NO168725B

NO168725B - FUEL INJECTION PUMP FOR DIESEL SLIPPING PUMP COMBUSTION MACHINES.

Info

Publication number: NO168725B
Application number: NO881890A
Authority: NO
Inventors: Hans Scherrer
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1991-12-16
Also published as: FI880655A0; DE3862056D1; FI96535C; CH672005A5; DK164827C; NO881890L; ES2022482B3; NO881890D0; NO168725C; EP0288669A1; DK134188D0; DK164827B; DK134188A; JPS63272959A; FI96535B; FI880655A; EP0288669B1

Description

Oppfinnelsen angår en innsprøytingspumpe for brennstoff for dieselstempelforbrenningsmask.iner, med minst ett i en sylinder opp og ned bevegelig pumpestempel hvis mantelflate har i forhold til lengdeaksen skrått forløpende styrekanter som med i sylinderen anordnede hull bestemmer start og avslutning av brennstoffinnsprøytingen, og med en innretning som dreier pumpestemplet om sin lengdeakse og omfatter en reguleringsstang som er opplagret utenfor sylinderen, som kan beveges frem og tilbake og som samvirker med pumpestemplet. The invention relates to an injection pump for fuel for diesel piston combustion machines, with at least one in a cylinder moving up and down pump piston whose mantle surface has guide edges running obliquely in relation to the longitudinal axis which, with holes arranged in the cylinder, determine the start and end of the fuel injection, and with a device which rotates the pump piston about its longitudinal axis and comprises a control rod which is stored outside the cylinder, which can be moved back and forth and which cooperates with the pump piston.

Ved en kjent innsprøytingspumpe av denne type (DE 1 910 170) omgir innstillingshylsen pumpestemplet konsentrisk og er dreiefast forbundet med pumpestemplet via en i et spor ført glidekile. Innstillingshylsen har ytre fortanning som griper inn i en tannstang på reguleringsstangen. Dreieanordningen som består av reguleringsstang og innstillingshylse tjener å endre den brennstoffmengde som skal sprøytes inn i maskinens arbeidssylinder i avhengighet av maskinens belastning, idet de skråstilte styrekanters stilling endres i forhold til hullene i sylinderen ved dreiningen, slik at pumpestemplets innsprøytingsstart og/eller avslutning forskyves. In the case of a known injection pump of this type (DE 1 910 170), the setting sleeve surrounds the pump piston concentrically and is rotatably connected to the pump piston via a sliding wedge guided in a groove. The adjustment sleeve has external serrations that engage a rack on the adjustment rod. The turning device, which consists of a control rod and setting sleeve, serves to change the amount of fuel to be injected into the machine's working cylinder depending on the machine's load, as the position of the inclined guide edges changes in relation to the holes in the cylinder during the turning, so that the injection start and/or end of the pump piston is shifted.

