SE455627B

SE455627B - PUMP ELEMENT AT A FUEL INJECTION PUMP

Info

Publication number: SE455627B
Application number: SE8700189A
Authority: SE
Inventors: B Gadefelt
Original assignee: Saab Scania Ab
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1988-07-25
Also published as: SE8700189D0; WO1988005498A1

Description

15 20 25 30 35 .4ss 621, Föreliggande uppfinning har till uppgift att skapa ett arrangemang som företrädesvis vid relativt låga motorvarvtal på ett enkelt och relativt billigt sätt minskar tändförseningen utan att uppvisa nämnda nackdelar hos kända anordningar. The object of the present invention is to create an arrangement which, preferably at relatively low engine speeds, reduces the ignition delay in a simple and relatively inexpensive manner without exhibiting the said disadvantages of known devices.

I detta syfte utmärkes uppfinningen av att det i cylinderns vägg anordnade hålet utgör en förbindelse mellan pumputrymmet och en till en bränsletank ansluten bränsleuppsamlingskanal, så att en begränsad mängd bränsle kan utströmma från pumputrymmet för att fördröja alstringen av bränsletrycket i pumputryrnnet.To this end, the invention is characterized in that the hole arranged in the wall of the cylinder forms a connection between the pump space and a fuel collection channel connected to a fuel tank, so that a limited amount of fuel can flow out of the pump space to delay the generation of fuel pressure in the pump cavity.

Under kolvens uppåtgående rörelse i cylindern pressas, företrädesvis vid relativt låga motorvarvtal, en liten bränslernängd ut genom hålet. Därmed erhålles en relativt långsam uppbyggnad av bränsleinsprutningstrycket i utrymmet ovanför kolven vilket medverkar till att bränsleinsprutningen till motorns cylindrar senarelägges och att tändförseningen minskar. Vid höga motorvarvtal uppnås ingen nämnvärd minskning av tändförseningen eftersom bränslet ej hinner pressas ut genom hålet på grund av kolvens hastighet i cylindern.During the upward movement of the piston in the cylinder, preferably at relatively low engine speeds, a small amount of fuel is forced out through the hole. This results in a relatively slow build-up of the fuel injection pressure in the space above the piston, which contributes to the fuel injection to the engine cylinders being delayed and the ignition delay being reduced. At high engine speeds, no significant reduction in ignition delay is achieved because the fuel does not have time to be forced out of the hole due to the speed of the piston in the cylinder.

Genom att utforma hålet på olika sätt är det möjligt att variera nøängden utpressat bränsle. Med en fördelaktig utföringsform är det således möjligt att på ett relativt enkelt och billigt sätt erhålla lägre förbränningsbuller och en optimal avgassaxmnansättning. Övriga uppfinningen utwnärkande särdrag framgår av efterföljande patentkrav och nedanstående beskrivning av en uppfinningen exemplifierande utföringsform. Beskrivningen utföres under hänvisning till bifogade ritningar, av vilka Figur 1 visar en delvi s snittad perspektivvy av ett uppfinningsenligt pumpelement för en bränsleinsprutningspump under ett initialskede av ett insprutningsförlopp, och Figur 2 visar en motsvarande detaljvy av pumpelementet under ett slutskede av insprutningsförloppet. f: MI 10 15 20 25 30 35 455 62.7 I figur l visas ett pumpelerrent 1 scm tillsammans med ett flertal likartade pumpelexnent ingår i en konventionell och därför ej närmare beskriven bränsleinsprutningspump 8 för en förbränningsmotor, närmare bestämt en direktinsprutad dieselmotor .By designing the hole in different ways, it is possible to vary the amount of squeezed fuel. With an advantageous embodiment, it is thus possible to obtain in a relatively simple and inexpensive manner lower combustion noise and an optimal exhaust gas composition. Other features of the invention appear from the appended claims and the following description of an exemplary embodiment of the invention. The description is made with reference to the accompanying drawings, of which Figure 1 shows a partially sectioned perspective view of a pump element according to the invention for a fuel injection pump during an initial stage of an injection process, and Figure 2 shows a corresponding detail view of the pump element during a final stage of the injection process. f: MI 10 15 20 25 30 35 455 62.7 Figure 1 shows a pump cleaner 1 scm together with a plurality of similar pump excipients included in a conventional and therefore not further described fuel injection pump 8 for an internal combustion engine, more specifically a direct-injected diesel engine.

