DE942303C

DE942303C - Fuel injection pump for injection internal combustion engines

Info

Publication number: DE942303C
Application number: DEK4233D
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Techn Gustav Goldbeck
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1942-10-13
Filing date: 1942-10-13
Publication date: 1956-05-03

Description

Brennstoffeinspritzpumpe für Einspritzbrennkraftmaschinen Die Erfindung betrifft Brennstoffeinspritzpumpen für Brennkraftmaschinen, bei denen die Steuerung des Einspritzendes und der Druckentlastung der Einspritzleitung durch Steuerkanten an dem Pumpenkolben erfolgt und bei denen ein Teil des von der Einspritzpumpe geförderten, für die Einspritzung nicht gebrauchten Brennstoffes zu einem Druckflüssigkeitsverbraucher, beispielsweise zu einem Flüssigkeitsregler, ausgeschoben wird. Eine bekannte Bauart solcher Flüssigkeitsregler besitzt einen Kolben, der entgegen der Wirkung einer Feder von der nach Ende des wirksamen Pumpenförderhubes ausgeschobenen Brennstoffmenge beaufschlagt wird und der eine Drosselbohrung besitzt, welche die beiden Räume vor und hinter dem Kolben miteinander verbindet. Aus dem Raum hinter dem Kolben wird der Brennstoff in die Saugleitung der Einspritzpumpe oder in den Brennstofftank zurückgeleitet.Fuel injection pump for injection internal combustion engines The invention relates to fuel injection pumps for internal combustion engines, in which the control the end of the injection and the pressure relief of the injection line through control edges takes place on the pump piston and in which part of the pumped by the injection pump, for the injection of unused fuel to a hydraulic fluid consumer, for example to a liquid regulator, is pushed out. A well-known type Such a fluid regulator has a piston that counteracts the action of a Spring on the amount of fuel pushed out at the end of the effective pump delivery stroke is acted upon and which has a throttle bore, which the two spaces in front and connects to each other behind the piston. The space behind the piston becomes the fuel in the suction line of the injection pump or in the fuel tank returned.

Bei bekannten Einspritzpumpen der geschilderten Art werden die Druckleitung und der Arbeitsraum der Pumpe zum Zwecke der Beendigung der Einspritzung und der Entlastung der Druckleitung gleichzeitig und gemeinsam mit einem Raum verbunden, dessen Druck niedriger liegt als der Öffnungsdruck des Druckventils der Einspritzpumpe bzw. des Ventils der Einspritzdüse. Die Druckleitung wird daher nur auf den Druck dieses Raumes entlastet; die Entlastungsgeschwindigkeit und damit das Einspritzende wie auch der Einspritzbeginn beim nächsten Pumpenhub hängen von der Höhe des Druckes in dem Entlastungsraum ab. Aus diesem Grunde können die bekannten Einspritzpumpen nicht ohne Beeinflussung des Einspritzvorganges zur -Speisung von Druckmittedverbrauchern aus dem Entlastungsraum dienen, die in diesem Raum einen wechselnden Druck verursachen. Zur Speisung von Druckmittelverbrauchern mit höherem Druck als dein Öffnungsdruck des Pumpendruckventils bzw. der Einspritzdüse können die bekannten Einspritzpumpen nicht verwendet werden.In known injection pumps of the type described, the pressure line and the working space of the pump for the purpose of terminating the injection and the Relief of the pressure line at the same time and jointly connected to a room, whose pressure is lower than the opening pressure of the pressure valve of the injection pump or the valve of the injection nozzle. The pressure line is therefore only on the pressure this space relieves; the discharge speed and thus the end of injection as well as the start of injection for the next pump stroke depend on the level of pressure in the relief space. For this reason, the well-known Injection pumps not without influencing the injection process for feeding Druckmitted consumers serve from the relief space, which one in this space cause alternating pressure. For supplying pressure medium consumers with higher Pressure as your opening pressure of the pump pressure valve or the injection nozzle the known injection pumps are not used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Beeinträchtigung des Einspritzvorganges einem beliebigen: Druckmittelverbraucher, z. B. einem hydraulischen Regler oder einer hydraulisch betriebenen Kraftstofförderpumpe oder einemDruckmittelspeicher für eine hydraulische Steuerung, einen Teil des von der Brennstoffeinspritzpumpe geförderten, für die Einspritzung nicht gebrauchten Brennstoffes unter beliebig hohem Druck als Druckflüssigkeit zuzuführen.The invention is based on the object without impairing the Injection process any: pressure medium consumer, z. B. a hydraulic Controller or a hydraulically operated fuel pump or a pressure medium accumulator for hydraulic control, part of the fuel injection pump funded fuel not used for injection under any supply high pressure as hydraulic fluid.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pumpenkolben, nachdem er zwecks Beendigung der Einspritzung die Druckentlastung der Einspritzleitung in einen Raum niedrigen Druckes aufgesteuert hat, den Pumpenarbeitsraum von der Einspritzleitung absperrt und mit einer zu dem Druckflüssigkeitsverbraucher führenden Leitung verbindet, durch die der Teil des von der Brennstoffeinspritzpumpe geförderten, für die Einspritzung nicht gebrauchten Brennstoffes unter beliebig hohem Druck ausgeschoben wird.This object is achieved according to the invention in that the pump piston, after having depressurized the injection line to terminate the injection has opened into a room of low pressure, the pump working chamber of the Shuts off the injection line and leads to the hydraulic fluid consumer Line connects through which the part of the fuel injected by the fuel injection pump, For the injection of unused fuel, pushed out under any high pressure will.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in mehreren Betriebsstellungen dargestellt.The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention shown in several operating positions.