Størrelsen av pumpestemplets dreieområde er begrenset og ca. 60°, avhengig av pumpekonstruksjonen. De skrå styrekanters forløp i pumpestemplets mantelflate strekker seg altså over et område på 60°. Ved utbretting av mantelflaten fremkommer således på en tegning et relativt steilt forløp for de skrå styrekanter. Et slikt steilt forløp medfører en ugunstig reproduserbarhet av den innsprøytede brennstoffmengde, dvs. at det fremkommer et forholdsvis stort avvik for pumpestemplets arbeidsslag og dermed den innsprøytede mengde, sett fra reguleringsstangens posisjon. Slike avvik er eksempelvis betinget av summen av unøyaktigheter i overføringsveien fra den regulator som aktiverer reguleringsstangen, til pumpens stempel (klaringer, toleranser, monterings-unøyaktigheter osv.). Jo steilere styrekantenes forløp er, jo større er stempelslagets avvik. Ytterligere ulemper med det steile forløp av styrekantene fremkommer ved avslutningen av innsprøytingsfasen, idet stempelslaget er relativt stort, noe som er nødvendig for fullstendig å åpne overstrømshullet i sylinderen med den tilhørende styrekant. Dette betyr at innsprøytingen ikke avsluttes hurtig, men kontinuerlig, noe som medfører dårlig forbrenning av brennstoffet. Innsprøytingspumper av den innledningsvis nevnte type benyttes i tillegg for konstante innsprøytingsoppstartinger. En forskyvning fremover av innsprøy-tingens begynnelse før tenningens øvre toppunkt, kan i praksis ikke realiseres på grunn av det steile forløpet av styrekantene. The size of the pump piston's turning area is limited and approx. 60°, depending on the pump design. The course of the inclined guide edges in the pump piston's mantle surface therefore extends over an area of 60°. When the mantle surface is unfolded, a relatively steep course for the inclined guide edges appears on a drawing. Such a steep progression results in an unfavorable reproducibility of the injected fuel quantity, i.e. that there is a relatively large deviation for the working stroke of the pump piston and thus the injected quantity, seen from the position of the control rod. Such deviations are, for example, conditioned by the sum of inaccuracies in the transmission path from the regulator that activates the control rod to the pump's piston (clearances, tolerances, assembly inaccuracies, etc.). The steeper the course of the guide edges, the greater the deviation of the piston stroke. Further disadvantages with the steep course of the guide edges appear at the end of the injection phase, as the piston stroke is relatively large, which is necessary to completely open the overflow hole in the cylinder with the associated guide edge. This means that the injection does not end quickly, but continuously, which results in poor combustion of the fuel. Injection pumps of the type mentioned at the outset are also used for constant injection start-ups. A forward shift of the beginning of the injection before the upper peak of the ignition cannot be realized in practice due to the steep course of the control edges.

