DE920881C

DE920881C - Fuel injection pump for internal combustion engines

Info

Publication number: DE920881C
Application number: DEP35813A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl-Ing Links
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1949-03-05
Filing date: 1949-03-05
Publication date: 1954-12-02

Description

Brennstoff einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Verbesserung und Ausgestaltung von Brennstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen mit Steuerung des Einspritzbeginns durch ein sich selbsttätig öffnendes Druckventil nach Abschluß der Saugöffnung und Regelung der Einspritzmenge durch Freigabe einer Überströmöffnung am Ende der Einspritzperiode durch ein vom Pumpenkolben oder Pumpenzylinder gesondertes, vom Pumpenantrieb angetriebenes Steuerglied.Fuel injection pump for internal combustion engines The invention relates on a further improvement and refinement of fuel injection pumps for internal combustion engines with automatic control of the start of injection Opening pressure valve after completion of the suction opening and regulation of the injection quantity by releasing an overflow opening at the end of the injection period by a from Pump piston or pump cylinder separate control element driven by the pump drive.

Die Erfindung besteht darin., daß für die Überströmregelung ein von der Ansaugeleitung unabhängig, insbesondere ihr gegenüber angeordneter, an sich bekannter, parallel zur Steuerwelle der Pumpe liegender Drehschieber an der Abströmseite der Pumpe vorgesehen ist, der mit einer Anzahl Steueröffnungen zuisammenwirkt, die sich in einer den Schieber einschließenden, verstellbaren Reglermuffe, befinden.The invention consists in. That for the overflow control one of the suction line independently, in particular arranged opposite it, per se well-known rotary valve lying parallel to the control shaft of the pump on the downstream side the pump is provided, which cooperates with a number of control openings, the are in an adjustable regulator sleeve enclosing the slide.

Bei den bekannten Pumpen mit Regelung der Einspritzmenge an der Abströmseite ist als Steuermittel in der Rückströmleitung ein durch einen Schwinghebel betätigtes Ventil vorgesehen, das entgegen dem Rückströmdruck öffnet. Durch die Hinundherbewegung des Ventils unter denn Einfluß des Schwinghebels treten in der Rückströmleitung unerwünschte Druckschwingungen auf. Insbesondere bei höheren Drehzahlen besteht die Gefahr, da.B sich der Vorgang der Rückstr66mung sehr unregelmäßig, insbesondere verspätet, vollzieht.In the known pumps with regulation of the injection quantity on the downstream side is a control means in the return line operated by a rocker arm Valve provided that opens against the backflow pressure. By moving back and forth of the valve under the influence of the rocker arm occur in the return line unwanted pressure oscillations. Especially at higher speeds there is the risk that the process of the backflow becomes very irregular, in particular delayed, takes place.

Beim Gegenstand der Erfindung treten derartige Schwingungen nicht auf. Da außerdem kein Rückströmdruck überwunden werden muß, können die Regelkräfte und damit der Regler selbst klein gehalten - werden. Der Verteilerschieber bzw. die Welle desselben ist vorteilhaft parallel zur Steuerwelle der Pumpe angeordnet und wird von dieser z. B. durch ein Zahnradpaar angetrieben, das zugleich als Förderpumpe für den- der Einspritzpumpe zuzuführenden Brennstoff dienen kann.Such vibrations do not occur in the subject matter of the invention on. In addition, since no backflow pressure has to be overcome, the control forces and thus the controller itself small being held. The distributor valve or the shaft of the same is advantageously arranged parallel to the control shaft of the pump and is used by this z. B. driven by a pair of gears, which also acts as a feed pump can serve for the fuel to be supplied to the injection pump.

Weitere Merkmale der Erfindung sind der na.chfäIgenden Beschreibung eines Ausführungsbei,spieles zu entnehmen. Hierbei zeigt die Abb. i einen Querschnitt durch die Pumpe nach Linie A-B der Abb. 2, ' Abb. 2 einen waagerechten Längsschnitt durch die Pumpe nach Linie C-D der Abb.. 1, Abb. 3 ein. vereinfachtes Schema für die Wirkungsweise der Pumpe im Längsschnitt und Abb. 4. das Schema für eine Einzelpumpe mit Steuerdiagramm und mit Querschnitt des Verteilerschiebers in vergrößertem Maßstabe.Further features of the invention can be found in the accompanying description an exemplary embodiment to be found in the game. Fig. I shows a cross section through the pump along line A-B of Fig. 2, 'Fig. 2 a horizontal longitudinal section by the pump according to line C-D of Fig. 1, Fig. 3 a. simplified scheme for the function of the pump in longitudinal section and Fig. 4. the scheme for a single pump with control diagram and with cross-section of the distributor slide on an enlarged scale.