Abb. i zeigt einen Schnitt durch die Bremnstoffeinspritzpumpe mit der Ansaugstellung des Kolbens; Abb.2 zeigt dieselbe Pumpe mit der Stellung des Kolbens zu Beginn der Einspritzung; -Abb.3 zeigt die Pumpe mit der Stellung des Kolbens am Ende der Einspritzung; Abb. q. zeigt die Pumpe mit der Stellung des Kolbens während der Förderung. zum Druckmittelverbraucher.Fig. I shows a section through the brake fuel injection pump the suction position of the piston; Fig.2 shows the same pump with the position of the Piston at the start of injection; - Fig. 3 shows the pump with the position of the Piston at the end of injection; Fig.q. shows the pump with the position of the piston during promotion. to the pressure medium consumer.

Der Pumpenkolben, i steuert mit seiner Stirnkante die Ansaugbohrung 2, mit der Steuerkante 3 die Einspritzleitung q., mit der schrägen Überströmsteuerkante 5 die mit der Einspritzleitung verbundene Entlastungsbohrung 6 und mit der Steuerkante 7 eine zu einem Druckmittelverbraucher, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zu dem Arbeitsraum eines hydraulischen Reglers 8 führende. Leitung 9. Der Regler verdreht in bekanater -Weise den Pumpenkolben mittels eines Zahnstangengetriebes io entgegen der Kraft der Reglerfeder i i um seine Längsachse, so da,ß die schräge Überströmsteuerkante 5 je nach der vom Regler eingestellten Drehwinkellage des Pumpenkolbens die Entlastungsbohrung 6 früher oder später freigibt und damit die Einspritzung früher oder später beendet.The front edge of the pump piston, i controls the suction bore 2, with the control edge 3 the injection line q., With the inclined overflow control edge 5 the relief bore 6 connected to the injection line and to the control edge 7 to a pressure medium consumer, in the present exemplary embodiment to that Working space of a hydraulic controller 8 leading. Line 9. The regulator twists in a well-known way, the pump piston by means of a rack and pinion gear io the force of the regulator spring i i around its longitudinal axis, so there, ß the inclined overflow control edge 5 the relief bore depending on the angle of rotation of the pump piston set by the controller 6 releases sooner or later and thus ends the injection sooner or later.