Det er oppfinnelsens oppgave å forbedre innsprøytings-pumpen av den innledningsvis nevnte type slik at de ulemper unngås som er betinget av styrekantenes steile forløp. It is the task of the invention to improve the injection pump of the type mentioned at the outset so that the disadvantages caused by the steep course of the guide edges are avoided.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at innretningen har en mellom reguleringsstangen og pumpestemplet anordnet innstillingshylse som eksentrisk omgir pumpestemplet og har en indre fortanning, og hvor innstillingshylsen med sin indre fortanning griper inn i en på pumpestemplet anordnet ytre fortanning, idet innstillingshylsen er leddforbundet med reguleringsstangen. Ved den eksentriske plassering av innstillingshylsen med indre fortanning og anordningen av en dertil passende ytre fortanning på pumpestemplet, omsettes innstillingshylsens dreiebeveg.else til en større dreiebevegelse for pumpestemplet, idet det hermed kan oppnås tilnærmet en fordobling av pumpestemplets hittil benyttede dreieområde, dvs. tilnærmet 120°. Denne forstørrelse av pumpestemplets dreiebevegelse oppnås med en rettlinjet innstilling av reguleringsstangen som forblir like stor som ved innsprøytingspumper av den innledningsvis nevnte type. Pumpestemplets større dreieområde tillater at de skrå styrekanter kan strekke seg over en tilsvarende større omkrets av pumpestemplets mantelflate, sett som avvikling på en tegning, noe som gir styrekantene en vesentlig mindre stigning enn hittil. På denne måte nedsettes i betydelig grad de beskrevne ulemper med styrekantenes steile forløp ved kjente innsprøytingspumper. Stempelslagets avvik- på grunngav unøyaktigheter i overførings-veien er således vesentlig mindre, innsprøytingsfasen avsluttes hurtigere da også stempelslaget blir mindre for fullstendig åpning av overstrømshullet med den tilhørende styrekant. Sluttelig er det også mulig med den nye innsprøytingspumpe, å foreta en variabel oppstarting>dvs. å forskyve innsprøytingens begynnelse før tenningens øvre toppunkt. US 3 498 229 beskriver en hydraulisk pumpe som ikke tjener som innsprøytings- pumpe for brennstoff til en stempelforbrenningsmotor av diesel-typen. Den kjente pumpe omfatter en innstillingsring med indre fortanning, som omgir fem på en sirkellinje anordnede pumpestempler og som med sin indre fortanning griper inn i en ytre fortanning på hvert stempel. Innstillingsringen betjenes med en med innstillingsringen leddforbundet reguleringsstang. Denne anordning tjener til samtidig og i like stor grad å innstille de fem pumpestempler som mater et felles trykkrom slik at pumpens pumpemengde kan endres. Mellom ringens indre fortanning og stemplets ytre fortanning foreligger intet omsetningsforhold som medfører en forstørrelse av stemplets dreievinkel i forhold til reguleringsstangens innstilling. Den kjente anordning er således ikke egnet til å løse den oppgave som ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse. This task is solved according to the invention in that the device has an adjustment sleeve arranged between the regulating rod and the pump piston which eccentrically surrounds the pump piston and has an internal serration, and where the adjustment sleeve with its internal serration engages with an outer serration arranged on the pump piston, the adjustment sleeve being articulated with the regulation rod. By the eccentric placement of the setting sleeve with internal serrations and the arrangement of a corresponding external serration on the pump piston, the turning movement of the setting sleeve is converted into a larger turning movement for the pump piston, as this can be achieved by approximately doubling the turning range of the pump piston used so far, i.e. approximately 120 °. This enlargement of the turning movement of the pump piston is achieved with a rectilinear setting of the control rod which remains as large as with injection pumps of the type mentioned at the outset. The pump piston's greater turning area allows the inclined guide edges to extend over a correspondingly larger circumference of the pump piston's mantle surface, seen as winding in a drawing, which gives the guide edges a significantly smaller rise than previously. In this way, the described disadvantages with the steep course of the guide edges in known injection pumps are reduced to a considerable extent. The deviation of the piston stroke - due to inaccuracies in the transmission path - is thus significantly smaller, the injection phase ends faster as the piston stroke also becomes smaller for complete opening of the overflow hole with the associated guide edge. Finally, it is also possible with the new injection pump to carry out a variable start-up>i.e. to shift the beginning of the injection before the upper peak of the ignition. US 3 498 229 describes a hydraulic pump which does not serve as an injection pump for fuel for a piston combustion engine of the diesel type. The known pump comprises a setting ring with internal serrations, which surrounds five pump pistons arranged on a circular line and which, with its internal serrations, engages with an outer serration on each piston. The setting ring is operated with a control rod articulated with the setting ring. This device serves to simultaneously and to the same extent adjust the five pump pistons that feed a common pressure chamber so that the pump's pumping quantity can be changed. Between the inner toothing of the ring and the outer toothing of the piston, there is no turnover ratio which results in an increase in the rotation angle of the piston in relation to the setting of the control rod. The known device is thus not suitable for solving the task underlying the present invention.

En utførelse av oppfinnelsen beskrives i det etterfølgende i sammenheng med tegningen hvor fig. 1 viser et aksialsnitt gjennon en innsprøytingspumpe for brennstoff, som er montert i motorhuset, fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom pumpen langs A-B og C-D på fig. 1 og fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom en del av pumpen i fortanningens område. An embodiment of the invention is described below in connection with the drawing where fig. 1 shows an axial section through an injection pump for fuel, which is mounted in the engine housing, fig. 2 shows a cross-section through the pump along A-B and C-D in fig. 1 and fig. 3 shows a cross section through part of the pump in the area of the teeth.

