wird er durch den zwischengeschalteten Kraftstoff bis an einen Anschlag 29 gedrückt und hierbei die Druckausgleichsfeder 30 gespannt.In the embodiment according to Fig.4, the pump piston 2 and an accumulating piston 26 are arranged coaxially in the housing i. The spring 27 to the suction valve 7 is located between the two pistons, but it can also be arranged as in FIG. During the suction stroke, the accumulating piston 26 sits on a shoulder 28 in the liner of the housing i. During the delivery stroke it is pressed by the interposed fuel up to a stop 29 and the pressure compensation spring 30 is tensioned in the process.

Zugleich wird vom Pumpenkolben 2 die Druckleitung i i aufgesteuert, wobei öffnungen 31 über den Ringausschnitt 32 hinweggleiten. Der Einspritzdruck wird durch die gespannte Feder 30 aufrechterhalten, die sich erst beim Kolbenrückgang vollständig entspannt. Durch die Gleichhaltung des Druckes sind auch bei einer derartigen Ausführung Einspritzbeginn und -ende scharf begrenzt.At the same time, the pressure line ii is opened by the pump piston 2, with openings 31 sliding over the annular cutout 32. The injection pressure is maintained by the tensioned spring 30 , which only relaxes completely when the piston retracts. By keeping the pressure equal, the start and end of injection are sharply limited even in such an embodiment.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Injection pump with volume control without backflow for light oil injection, characterized in that the dimensioning of the injection quantity happens in a manner known per se by changing the working stroke of the pump piston, while the amount of time is measured by an accumulating flask.

2 ,. Injection pump according to claim i, characterized in that with eccentric drive the piston stroke through an eccentric intermediate ring (22) is adjustable, which can be rotated on the eccentric (3) the shaft (16) is arranged.

3. Injection pump according to claim i and 2, characterized characterized in that the eccentric ring (2! 2) slides on a screw thread (21), which causes the ring (22) to rotate by moving the eccentric ('3). q ..

Injection pump according to Claims 1 to 3, characterized in that the one with the eccentric (3) Permanently connected drive shaft (16) can be moved lengthways by means of a gear drive (17, 18) is trained.

5. Injection pump according to claim i, characterized in that a slide (12) designed as an accumulating piston, the -the pressure line (i i) shut off from the pump work space (5), on the one hand from the pressure in the work space, on the other hand is acted upon by a restoring force, for example a spring (14).

6th Injection pump according to Claims i and 5, characterized in that the restoring force for the accumulating piston hydraulically, in particular through a narrow line from the Pressure line (ii) acts on the corresponding piston area.

7. Injection pump according to claims i and 5, characterized in that the pump piston has a shoulder (4) has the pressure for the slide adjustment in a separate pressure chamber generated. B.

Injection pump according to Claim i, characterized in that the accumulating piston (26) is arranged coaxially with the pump piston and the amount of time through the Pump piston (2) is controlled by itself.

9. Injection pump according to claim 8, characterized characterized, .that the injection pressure by a strong on the accumulating piston acting spring is maintained. Referred publications: German patents No. 623 778, 665 885.