Punzpelexnentet 1 består av en pumpcylinder 2 och en däri axiellt förskjutbart lagrad pumpkolv 3, som under inverkan av en tryckfjäder (ej visad) påverkas av en nedåtriktad kraft som trycker pumpkolven 3 till anliggning mot en kamaxel 4. Därigenom styrs pumpkolven 3 axiellt av kamaxeln 4, vars roterande rörelse ástadkommes av motorns transmission och i beroende av motorns varvtal (ej visat) .The punch valve 1 consists of a pump cylinder 2 and a pump piston 3 axially displaceably mounted therein, which under the action of a compression spring (not shown) is actuated by a downward force which pushes the pump piston 3 into abutment against a camshaft 4. Thereby the pump piston 3 is axially controlled by the camshaft 4 , whose rotational motion is effected by the transmission of the engine and in dependence on the engine speed (not shown).

Pumpkolven 3 är på känt sätt även vridbar med hjälp av en axiellt förskjutbar reglerstàng 5, san är anordnad pâverkas rörelse av en motorvarvtalsberoende regulator 6 och av ett motorns belastning avkännande organ 7. Nämnda regulator 6 och avkännande organ 7 är i figur 1 enbart schematiskt visade.The pump piston 3 is also rotatable in a known manner by means of an axially displaceable control rod 5, which is arranged to be affected by movement of an engine speed-dependent regulator 6 and by a motor load sensing means 7. Said regulator 6 and sensing means 7 are only schematically shown in figure 1. .

Pumpkolven 3 samverkar med tvà i pumpcylindern 2 upptagna tílloppshàl 10,11 för införsel av bränsle från en ej visad bränsletank via tvà-bränslekanaler 22,23 utformade i bränsleinsprutningspmnpen 8 till ett utryrrme 12 ovanför pumpkolven 3.The pump piston 3 cooperates with two inlet holes 10,11 accommodated in the pump cylinder 2 for introducing fuel from a fuel tank (not shown) via two fuel channels 22,23 formed in the fuel injection pump 8 to an outlet space 12 above the pump piston 3.

Utrymmet 12 kommunicerar via ett radiel lt hål 14 i pumpcylinderns 2 vägg med en bränsleuppsamlingskanal 13 utformad i bränsleinsprutningspurnpen 8. Hålet 14 har en väsentligen cirkulär tvärsnittsfonn. Bränsleuppsarnlingskanalen 13 stár i förbindelse med fordonets bränsletank. r I figurerna l och 2 visas att pumpkolven 3 är försedd med en bågformad reglerkant 19 som utgör övre avgränsning av ett ringformat utrymne 20 vid pumpkolvens 3 mantelyta. Nämnda utrymme 20 är via- ett axiellt spår 21 i pumpkolvens 3 rnantelyta förbundet med utrynnxet 12 ovanför pumpkolven 3. 10 15 20 25 30 35 455 627 I figur l visas en tryckventil 24, som är anordnad på pmnpeleïnentets 1 ovansida. Tryckventilen 24 består av ett ventílhus 25, i vilket en ventilkolv 26 trycks mot ett ventilsäte 27 med hjälp av en tryckfjäder 28. Till tryckventilen 24 är anslutet ett tryckrör 31, som förbinder bränsleinsprutningspumpen 8 med en bränsleinsprutare anordnad att inspruta bränsle i motorns förbränningsrmnn (ej visat).The space 12 communicates via a radial light hole 14 in the wall of the pump cylinder 2 with a fuel collection channel 13 formed in the fuel injection spur 8. The hole 14 has a substantially circular cross-sectional shape. The fuel storage duct 13 communicates with the vehicle's fuel tank. Figures 1 and 2 show that the pump piston 3 is provided with an arcuate control edge 19 which forms the upper delimitation of an annular space 20 at the circumferential surface of the pump piston 3. Said space 20 is connected via an axial groove 21 in the rim surface of the pump piston 3 to the outlet 12 above the pump piston 3. Figure 15 shows a pressure valve 24, which is arranged on the upper side of the pump piston 1. The pressure valve 24 consists of a valve housing 25, in which a valve piston 26 is pressed against a valve seat 27 by means of a pressure spring 28. A pressure pipe 31 is connected to the pressure valve 24, which connects the fuel injection pump 8 to a fuel injector arranged to inject fuel into the engine shown).