Ifølge fig. 1 er en pumpesylinder 2 anordnet i et pumpehus 1 og festet til pumpehuset med et deksel 3. I pumpesylinderen 2 er et pumpestempel 4 ført bevegelig opp og ned og har på sin mantelflate, nær stemplets øvre ende styrekanter 5 som forløper på skrå i forhold til stemplets lengdeakse. Disse styrekanter samvirker på kjent måte med to på fig. 1 ikke viste radiale boringer i pumpesylinderens 2 vegg, hvormed start og avslutning for pumpesylinderens 4 brennstoff over f ør ing bestemmes. Det brennstoff som skal sprøytes inn, tilføres via en på fig. 1 likeledes ikke vist tilførselsledning, til et ringrom 6 mellom pumpehuset 1 og pumpesylinderen 2, hvorfra det trenger inn i rommet 7 via den forannevnte boring som bestemmer overføringens start. Via en sentral boring 8 i dekslet 3 trenger den brennstoffmengde som skal sprøytes i løpet av pumpestemplets 4 transport-slag, inn til den ikke viste innsprøytingsventil i dieselmotorens sylinderlokk. According to fig. 1, a pump cylinder 2 is arranged in a pump housing 1 and attached to the pump housing with a cover 3. In the pump cylinder 2, a pump piston 4 is guided movably up and down and has on its mantle surface, near the upper end of the piston, guide edges 5 which extend obliquely in relation to longitudinal axis of the piston. These guide edges cooperate in a known manner with two in fig. 1 not shown radial bores in the pump cylinder 2 wall, with which the start and end of the pump cylinder 4 fuel delivery is determined. The fuel to be injected is supplied via a in fig. 1 supply line, likewise not shown, to an annular space 6 between the pump housing 1 and the pump cylinder 2, from where it penetrates into the space 7 via the aforementioned bore which determines the start of the transmission. Via a central bore 8 in the cover 3, the amount of fuel to be injected during the transport stroke of the pump piston 4 penetrates to the not shown injection valve in the diesel engine's cylinder head.

Pumpestemplet 4 har på sin nedre ende som rager ut av pumpesylinderen 2, en flens 9 hvormed den ligger an mot en støter 10 som er ført aksialt bevegelig i pumpehuset 1. En kappe 11 griper over flensen 9 og omgir likeledes en del av støteren 10 mot hvilken en trykkfjærs 12 nedre ende støttes. Trykkfjærens 12 øvre ende støttes mot en fjærtallerken 13 som er festet i pumpehuset 1. Ved hjelp av trykkfjæren 12 sikres et permanent anlegg av flensen 9 mot støteren 10. Ved støterens 10 nedre ende er i denne en rull 14 opplagret dreibart og ruller mot en kam 15 på en kamaksel som driver pumpestemplet 4 i dieselmotorens takt. The pump piston 4 has on its lower end, which protrudes from the pump cylinder 2, a flange 9 with which it rests against a pusher 10 which is moved axially in the pump housing 1. A cover 11 grips over the flange 9 and likewise surrounds a part of the pusher 10 towards which a compression spring 12 lower end is supported. The upper end of the pressure spring 12 is supported against a spring plate 13 which is fixed in the pump housing 1. With the help of the pressure spring 12, a permanent contact of the flange 9 against the pusher 10 is ensured. At the lower end of the pusher 10, a roller 14 is mounted rotatably and rolls against a cam 15 on a camshaft that drives the pump piston 4 in sync with the diesel engine.