In der in Abb. i dargestellten Kolbenstellung stehen die Ansaugbohrung 2 und die Einspritzleitung q. mit dem Pumpenraum 12 in Verbindung, der dabei durch die Ansaugbohrung mit frischem, von einer nicht dargestellten Kraftstofförderpumpe gefördertem Bremsstoff gefüllt wird. Beim Aufwärtsgang des Pumpenkolbens wird die Ansaugbohrung 2 geschlossen. Der dabei verdrängte Brennstoff strömt in die Ansaugbohrung zurück. Im Augenblick des Abschlusses der Ansaugbohrung (Abb.2) beginnt die Einspritzung über die dann allein mit dem Pumpenraum in Verbindung stehende Einspritzleitung q.. Die Einspritzung ist beendet, sobald die schräge Überströmsteuerkante5 die Entlastungsbohrung 6 freigibt. Der Druck in der Einspritzleitung und im Pumpenraum i2 entspannt sich - dann über die Ausnehmung 13 des Pumpenkolbens i in die Überströml.eitung 1q.. Kurz nach dem Öffnen der Entlastungsbohrung gibt die Steuerkante 7 die zum Druckmittelverbraucher, im vorliegenden Fall zum hydraulischen Regler 8 führende Leitung 9 frei und verbindet sie über die Aussparung 15 und die Bohrung 16 mit dem Pumpenraum 12 (Abb. 3). Die Förderung der Pumpe in die I@eitung 9 beginnt im Augenblick des Abschlusses der Einspritzleitung q. durch die Steuerkante 3 (Abb. q.) und ist beendet, sobald der Pumpenkolben seine innere Totlage erreicht hat. Da die Leitung 9 dann den einzigen Abfluß des Pumpenraumes bildet, so kann der Druck, unter dem der Brennstoff dein Regler 8 zufließt, z. B. durch entsprechende Bemessung der Reglerdrossel 17 beliebig hoch bemessen werden. In der Leitung 9 kann erforderlichenfalls ein Rückschlagventil 2o vorgesehen sein. Bei einem hydraulischen Regler als Druckmittelverbraucher ist das Ventil 2o nicht unbedingt erforderlich, da erfahrungsgemäß die beim Ausschieben aus der Leitung 9 auftretenden dynamischen Druckstöße für das ordnungsgemäße Arbeiten des Reglers 8 ausreichen.The suction bore is in the piston position shown in Fig. I 2 and the injection line q. with the pump chamber 12 in connection, which thereby the suction hole with fresh, from a fuel pump, not shown pumped brake fluid is filled. When the pump piston goes up, the Suction hole 2 closed. The fuel displaced in the process flows into the suction hole return. Injection begins as soon as the suction hole is closed (Fig. 2) Via the injection line, which is then connected to the pump chamber alone q .. The injection is ended as soon as the inclined overflow control edge5 the relief bore 6 releases. The pressure in the injection line and in the pump chamber i2 relaxes - then via the recess 13 of the pump piston i into the overflow line 1q .. Shortly after opening the relief bore, the control edge 7 gives the pressure medium consumer, In the present case, line 9 leading to hydraulic regulator 8 is free and connects it via the recess 15 and the bore 16 with the pump chamber 12 (Fig. 3). the Funding of the pump in the line 9 begins at the moment of completion of the Injection line q. through the control edge 3 (Fig. q.) and is ended as soon as the Pump piston has reached its inner dead center. Since the line 9 then the only one Outflow of the pump chamber forms, so the pressure under which the fuel is your Regulator 8 flows, z. B. by appropriate dimensioning of the regulator throttle 17 arbitrarily high. If necessary, a check valve can be installed in the line 9 2o be provided. In the case of a hydraulic regulator, it is the pressure medium consumer the valve 2o not absolutely necessary, since experience has shown that when pushing out from the line 9 occurring dynamic pressure surges for proper work of controller 8 are sufficient.