Auf der Zylinderkopfhaube i der Brennkraftmaschine, z. B. einer Benzineinspritzmaschine, ist das Pumpengehäuse 2 mittels Flansche 3 aufgesetzt. Die Steuer- oder Nockenivelle 4 der Pumpe wird in beliebiger Weise, z. B. durch ein. Kegelradgetrieibe, von der senkrechten. Verteilerwelle oder von sonst geeigneter Stelle der Maschine angetrieben. Die Pumpe ist als Vierzylinderpumpe mit den Pumpenzylindern 5 und den Pumpenkolben 6 ausgebildet. Letztere werden von der Steuerwelle 4 .unter Vermittlung der unter Federdruck stehenden Pumpenstößel 7 angetrieben, welche, wie Abb.2 zeigt, an gegenüberliegenden Seitenflanken 8 abgeflacht sind und. mittels dieser Abflachungen gegeneinander anliegen.On the cylinder head cover i of the internal combustion engine, e.g. B. a gasoline injection machine, the pump housing 2 is attached by means of flanges 3. The control or cam level 4 of the pump is used in any way, e.g. B. by a. Bevel gears from which vertical. Distributor shaft or driven from another suitable point on the machine. The pump is a four-cylinder pump with the pump cylinders 5 and the pump pistons 6 trained. The latter are controlled by the control shaft 4 Spring pressure driven pump plunger 7, which, as Fig.2 shows, on opposite sides Side flanks 8 are flattened and. abut against each other by means of these flats.

Auf dem dem Antrieb 4' der Welle 4. gegenüberliegenden Ende des Pumpengehäuses 2 ist an dieses ein Gehäuse 9 für ein Zahnradpaar 1o, i i angeflanscht. Das Zahnrad io ist hierbei axial zur Welle 4 auf dem Ende derselben fest angeordnet, während das Zahnrad 1 i das Antriebsrad einer Welle 12 bildet, welche parallel zur Steuerwelle q. seitlich neben den Pumpenstößeln im Pumpengehäuse in Lagern 12', 12" gelagert ist und gleichzeitig in der später beschriebenen Weise als Verteilerschieber dient. Das denselben mit dem Übersetzungsverhältnis i : i antreibende Zahnradpaar io, i i ist ferner zugleich als Zahnradpumpe ausgebildet, welches den Brennstoff aus dein Brennstoffbehälter 13 (Abb. 3) änisaugt, z. B. über ein Filter 14, und in die Ansaugeleitung 15 der Brennstoffpumpe fördert. Letztere steht über einen Saugraum 15' und durch Ansaugeöffnungen 16 mit dem Innern. 5' des Pumpenzylinders $ in Verbindung, wobei die Öffnungen 16 durch den Pumpenkolben: 6 im unteren Totpunkt desselben freigelegt werden. Der Druckbrennstoff wird über ein unter dem Druck der Feder 17' stehendes Druckventil 17 in die Einspritzleitung 18 beim Hochgang des Pumpenkolbens gefördert. Das Druckventil 17 ist mit einem schieberähnlichen Ventilschaft ig versehen, welcher einerseits eine in eine Ringnut i9' ausmündende Mittelbohrung i9 " besitzt, die beim Abheben des Druckventils 17 den Pumpenraum 5' mit der Einspritzleitung 18 verbindet -und andererseits mit seiner Unterkante eine Überströmöffnung 2o .steuert. Die überströmöffnungen2o der einzelnen Pumpenzylinder münden in einen Sammelraum 21, welcher z. B. über, ein oder zwei Leitungen oder Bohrungen 21' mit den ringförmigen Nuten. 22 in der Verteilerwelle oder dem Verteilerschieber 12 verbunden ist. Letztere stehen, durch Querbohrungen. 23 mit einer Mittelbohrung 24 des Verteilerschiebers in Verbindung, welche ihrerseits eine mittlere Querbohrung 25 besitzt, die in eine Steuernut 26 am Umfange des Verteilerschiebers ausmündet.On the end of the pump housing opposite the drive 4 'of the shaft 4 2 is flanged to this a housing 9 for a gear pair 1o, i i. The gear io is here fixedly arranged axially to the shaft 4 on the end thereof, while the gear 1 i forms the drive wheel of a shaft 12 which is parallel to the control shaft q. laterally next to the pump tappets in the pump housing in bearings 12 ', 12 " and at the same time serves as a distributor slide in the manner described below. The same with the transmission ratio i: i driving gear pair io, i i is also designed as a gear pump, which takes the fuel from your Fuel tank 13 (Fig. 3) sucks, e.g. B. through a filter 14, and into the suction line 15 promotes the fuel pump. The latter stands over a suction chamber 15 'and through Suction openings 16 with the interior. 5 'of the pump cylinder $ in connection, where the openings 16 through the pump piston: 6 exposed at the bottom dead center of the same will. The pressurized fuel is via a under the pressure of the spring 17 ' Pressure valve 17 promoted into the injection line 18 when the pump piston goes up. The pressure valve 17 is provided with a slide-like valve stem ig which on the one hand has a central bore i9 ″ opening into an annular groove i9 'which When the pressure valve 17 is lifted, the pump chamber 5 ′ connects to the injection line 18 -and on the other hand, an overflow opening 2o .controls with its lower edge. The overflow openings2o the individual pump cylinders open into a collecting space 21, which z. B. over, one or two lines or bores 21 'with the annular grooves. 22 in the Distributor shaft or the distributor slide 12 is connected. The latter stand through Cross holes. 23 in connection with a central bore 24 of the distributor slide, which in turn has a central transverse bore 25 which is inserted into a control groove 26 opens out at the circumference of the distributor slide.

