DE902334C

DE902334C - Injection internal combustion engine which is operated with supercharging in the higher load range and has two injection devices (fuel injection pump and injection valve)

Info

Publication number: DE902334C
Application number: DEK4159D
Authority: DE
Inventors: Alfred Jante
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1942-12-29
Filing date: 1942-12-29
Publication date: 1954-01-21

Description

Einspritzbrennkraftmaschine, welche im höheren Belastungsbereich mit Aufladung betrieben wird und zwei Einspritzvorrichtungen (Brennstoffeinspritzpumpe und Einspritzventil) aufweist Die Erfindung bezieht sich auf Einspritz.brennkraftmaschinen, welche im höheren Belastungsbereich mit Aufladlung betrieben werden und zwei Einspritzvorrichtungen (Brennstoffpumpe und Einspritzventil) aufweisen, von denen die eine die, für die niederen Belastungenerforderlichen Birennstoffmengen einspritzt, während die andere im höheren Belastungsbereich .die dann zusätzlich erforderlichen Brennstoffmengen einspritzt.Injection internal combustion engine, which in the higher load range with Charging is operated and two injection devices (fuel injection pump and injection valve) The invention relates to injection internal combustion engines, which are operated with supercharging in the higher load range and two injection devices (Fuel pump and injector), one of which is the one for which low loads, while the other In the higher load range, the additional fuel quantities then required injects.

Beiden bekannten Maschinen dieser Art isst die für den höheren Belastungsbereich vorgesehene Einspritzvorrichtung während des Betriebes im normalen Belastungsbereich außer Betrieb. Hierbei treten sehr leicht Schäden durch Verkoken an den außer Beitrieb befindlichen Einspritzventilen dieser Einspritzvorrichtung ein, die dann. einen ordnungsgemäßen Betrieb im höheren Belastungsbereich verhindern.Both known machines of this type eat the one for the higher load range intended injection device during operation in the normal load range Out of service. In this case, damage caused by coking occurs very easily to the out of service located injectors of this injector, which then. a Prevent proper operation in the higher load range.

Gemäß der Erfindung spritzt die für den höheren Belastungsbereich bestimmte Einspritzvorrichtung während des normalen: Betriebes vor der für diesen; Betrieb bestimmten Einspritzvorrichtung eine kleine konstante Brennstoffmenge in den Verbrennungsraum ein. Dadurch werden Schäden durch Verkokungen an den Einspriltzdüsen für dem; höheren Belastungsbereich vermieden. Gleichzeitig wird- die Verbrennung im normalen Belastungsbe:reich verbessert, weil die kleine Voreinspritzmenge, die eitwa um die Zeitspanne Beis Zündverzuges, des Brennstoffes vor der für den normalen Betrieb beistimmten Brennstoffmenge eingespritzt wird, das Auftreten von: jähen Druclcanstiegan im Brennraum verhindert, Die Voreinispritzunig einer klein-,in Brennstoffmenge, vor der Hauptmenge ist an sich bekannt.According to the invention, the injected for the higher load range certain injector during normal: operation before that for this; Operation specific injector in a small constant amount of fuel the combustion chamber. This will damage the injection nozzles from coking for that; higher load area avoided. Simultaneously will- the combustion in the normal load range: improved, because the small pre-injection quantity, the eitwa around the period of time at the ignition delay, the fuel before the for the a certain amount of fuel is injected during normal operation, the occurrence of: prevents sudden increase in pressure in the combustion chamber, the Voreinispritzunig a small, in The amount of fuel before the main amount is known per se.

In der Zeichnung sind zwei Au:s.führungsbeisp,iele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.In the drawing there are two examples: see examples of the subject of the invention shown.

Abb. i zeigt schematisch eine aufgeladene Einspritzbirennkraftmaschine mit zwei Einspritzpumpenblocks ; Abb. 2 zeigt die Ausgeisitaltung der Übers.trömsteuerkantem bei der Verwendung eines Pumpenblocks mit paarweise verschieden gesteuerten Einzelpumpen; Abb. 3 zeigt ein Schaubild der von dein Pumpen, Cingeispritzten Bire nnstoffrnengen.Fig. I shows schematically a supercharged fuel injection engine with two injection pump blocks; Fig. 2 shows the design of the overflow control edge when using a pump block with individual pumps controlled differently in pairs; Fig. 3 shows a graph of the amounts of fuel injected by your pumps, Cinge-sprayed.