Der Regler 8 hat die Aufgabe, die Drehzahl der Maschine zu regeln. Er arbeitet wie folgt: Die am Ende jeder Einspritzung vom Pumpenkolben i in die Leitung 9 ausgeschobenen Brennstoff teilmengen verschieben den Reglerkolben entgegen der Kraft der Reglerfeder i i nach rechts, während letztere in den Zeitspannen zwischen dem Ausströmen der Teilmengen. den Reglerkolben wieder nach links zu verschieben sucht. Diese Linksverschiebung erfolgt jedoch nur so schnell, als es der Querschnitt der Reglerdrossel 17 zuläßt. Bei steigender Maschinendrehzahl steigt auch die sekundlich in die Leitung 9 ausgeschobene Brennstoffmenge. Gleichzeitig wird die Zeit zwischen den einzelnen in die Leitung 9 austretenden Teilmengen kürzer. In dieser kümeren Zeit vermag der R.eglerkolben nicht wieder in seine linke, vor der Drehzahlsteigerung eingenommene Ausgangsstellung zurückkehren, weil die Spannung der Reglerfeder nicht ausreicht, die in den Arbeitsraum des Reglers eingetretene Brennstoffteilmenge in der kurzen Zeit bis zum Eintreten der nächsten Brennstofftellmenge durch die Reglerdrossel 17 zu quetschen. Der Reglerkolben wird deshalb durch die nächste Teilmenge weiter nach rechts geschoben als vorher. Dadurch wird die Reglerfeder stärker gespannt und der Brennstoff vor dem Reglerkolben unter entsprechend stärkeren Druck gesetzt, so daß die sekundlich aus der Drossel austretende Brennstoffmenge vergrößert wird. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, bis die Spannung der Reglerfeder ausreicht, die soeben in den Arbeitsraum des Reglers ausgetretene Teilmenge in der kürzeren Zeitspanne bis zur nächsten TeilmengenausstrÖmung durch die Reglerdrossel zu quetschen. Der Reglerkolben vollführt dabei im Rhythmus der Teilausströmungen eine Hinundherbewegung, deren Schwingungsmittelpunkt sich nach rechts verlagert. Es erfolgt somit über das Zahnstangengetriebe io eine Verdrehung des Reglerkolbens i im Gegenzeigersinn. Diese Drehung hat zur Folge, daß die schräge Überströmsteuerkante 5 die Überströmbohrung 14 früher freigibt, wodurch die zur Einspritzung gelangende Brennstoffmenge verkleinert wird.The controller 8 has the task of regulating the speed of the machine. It works as follows: The one at the end of each injection from the pump piston i into the Line 9 ejected partial amounts of fuel move the regulator piston in the opposite direction the force of the regulator spring i i to the right, while the latter in the time spans between the outflow of the subsets. move the regulator piston to the left again seeks. However, this shift to the left is only as fast as the cross-section the regulator throttle 17 allows. As the machine speed rises, the also rises every second Amount of fuel pushed out into line 9. At the same time the time between the individual subsets exiting into the line 9 are shorter. In this kümeren The control piston cannot move back into its left-hand position before the speed increase return to the original position, because the tension of the regulator spring is not is sufficient, the partial amount of fuel that has entered the working area of the regulator in the short time until the next amount of fuel arrives through the regulator throttle 17 to squeeze. The regulator piston therefore continues through the next subset shifted to the right than before. This makes the governor spring stronger tensioned and the fuel in front of the regulator piston under correspondingly higher pressure set so that the amount of fuel emerging from the throttle every second increases will. This game repeats itself until the tension of the regulator spring is sufficient, the partial amount that has just leaked into the working area of the controller is the shorter To squeeze the time until the next partial flow outflow through the regulator throttle. The regulator piston moves to and fro in the rhythm of the partial outflows, whose center of oscillation shifts to the right. It is therefore done via the Rack and pinion gear io a counter-clockwise rotation of the regulator piston i. These Rotation has the consequence that the inclined overflow control edge 5, the overflow hole 14 releases earlier, which reduces the amount of fuel that is injected will.

Die Steuerkanten 3 und 7 können als ebene Steuerkanten in solcher Höhe am Pumpenkolben i angeordnet sein, daß die Förderung in die Leitung 9 immer in der kurz nach Beendigung der Vollasteinspritzung eintretenden Pumpenkolbenstellung beginnt. Die Förderung in die Leitung 9 ist dann nur von der Drehzahl der Maschine abhängig. Die hierbei pro Hub geförderte Menge kann durch beliebige Bemessung des Pumpenkolbenhubes den Anforderungen des Druckmittelverbrauchers angepaßt werden.The control edges 3 and 7 can be used as flat control edges in such Height at the pump piston i be arranged so that the delivery into the line 9 is always in the pump piston position which occurs shortly after the end of the full-load injection begins. The promotion in the line 9 is then only dependent on the speed of the machine addicted. The amount conveyed per stroke can be determined by any dimensioning of the Pump piston stroke can be adapted to the requirements of the pressure medium consumer.