An der Stelle der Ausmündung wird die, Verteilerwelle oder der Verteilerschieber durch eine Reglermuffe 27 umschlossen, welche mit vier auf den Umfang verteilten Bohrungen 28 (bzw. 28a bis 28d in Abb. 4) versehen. ist, derart, daß bei einem Umlauf der Welle oder des Schiebers i2 die Querbohrung 25 bzw. die Steuernut 26 nacheinander in gleichen Abständen die vier Bohrungen 28 übersteuert. An. einem seitlichen Arm 2g der Reglermuffe 27 ist eine von. Hand oder Fuß oder auch selbsttätig bediente und z. B. in ihrer Länge durch eine Verstellvorrichtung 3 i verstellbare Regler-Stange 30, 30' mittels eiihes zwischengescha:lteiten Lenkers 32 angeschlossen. Der aus den Bohrungen 28 austretende. Brennstoff fließt in den Gehäuseraum 33 aus und wird durch eine Leitung 34 zum Brennstoffbehälter 13 bzw. dem als Behälter dienenden. Pumpengehäusera.um oKL dgl. zurückgeleitet. Die Leitung 34 kann auch umittelbar als Saugleitung der Pumpe 1o, i i dienen.At the point of the opening, the distributor shaft or the distributor slide is enclosed by a regulator sleeve 27 which is provided with four bores 28 (or 28a to 28d in Fig. 4) distributed over the circumference. is such that when the shaft or the slide i2 the transverse bore 25 or the control groove 26 overrides the four bores 28 one after the other at equal intervals. At. a lateral arm 2g of the regulator sleeve 27 is one of. Hand or foot or automatically operated and z. B. in their length by an adjusting device 3 i adjustable control rod 30, 30 'by means of an interposed link 32 connected. The emerging from the bores 28. Fuel flows out into the housing space 33 and is fed through a line 34 to the fuel container 13 or the one serving as the container. Pump housing a. To oKL like. The line 34 can also serve directly as the suction line of the pump 1o, ii.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist insbesondere aus den Abb. 3 und 4 zu entnehmen. Der aus dem Brennstoffbehälter 13 angesaugte Brennstoff wird durch die Zahnradpumpe io, i i z. B. über das Filter 14 und die Saugleitung 15 zu den Saugöffnungen 16 der Pumpenzylinder gefördert.The mode of operation of the device is shown in particular in Fig. 3 and 4 can be found. The fuel sucked from the fuel tank 13 becomes through the gear pump io, i i z. B. via the filter 14 and the suction line 15 to promoted the suction openings 16 of the pump cylinder.