Die Zylinder a, b, c der Einspritzbrennkra.ftmaschine wei-se@n je zwei Einsp@ritzveintile a1, a2; b1, b2; cl, c2 auf, vom: -denen. das, eine, a", hl; cl von dem- Einispritzpumpenblock I und' das andtre a2, b2, c2 von. dem Einispritzp,umpeniblo,clk II gespeist wird. Die Bren@nstoffmengenverstelIglied'er 1, 2 der beiden Pumpenblocks werden über einen Differentialhebel, 3 vom Leistungsregl-eT 4. der Maschine gesteuert. - Die Pumpe II eist einen nachgiebigen. Anschlag 5 auf, der das Meni,-enverstel'Igl!ied 2 in Richtung einer Vergrößerung der Einspritzmenge auf eine kleine, für die bekannte Vorein,spritzung ausreichende Brennstoffmenge blockiert. Diel Federung des Arnschilages 5 ist so bemessen. d'aß bei Belastung der Maschine der Regler 4 die Fördermenge des Paimpenblocks II erst vergrößern kann., nachdem er das Mengenverstellglied i des Pumpenblocks I auf volle Füllung bis gegen den festem Anschlagg 6 verschoben hat. Die Maschine weist ein von ihrer Kurbelwelle oder von einer Abgasturbine angetriebenes Auflad'egeblä,se 7 auf, weilcheis z. B. mittels der Kupplung 8 nach Bedarf einrückbar ist. Mit dem-Küpplungsges:tänge g i,st ein Gestänge io verbunden, welches bei ausgerückter Kupplung das Mengelverstellglied 2 des Pumpenblocks; II in Richtung der Vergrößerung der Brennstoffmenge .starr auf die kleine Voreinspritzmenge blockiert und dasselbe, erst freigibt, wenn das Gebläse 7 eingeschaltet ist. Das Gebläse kann auch selbsttätig mittels des Reglers a_ in dem Augenblick ,eingeschaltet werden, in dem das, Mgeinverstellglied i die Höchstmeingenlage erreicht. In beiden Fällen wird vermiieden. daß die in die Zylinder eingespritzte Brennstoffmenge, über die für den umaufgeladenen. Betrieb bestimmte Menge hinaus vergrößert wird, ahne daß gleichzeitig das Aufladegebläse die hierfür erforderliche Verbrennungsluft liefert. Bei Verwendung eines Abgasturbosatzeis kann dieser auch im niederen der Maschine arbeiten, da er dann zufolge der niedrigen Belastung der Maschine keine nennenswerte Aufladiung herbeiführt. Die Aufladung wird hierbei erst im höherem Belastungsbereich fühlbar, weinn die Abgasenergie genügend groß ist. Eine besondere Einschaltvorrichtung fäl!It somit hierbei fort.The cylinders a, b, c of the injection combustion engine each have two injection valves a1, a2; b1, b2; cl, c2 on, from: -denen. the, one, a ", hl; cl from the injection pump block I and the other a2, b2, c2 from the injection pump, umpeniblo, clk II. The fuel quantity adjusters 1, 2 of the two pump blocks are fed over a differential lever 3 from Leistungsregl-eT 4. controlled machine -. the pump II eist on a resilient stopper 5, which the Meni, -enverstel'Igl ied 2 in direction of an enlargement of the injection quantity to a small, for the prior art.! Sufficient amount of fuel blocked beforehand. The suspension of the system 5 is dimensioned in such a way that when the machine is under load, the controller 4 can only increase the delivery rate of the pump block II after it has moved the volume adjustment element i of the pump block I to full filling up to the fixed stop 6. The machine has a charging fan 7 driven by its crankshaft or by an exhaust gas turbine, because it can be engaged as required, for example by means of the clutch 8. With the coupling mechanism ge gi, st a linkage io connected which, when the clutch is disengaged, the quantity adjustment member 2 of the pump block; II in the direction of increasing the amount of fuel .starr blocked to the small pre-injection amount and the same, only released when the fan 7 is switched on. The fan can also be switched on automatically by means of the controller a_ at the moment in which the adjustment element i reaches the maximum value. In both cases it is avoided. that the amount of fuel injected into the cylinders is greater than that for the recharged. Operation certain amount is also increased, foreseeing that at the same time the supercharger delivers the combustion air required for this. If an exhaust gas turbo set is used, it can also work in the lower position of the machine, as it then does not cause any noteworthy charging due to the low load on the machine. The charge is only felt in the higher load range, if the exhaust gas energy is sufficiently high. A special switch-on device is thus omitted here.