Pumpesylinderens 2 nedre ende omgis av en hylse 16 som på sin nedre ende som rager ut av pumpesylinderen, har to aksiale, diametralt overfor hverandre liggende slisser idet en radial arm 17 på pumpestemplet 4 rager inn i hver sliss. Slissenes aksiale lengde er minst så stor som pumpestemplets 4 maksimale slaglengde. På denne måte oppnås en dreiefast forbindelse mellom stemplet 4 og hylsen 16 som glir dreibart på sylinderen 2. Hylsen har i området over slissene en ytre fortanning 18 som står i inngrep med en indre fortanning 19 anordnet på en eksentrisk til hylsen 16 og dermed til pumpestemplet 4 anordnet innstillingshylse 20. Innstillingshylsen 20 er dreibart opplagret om sin dreieakse 21 (fig. 3) i pumpehuset 1 og har på sin ytre omkrets en radialt utad ragende anleggsplate 22. På anleggsplaten 22 er en nedad ragende medbringerstift 23 festet, slik det fremgår av fig. 1 og som rager inn i en gaffeldel 24, festet innstillbart på en på tvers av pumpestemplet 4 frem og tilbake bevegelig reguleringsstang 25. Ved bevegelse av reguleringsstangen 25 med størrelsen "s" (fig. 2), kan således innstillingshylsen 20 stilles en vinkel på ca. 60° via gaffel-delen 24 og medbringerstif ten 23, slik det fremgår av den stiplede gaffeldel 24 og medbringerstift 23 på fig. 2. I den på fig. 2 øverst stiplede stilling ligger anleggsplatens 22 sidebegrensningsflate 22' (fig. 3) an mot en anleggsskrue 26 som er anordnet på pumpehuset 1. Anleggsskruen 26 kan innstilles ved hjelp av en innstillingsmutter 27. En tilsvarende anordning av anleggskruen og innstillingsmutteren foreligger på den motsatte side av innstillingshylsens 20 dreieområde og samvirker med anleggsplatens 22 begrensningsflate 22". Avstandens "s" størrelse og dermed størrelsen av flatens 22 dreieområde begrenses ved at huset 1 ikke kan svekkes ytterligere i det nevnte område. Med hjelp av den indre fortanning 19 og den ytre fortanning 18 omsettes innstillingshylsens 20 dreiebevegelse i en større innstillingsbevegelse av hylsen 16 og dermed pumpestemplet 4. Størrelsen av hylsens 16 dreiebevegelse er avhengig av størrelsen på eksentrisiteten "e" (fig. 3) mellom pumpestemplets lengdeakse og innstillingshylsens 20 akse 21. Det kan maksimalt oppnås et dreieområde på omtrent 120° for hylsen 16, hhv. pumptestemplet 4. The lower end of the pump cylinder 2 is surrounded by a sleeve 16 which, on its lower end protruding from the pump cylinder, has two axial, diametrically opposite slots, with a radial arm 17 on the pump piston 4 projecting into each slot. The axial length of the slits is at least as great as the pump piston's 4 maximum stroke length. In this way, a rotatable connection is achieved between the piston 4 and the sleeve 16, which slides rotatably on the cylinder 2. The sleeve has, in the area above the slots, an outer serration 18 which engages with an inner serration 19 arranged on an eccentric to the sleeve 16 and thus to the pump piston 4 arranged setting sleeve 20. The setting sleeve 20 is rotatably supported about its axis of rotation 21 (fig. 3) in the pump housing 1 and has on its outer circumference a radially outwardly projecting abutment plate 22. On the abutment plate 22 a downwardly projecting driver pin 23 is attached, as can be seen from fig. 1 and which projects into a fork part 24, attached adjustably to a regulating rod 25 that can be moved back and forth across the pump piston 4. By moving the regulating rod 25 with the size "s" (fig. 2), the adjusting sleeve 20 can thus be set at an angle of about. 60° via the fork part 24 and the driver pin 23, as can be seen from the dashed fork part 24 and driver pin 23 in fig. 2. In the one in fig. 2, in the top dashed position, the side limiting surface 22' of the mounting plate 22 (Fig. 3) lies against a mounting screw 26 which is arranged on the pump housing 1. The mounting screw 26 can be adjusted by means of an adjusting nut 27. A corresponding arrangement of the mounting screw and adjusting nut is available on the opposite side of the adjustment sleeve 20's turning area and cooperates with the mounting plate 22's limiting surface 22". The size of the distance "s" and thus the size of the turning area of the surface 22 is limited by the fact that the housing 1 cannot be weakened further in the said area. With the help of the inner serrations 19 and the outer serrations 18, the turning movement of the setting sleeve 20 is translated into a larger setting movement of the sleeve 16 and thus the pump piston 4. The size of the turning movement of the sleeve 16 depends on the size of the eccentricity "e" (fig. 3) between the longitudinal axis of the pump piston and the setting sleeve 20's axis 21. A maximum can be achieved rotation range of approximately 120° for sleeve 16, respectively pump test piston 4.