In. dem Diagramm auf der rechten Seite der Abb. 4 sind die Huhkurven a, b, e dreier Pumpenkolben in. Abhängigkeit vom Drehwinkel a der Nockenwelle 4 bzw. der Verteilerwelle 12 aufgetragen..In. The diagram on the right-hand side of Fig. 4 shows the Huh curves a, b, e of three pump pistons as a function of the angle of rotation a of the camshaft 4 and the distributor shaft 12.

In: Abb. 4 befindet sich der Pumpenkolben 6 im unteren Totpunkt (Punkt P das Diagramms). Über die Ansaugeöffnung 16 ist der Pumpenraum 5' mit Brennstoff gefüllt -worden. Die Überströmöffnung 20 ist durch den Ventilschaft 1g des Ventils i7 geschlossen. D,i;a Verteilerwelle 12 befindet sich in der in Abb. 4 dargestellten Lage, bei welcher die Querbohrung 25 mit der Steuernut 26 zwischen den Steuerbohrungen 28a und 28b steht.In: Fig. 4 the pump piston 6 is at bottom dead center (point P the diagram). The pump chamber 5 'is supplied with fuel via the suction opening 16 has been filled. The overflow opening 20 is through the valve stem 1g of the valve i7 closed. D, i; a distributor shaft 12 is located in the one shown in Fig. 4 Position in which the transverse bore 25 with the control groove 26 between the control bores 28a and 28b stands.

Der Gesamthub des, Kolbens 6 sei H. Im ersten Teil des Hubes hl wird der zuvor angesaugte Brennstoff in die noch, frei liegende Saugöffnung 16 zurückgedrückt. Sobald die Saugöffnung 16 abgeschlossen iiist, setzt der Kolben 6 die nunmehr im Pumpenraum 5' abgeschlossene Brennstoffmenge unter Druck, wobei im weiteren Aufwärtsgang das Ventil 17 angehoben wird, so daß der Brennstoff durch die Bohrung 1g und am Ventil 17 vorbei in die Druckleitung 18 gelangt und damit, nach einem von der Drehzahl abhängigen Einspritzverzug, die Einspritzung beginnt (Punkt Q des Diagramms). Nach einem weiteren Hub lag öffnet der Ventilschaft i9 die Überströmöffnung 2o. Da jedoch die Steueröffnung 286 noch von der Steuernut 26 der in Pfeilrichtung umlaufenden. Verteilerwelle getrennt ist, kann auch nach Freilegung der Überströmöffnung 2o der Brennstoff noch nicht durch diese abfließen, so da,B auch weiterhin Brennstoff zu den Einspritzdüsen gefördert wird. Erst nach einem weiteren Hub h3 (Punkt R) gelangt die Steuernut 26 in Verbindung mit der Steueröffnung 286 der Reglermuffe; der Brennstoff kann nunmehr aus der Überströmöffnung 20 über 24, 25, 26 zur Steueröffnung 286 und von dort in das Pumpengehäuse bzw. zum Brennstoffbehälter 13 ausfließen. Der Druck in dem Pumpenraum 5' wird dadurch schlagartig abgebaut und damit die Einspritzperiode x = Q-R beendet. Der im restlichen Pumpenhub h4 vom Pumpenkolben 6 geförderte Brennstoff wird praktisch drucklos über die Überströmöffnung 20 zum Behälter zurückgefördert. Gegebenenfalls kann die Überdeckung h2 der Überströmöffnung durch den Ventilschaft i9, welche mit Rücksicht auf den, gemeinsamen Merströmkanal (21) erforderlich ist, so klein. wie möglich gehalten sein, um nach Freigabe der Überströmleitung durch den Verteilerschieber ein sofortiges, möglichst gänzliches Schließen, des Druckventils 17 zu bewirken. Auf jeden Fall wird, sobald der Kolben seinen oberen Totpunkt S überschritten hat, das Ventil 17 sich endgültig auf seinen Sitz aufsetzen. Einige Zeit danach (Punkt T des Diagramms) wird auch die Steuerbohrung 286 durch die Verteilerwelle 12 abgeschlossen.The total stroke of the piston 6 is H. In the first part of the stroke hl is the previously sucked in fuel is pushed back into the suction opening 16 that is still exposed. As soon as the suction opening 16 is completed, the piston 6 sets the now in Pump chamber 5 'closed amount of fuel under pressure, with further upward gear the valve 17 is raised so that the fuel through the bore 1g and am Valve 17 passes into the pressure line 18 and thus, after one of the speed dependent injection delay, the Injection begins (point Q des Diagram). After another stroke, the valve stem i9 opens the overflow opening 2o. However, since the control opening 286 is still from the control groove 26 in the direction of the arrow circumferential. Distributor shaft is separated, can also after exposure of the overflow opening 2o the fuel does not yet flow out through this, so there, B continues to fuel is conveyed to the injection nozzles. Only after another stroke h3 (point R) the control groove 26 comes into connection with the control opening 286 of the regulator sleeve; the fuel can now from the overflow opening 20 via 24, 25, 26 to the control opening 286 and flow out from there into the pump housing or to the fuel tank 13. The pressure in the pump chamber 5 'is thereby abruptly reduced, and with it the injection period x = Q-R finished. The fuel delivered by the pump piston 6 in the remaining pump stroke h4 is conveyed back practically without pressure via the overflow opening 20 to the container. If necessary, the overlap h2 of the overflow opening by the valve stem i9, which is necessary with regard to the common Merströmkanal (21), so small. be kept as possible after releasing the overflow line through the distributor slide an immediate, if possible complete, closing of the pressure valve 17 effect. In any case, as soon as the piston reaches its top dead center S has exceeded, the valve 17 finally sit down on its seat. Some Time after that (point T of the diagram) the control bore 286 is also through the distributor shaft 12 completed.