Während des umaufgeladenen Betriebes verschiebt der Regler 4 das Mengenv erstellglied 2 bis gegen den federnden Anschlag 5, wo eis verharrt, während der Regler das Mengenzerstellglied i bis gegen den festen, Anischlag 6 vorschiebt. Der Einspritzbeginn der Pumpe II liegt um einige Grade vor dem der PwmpeI. Dadurch wird über die Einspr,itzventilea2, b2, c2 eine kleine sogenannte Voreinspritzmei in diel Zylinder a, b, c eingespritzt, die eine schwache TeIlverbren@nung ergibt. Nach Beendigung der Voreinspritzung spritzen, die Ventile, cl, b1, cl -die von, der Pumpe I geiförferte, vom Regler 4 ei "es@eillte Hauptmenge ein. Der Abstand zwischen der Vor-und der Haupteinspritzung wird etwa so, groß wie der Zündverzug des Brennstoffes bemessen, so da.ß eine weiche in .den Zylindern erzieht wird. Wenn die Maschine höher, belasten wird, ails es: die Höchstfördermenge dar Pumpe I z.uläßt, wird. das Auflad#hebläse 7 entweder von Hamid oder selbsttätig durch dien Regler 4,eingeschaltet. Gleichzeitig überwindet der Regler 4. dein nachgiebigen Anschlag 5, so daß nun die durch die Einspritzventfle a2, b2, c2 -einsgespritzte Brennstoffmenge bei konstant bleibender Höchstrnengeneinspritzung der Ventile a1, b1, cl vergrößert wird. Bei einem auch im niedrigen Belastungsbereich arbeitenden Abgastwrbosatz isst desisen Ladeleistung bei der der Höchstfördiermenge der Pumpe I entsprechenden B:'elastung der Maschine so groß, daß eine Vergrößerung der Brennstoffmenge mit Rücksicht auf diel in .den Zylindern_beflnd iiche zulässig ist.During the recharged operation, the controller 4 shifts the quantity Creation member 2 up against the resilient stop 5, where ice remains during the Regulator pushes the quantity control element i against the fixed stop 6. Of the The start of injection of pump II is a few degrees before that of PwmpeI. This will Via the injection valves a2, b2, c2 a small so-called pre-injection device in diel Cylinders a, b, c injected, which results in a weak partial combustion. After completion the pre-injection, the valves, cl, b1, cl -those supplied by, the pump I, from controller 4 ei "es @ divided main amount. The distance between the pre and the Main injection is roughly as large as the ignition delay of the fuel, so that a soft one is trained in the cylinders. If the machine is higher, strain is, as it is: the maximum flow rate of pump I allows, will. the charge blower 7 either by Hamid or automatically by the controller 4, switched on. Simultaneously the controller 4 overcomes your resilient stop 5, so that now through the Injection valve a2, b2, c2 -injected fuel quantity while remaining constant Maximum quantitative injection of the valves a1, b1, cl is increased. With one too The exhaust gas heat pump set working in the low load range consumes the same charging power at the B corresponding to the maximum flow rate of pump I: 'load the machine so large that an increase in the amount of fuel with regard to the in .den Cylindern_beflnd iiche is permitted.