Eine wesentlich bessere Ausnutzung der Einspritzpumpe für die Druckflüssigkeitsbereitstellung ergibt sich, wenn die die Einspritzleitung 4 und die die Leitung 9 steuernden Kanten 4, 7, wie in der Zeichnung dargestellt, dieselbe Schräge aufweisen, wie die die Einspritzung beendende Übe@rströmsteuerkante 5. Dadurch wird erreicht, daß die Förderung in die Leitung 9 unabhängig von der durch den Regler 8 bestimmten Mengenlage des Pumpenkolbens immer kurz nach Beendigung der Einspritzung beginnt, so daß auch die zwecks Mengenregelung von der Einspritzpumpe zurückgeförderte Brennstoffmenge dem Druckmittelverbraucher a.ls Druckflüssigkeit zugeführt wird. Allerdings ist hiermit die Druckflüssigkeitsmenge außer von der Drehzahl auch von der Belastung der Maschine abhängig. Diese Abhängigkeit ist jedoch für einen Flüssigkeitsregler als Druckflüssigkeitsverbraucher sehr günstig, da bei steigender Drehzahl entsprechend einer Entlastung der Maschine die Druckflüssigkeitsmenge nicht nur infolge der steigenden Drehzahl, sondern zusätzlich infolge der steigenden Überströmmenge vergrößert wird, so daß der Regler einen kleinen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist.A much better utilization of the injection pump for the supply of hydraulic fluid results when the edges controlling the injection line 4 and the line 9 4, 7, as shown in the drawing, have the same slope as that Injection terminating overflow control edge 5. This ensures that the delivery into the line 9 regardless of the amount of the determined by the controller 8 The pump piston always begins shortly after the injection has ended, so that the for the purpose of regulating the amount of fuel returned by the injection pump Pressure medium consumer a.as pressure fluid is supplied. However, hereby is the amount of hydraulic fluid depends not only on the speed but also on the load on the machine addicted. However, this dependency is for a fluid regulator as a pressure fluid consumer very favorable, as the machine is relieved as the speed increases the amount of hydraulic fluid not only due to the increasing speed, but also as a result is increased due to the increasing overflow, so that the controller a small Has degree of nonuniformity.

Wenn der vom Druckmittelverbraucher geförderte Druck den Einspritzdruck nicht übersteigt, kann ihm auch die vor dem Abschließen der Saugbohrung 2 aus dem Pumpenraum 12 verdrängte Brennstoffmenge zugeführt werden. Zu diesem Zweck braucht lediglich in der Ansaugleitung ein Rückschlagventil 18 vorgesehen und die Ansaugleitung hinter dem Rückschlagventil durch eine Bohrung i9 mit der zum Druckmittelverbraucher führenden Druckleitung 9 verbunden zu sein, wie in Abb. i strichpunktiert dargestellt ist.When the pressure delivered by the pressure medium consumer exceeds the injection pressure does not exceed, it can also before closing the suction hole 2 from the Pump chamber 12 displaced amount of fuel are supplied. To this end needs a check valve 18 and the suction line are only provided in the suction line behind the check valve through a bore i9 with the one to the pressure medium consumer leading pressure line 9 to be connected, as shown in Fig. i in phantom is.

An Stelle des hydraulischen Reglers können auch andere Druckmittelverbraucher an die Leitung 9 angeschlossen werden. So kann z. B. eine hydraulisch betriebene Kraftstofförderpumpe oder ein den Kraftstoff fördernder Injektor mit der aus der Leitung 9 austretenden Druckflüssigkeit betrieben werden. Die Druckflüssigkeit kann auch in einem Speicher gespeichert werden, um für hydraulische Steuerantriebe der Maschine verwendet zu werden.Instead of the hydraulic regulator, other pressure medium consumers can also be used can be connected to line 9. So z. B. a hydraulically operated Fuel feed pump or an injector that feeds the fuel with the one from the Line 9 exiting hydraulic fluid are operated. The hydraulic fluid can can also be stored in a memory in order for hydraulic control drives of the Machine to be used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fuel injection pump for injection internal combustion engines with control of the injection end and the pressure relief of the injection line by control edges on the pump piston, in which part of the fuel delivered by the fuel pump and not used for the injection becomes a pressure fluid consumer, e.g. B., is pushed out to a fluid regulator, characterized in that the pump piston, after the injection line (4) has been depressurized into a low-pressure space in order to terminate the injection, shuts off the pump working space (i2) from the injection line and connects to a pressure fluid consumer ( Fluid regulator 8, hydraulically driven feed pump, pressure medium accumulator, etc.) connecting line (9) through which the part of the fuel delivered by the fuel pump and not used for injection is pushed out under any high pressure. z. Fuel injection pump according to Claim i, characterized in that the control edges (3, 7) controlling the injection bore (4) and the discharge bore (9) have the same slope as the overflow control edge (5). 3. Fuel injection pump according to claims i and 2, characterized in that a Rückscblagventil (i8) is provided in the suction hole (2) and the suction hole behind the check valve is connected to the line (9) leading to the pressure medium consumer, so that the pressure fluid consumer the amount of fuel displaced from the pump chamber (i2) before the suction bore is closed is also supplied as hydraulic fluid. Cited publications: German patent specifications No. 586 928, 621 886, 704 26 1 , 7 16 865.