Durch Verstellung der Reglermuffe 27 in Drehrichtung, etwa um den. Winkelbetrag ß, kann die Steuerperiode y und damit das Einspritzende R, d. h. derjenige Augenblick, in welchem die Steuernut 26 mit der Steuerbohrung 286 in Verbendung gebracht wird, mehr oder weniger verlegt und dadurch gleichzeitig Einspritzperiode x bzw. die Brennstoffmenge geregelt werden. Der Einspritzbeginn Q ist im Ausführungsbeispiel unveränderlich und jeweils durch den. Abschluß der Saugöffnung 16 durch den Kolben bestimmt. Gegebenenfalls kann jedoch auch der Einspritzbeginn einer Regelung unterliegen, z. B. durch Anordnung eines die Verbindung zwischen dem Pumpenraum 5' und der Einspritzleitung 18 steuernden, einstellbaren Druckventils od. dgl. Es besteht auch die Möglichkeit, die beiden Zahnräder io und i i mit steigender Drehzahl gegeneinander, ähnlich wie ein Sp.ritzversteller, verschieblich auszuführen, wodurch der Einspritzbeginn verändert werden kann.By adjusting the regulator sleeve 27 in the direction of rotation, about the. Angular amount ß, the control period y and thus the injection end R, d. H. the one Moment at which the control groove 26 is connected to the control bore 286 is brought, more or less relocated and thereby at the same time injection period x or the amount of fuel can be regulated. The start of injection Q is in the exemplary embodiment unchangeable and in each case by the. Completion of the suction opening 16 by the piston certainly. If necessary, however, the start of injection can also be subject to regulation, z. B. by arranging the connection between the pump chamber 5 'and the injection line 18 controlling, adjustable pressure valve or the like. There is also the possibility of the two gears io and i i with increasing speed against each other, similar to a Sp.ritzverstellers, designed to be displaceable, whereby the start of injection changes can be.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel injection pump for internal combustion engines with control of the start of injection by an automatically opening pressure valve after completion of the suction opening and regulation of the injection quantity by releasing a Overflow opening at the end of the injection period through one of the pump piston or pump cylinder separate control element driven by the pump drive, characterized in that that for the overflow control an independent of the intake line, in particular opposite to it, known per se, parallel to the control shaft of the pump lying rotary valve is provided on the downstream side of the pump, which is connected to a Number of control openings interacts, which are included in one of the slider, adjustable regulator sleeve. z. Fuel injection pump according to claim i, characterized in that the rotary valve in a known manner by a Gear drive is coupled to the pump control shaft, which also functions as a feed pump is used for the fuel flowing into the injection pump. 3. Fuel injection pump according to claims i and 2, characterized in that the rotary valve relative is adjustable to the passage openings controlled by it. 4. Fuel injection pump according to claims i to 3, characterized in that the injection pump on the cylinder head of the internal combustion engine is arranged. Referred publications: German Patent Nos. 86o 575, 598 094; French Patent No. 71926: 2; British patent specification No. 295 967, 307 184. Book: »Mixture formation and combustion im Dieselmotor «, Springer Verlag, Vienna, 1939, especially Fig. 157.