An: Stelle von zwei getrennten Pumpenblocks kann auch ein einziger vorgesehen sein, der jedoch zwei Gruppen von Einzelpumpen aufwehst, die sämtlich vom: einem gemeinsamen Mengenvers.tellgliied geregelt werden. Die Abb.2 zeigt zwei den verschiedenen Gruppen I und II angehörige Einzelpumpen im Schnitt. Die Einzelpumpen weisen die bekannte Mengenverstellung mittels schräger Überströmsteiuerkanten i 1, 12 bzw. 13, 14 an den durch das gemeinsame Verstellglied 15 verdrehbarem Pwmpanplungern 16, 17 auf. Jede, Einzelpumpemgruppe besteht aus einer der Zylinderzahl des Motors entsprechenden Anzahl von Einzelpumpen. Die Zylinder weisen wiederum je zwei Einsprifizventfe auf, von denen jeweils eineas an eine Einzelpumpe der einen Gruppe I und eines an eine Einzelpumpe der anderen Gruppe II angeschlossen -ist.Instead of two separate pump blocks, a single be provided, which, however, has two groups of single pumps, all of which be regulated by: a common volume distribution member. Fig.2 shows two single pumps belonging to the various groups I and II on average. The single pumps have the known quantity adjustment by means of inclined overflow control edges i 1, 12 or 13, 14 on the Pwmpanoppelern rotatable by the common adjusting member 15 16, 17 on. Each, individual pump group consists of one of the number of cylinders in the engine corresponding number of individual pumps. The cylinders in turn each have two injection valves on, one of which each to a single pump of one group I and one to a single pump of the other group II is connected.

Die Übers.trömsiteu:erkan:te der der Gruppe I angehörigen Einzelpumpen weist eine die Einspritzmenge von Null bis zur Höchstmenge regelnde Schrägei ii und daran anschließend einen geraden, die Höchstmenge konstant haltenden Verlauf 12 auf. Die Übers.trömsiteuerkanbe der der Gruppe, II angehörigen Einzelpumpen weist einen geraden Velllauf 13 auf, längs dessen konstant eine kleine Vareinspritzmeinige gefördert -wird. Hieran schließt sich eine die Einspritzmenge von der Voreinspritzmenge bis zur Höchstmenge regelnde Schräge 1q. an. Die Kolben, der Pumpengruppe 1I eilen denjenigen der Gruppe I um einen kleinen Betrag x vor, so d'aß erstere etwas früher mit der E,in.-spritzu:ng beginnt.The Über.trömsiteu: te of the group I belonging single pumps has a slope regulating the injection quantity from zero to the maximum quantity i ii and then a straight curve that keeps the maximum amount constant 12 on. The Übers.trömsiteuerkanbe of the group II belonging single pumps shows a straight Velllauf 13, along which constant a small Vareinspritzmeinige is promoted. This is followed by the injection quantity from the pre-injection quantity until to the maximum amount regulating slope 1q. at. The pistons of the pump group 1I hurry the one group I by a small amount x, so the former a little earlier with the E, in.-injection begins.

Längs des Regelweges des Mengenverstellgliedes 15 von Null bis Vollast kommen: zunächst die Ab, schnitte i i und 13 der Überströms:teuerkan:ten gleichzeitig in den Bereich der zugehörigen Übersträmbohrungen 18, i9, so daß die Pumpen, gruppe II die durch eine gerade Kante 13 bestimmte konstante Voreinspritzmenge und die Gruppe I in kurzem Abstand davon eine in Form der Schrägen i i zunehmende Brennstoffmenge einspritz. Die Drehwinkel, über die sich die Steuerkantenabsch.nitte, ii und 13 erstrecken, sind etwa gleich groß, vorzugsweise ist .der Drehwinkel. des Abschnittes i i etwas größer. Im Anischluß daran kommen die Abschnitte 12 und 1q. in den Bereich der Übersträmbohrung, wobei gleichzeitig das Aufladegebläs-e selbsttätig durch das Mengenver'-stel:lglied 15 mit bekannten Mitteln, z. B. elektrisch oder hydraulisch, einigescha tet oder im Falle eines auch bei niedriger Belastung betriebenen Abgasturbosatzes wirksam wird. Die Pumpengruppe I hält dabei infolge des geraden; Verlaufes des Abschnittes 12 ihre: Höchstmenge aufrecht, während die Gruppe II infolge dies schrägen Verlaufes dies Abschnittes 1q. ihre Einspritzmenge bis zur Höchstmenge steigert.Along the control path of the quantity adjustment member 15 from zero to full load: first of all the sections ii and 13 of the overflow: control channels at the same time in the area of the associated overflow bores 18, i9, so that the pumps, group II, through a straight edge 13 certain constant pilot injection quantity and group I a short distance therefrom an increasing fuel quantity in the form of the bevels ii. The angles of rotation over which the control edge sections 11, 11 and 13 extend are approximately the same size, preferably the angle of rotation. of section ii is somewhat larger. This is followed by sections 12 and 1q. in the area of the overflow bore, while at the same time the supercharging blower is automatically activated by the quantity adjustment element 15 by known means, e.g. B. electrically or hydraulically, einigescha tet or in the case of an exhaust gas turbo set operated even at low loads becomes effective. The pump group I holds because of the straight; Course of section 12 their: maximum amount upright, while group II as a result of the oblique course of this section 1q. their injection quantity increases up to the maximum quantity.