Slik det fremgår av fig. 1 er innsprøytingspumpens nedre halvdel ført inn i et motorhus 30 i hvilket også kamakselen er opplagret. Vesentlig for innsprøytingspumpen er at anslags-platens 22 ytre begrensning ligger innenfor diameteren av den øvre boring 31 i motorhuset som mottar pumpehuset 1, slik at innsprøytingspumpen uten videre kan bygges inn og ut. Hver arbeidssylinder i dieselmotoren har en innsprøytingspumpe anordnet på den beskrevne måte i motorhuset og har en på den felles kamaksel anordnet kam tilsvarende kammen 15. Også reguleringsstangen 25 er felles for alle arbeidssylindre og har for hver innsprøytingspumpe en gaffeldel 24. Ved innstilling av gaffeldelene 24 i forhold til reguleringsstangen og innstilling av anslagsskruene 26, kan de brennstoffmengder som skal sprøytes inn i arbeidssylindrene gjøres like store. As can be seen from fig. 1, the injection pump's lower half is led into an engine housing 30 in which the camshaft is also stored. It is essential for the injection pump that the outer limit of the stop plate 22 lies within the diameter of the upper bore 31 in the engine housing which receives the pump housing 1, so that the injection pump can be built in and out without further ado. Each working cylinder in the diesel engine has an injection pump arranged in the described manner in the engine housing and has a cam corresponding to the cam 15 arranged on the common camshaft. The control rod 25 is also common to all working cylinders and has for each injection pump a fork part 24. When setting the fork parts 24 in relative to the regulating rod and setting of the stop screws 26, the quantities of fuel to be injected into the working cylinders can be made equally large.

Som en modifikasjon av den beskrevne utførelse er det også mulig å utelate hylsen 16 og anordne den ytre fortanning direkte på pumpestemplet 4. I et slikt tilfelle måtte den ytre fortanning utformes lengre i aksial retning slik at den forblir i inngrep med innstillingshylsens 20 indre fortanning 19 når pumpestemplet beveges opp og ned. As a modification of the described embodiment, it is also possible to omit the sleeve 16 and arrange the outer toothing directly on the pump piston 4. In such a case, the outer toothing had to be designed longer in the axial direction so that it remains in engagement with the inner toothing 19 of the setting sleeve 20 when the pump piston is moved up and down.

Claims

1. Fuel injection pump for diesel piston internal combustion engines, with at least one in a cylinder (2) up and down movable pump piston (4) whose mantle surface has guide edges (5) running at an angle in relation to the longitudinal axis which with holes arranged in the cylinder (2) determine the pump piston (4) injection start and injection termination, and where a setting sleeve (20) surrounding the pump piston (4) is arranged to turn the pump piston about its longitudinal axis and cooperates with a regulating rod (25) stored outside the cylinder (2) which can be moved in a straight line, CHARACTERIZED BY that the setting sleeve (20) surrounds the pump piston (4) eccentrically and includes an inner serration (19) which engages an outer serration (18) arranged on the pump piston (4), and that the setting sleeve (20) is articulated with the regulating rod (25), to increase the rotation range of the pump piston.

2. Pump according to claim 1, with a pump housing (1) which receives the cylinder (2) and which with its lower end surrounds a pusher (10) which transmits the upward and downward movement of the pump piston (4) and which is introduced into a motor housing with a camshaft drive, CHARACTERIZED IN THAT the connection point between the adjustment sleeve (20) and the adjustment rod (25) is located within the outline of the pump housing (1) in the engine housing.

3. Pump according to claim 2, CHARACTERIZED IN THAT the setting sleeve (20) has a stop plate (22) on its outside which, with its two laterally facing end surfaces (22', 22'), cooperates with a stop (26) arranged on the pump housing (1) which limits the turning range of the setting sleeve (20).

4. Pump according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT the stops (26) on the pump housing (1) can be adjusted.

5. Pump according to claim 3, CHARACTERIZED IN THAT a driver pin (23) is attached to the stop plate (22) and projects into a fork part (24) which is attached adjustably to the control rod (25).

6. Pump according to claims 1-5, CHARACTERIZED IN THAT the pump piston (4) is connected to an axially fixed coupling sleeve (16) which is rotatably supported on the cylinder (2) and which on its outside has the outer toothing (18).