Die von; den Pumpenblocks I, II (Abt. i) bzw. von dien Pumpengruppen I, 1I (Abt. a) geförderten Teilmengen sind' in Abb. 3 graphisch in Abhängigkeit vom Regelweg dargestellt. Die Teilmengen sind' mit-,I bzw. II bezeichnet. Die insgesamt in; die Zylinder eingespritzte: Brennstoffmenge ist die mit I -I- II bezeich@neite Summe der Teilmengen. Die Einschaltung dies Auflad'egebläses erfolgt im Punkt A des Schaubildes A'bb. 3.The of; the pump blocks I, II (section i) or the pump groups I, 1I (Section a) funded subsets are 'in Fig. 3 graphically as a function represented by the control path. The subsets are marked with-, I and II. The total in; the cylinder injected: the amount of fuel is the I -I- II denoted Sum of the subsets. This supercharger is switched on in point A. of the diagram A'bb. 3.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Injection combustion power rnasch.in:e, which in the higher load range with! Charging is operated and has two injection devices (fuel injection pump and injection valve), one of which injects the fuel quantities required for the lower loads, while the other, in the higher load range, injects the additional fuel quantities required, characterized in that : that the injection device (II) intended for the higher load range, during this normal operation, in front of the injection device (I) intended for this operation, a small constant amount of fuel in the; Pre-loaded combustion chamber.

2. Injection internal combustion engine according to claim i with two brake fuel pump blocks, characterized in that the quantity adjustment; lgl: ieder (i, 2) of the pump blocks (I, 11) are adjusted by the controller (q.) Via a differential lever (3), wherein the adjusting member (2) of the: causing the pre-injection. Block (II) is blocked by a flexible Anschilag (5) in the direction of increasing the amount of fuel on the pre-injection volume, the flexible dimension of which is so large that first of all, the quantity adjuster (i) of the block (I) from the controller goes from zero is adjusted up to the maximum amount, whereupon, overcoming the flexible stop (5), the volume distribution: gl, ied of the block (II) is shifted to its maximum amount position !.

3. Injection internal combustion engine according to claim i with a pump block, characterized in that, the same two groups () I and II) of single pumps which are adjusted by: a common quantity adjustment element (i5), and that the overflow control edges; (i i, i2) the during, the booted; Load area regulated, single pump group (I) connected to the regulating slope (i i) straight line, which allow injection of the maximum quantity over a larger control path Course (i2) have, during, the overflow control edges (i3, 1q,) of the during of the charged load area regulated single pump group (1I) before the start the regulating slope (i4) narrowly straight "the injection: the small pre-injection quantity have over a larger control path permitting course, the overflow control edge having control members (pump piston) of the individual pumps such poor quantity adjustment member (i5) are articulated that: the slope. (ii) on the overflow control edges of the individual pumps (I) at the same time as the straight line (i3) at the transfer: tröm, control edges of the individual pumps the one group (H) and the slope (i4) on the overflow control cables of these individual pumps (II) at the same time as the straight line (1ä) on the over-flow control edges of the individual pumps of the other group (I) are effective !.