Under ett initialskede av ett bränsleinsprutningsförlopp är tilloppshålen 10,11 frilagda, vilket visas i figur l. Bränsle kan därvid strïmra i enlighet med pilarnas riktning i figuren 1 och fylla utrymmet 12 ovanför pumpkolven 3 och utrymrnet 20 vid grnpkolvens 3 mantelyta. När pumpkolven 3 under sin uppåtgàende rörelse nått ett läge där en övre kant 33 av kolven 3 passerat båda tilloppshålen 10,11, uppstår genom en fortsatt uppàtgående rörelse en kcxnpression av det i utrymmet 12 inneslutna bränslet. I enlighet med föreliggande uppfinning kommer dock under denna kompression en liten del av det ilutrynmet 12 inneslutna bränslet att pressas ut genom hålet 14 i pumpcylinderns 2 vägg. Därigenom erhålles under kompressionen en relativt långsam uppbyggnad av bränsletrycket i utryxmxet 12. När ett förutbestämt öppningstryck uppnåtts i utrymmet 12 öppnar ventilkolven 26 under motverkan av t-Jryckfjädern 28 och bränsle under högt tryck matas vidare genom tryckröret 31 för insprutning i motorns förbränningsrum.During an initial stage of a fuel injection process, the inlet holes 10,11 are exposed, as shown in Figure 1. Fuel can then flow in accordance with the direction of the arrows in Figure 1 and fill the space 12 above the pump piston 3 and the space 20 at the casing surface of the pit piston 3. When the pump piston 3 during its upward movement has reached a position where an upper edge 33 of the piston 3 has passed both inlet holes 10,11, a continued upward movement creates a compression of the fuel enclosed in the space 12. In accordance with the present invention, however, during this compression, a small portion of the fuel enclosed in the ilutryn 12 will be forced out through the hole 14 in the wall of the pump cylinder 2. Thereby, during the compression, a relatively slow build-up of the fuel pressure in the exhaust chamber 12 is obtained. When a predetermined opening pressure is reached in the space 12, the valve piston 26 opens under the counter-pressure spring 28 and fuel under high pressure is fed through the pressure pipe 31 for injection into the engine combustion chamber.

Under pumpkolvens 3 fortsatta uppåtgående rörelse passerar reglerkanten 19 tilloppshålet 10. Därvid förbindes utrymmet 12 via det axiella spåret 21 i pumpkolven 3 med tilloppshålet 10. Denna förbindelse markeras i figur 2 med en pil. Förbindelsen medför att bränsletrycket sjunker och att ventilkolven 26 trycks till tätande anliggning mot ventílsätet 27 av fjädern 28, varigenom insprutningen av bränsle avbrytes.During the continued upward movement of the pump piston 3, the control edge 19 passes the inlet hole 10. The space 12 is then connected via the axial groove 21 in the pump piston 3 to the inlet hole 10. This connection is marked in figure 2 with an arrow. The connection causes the fuel pressure to drop and the valve piston 26 to be pressed into a sealing abutment against the valve seat 27 by the spring 28, whereby the injection of fuel is interrupted.

Det inses att avståndet a mellan pumpkolvens 3 övre kant 33 och reglerkanten 19 bestänmer den mängd bränsle som pumpen 8 avgiver.It will be appreciated that the distance a between the upper edge 33 of the pump piston 3 and the control edge 19 determines the amount of fuel which the pump 8 emits.

Genom att vrida pumpkolven 3 till olika lägen erhålles olika stora bränslernängder, eftersom reglerkanten 19 då intager olika lägen i förhållande till pumpcylinderns 2 inloppshàl 10,11. fa 10 15 20 25 455 627 När pumpkolven 3 passerat sitt övre dödpunkts läge och under inverkan av tryckfjädern (ej visad) rör sig nedåt i cylindern 2, uppstàr ett undertryck i utrymmet 12 ovanför pumpkolven 3. När bränslets tilloppshál l0,ll frilägges från pumpkolvens 3 övre kant 33 sugs på grund av detta undertryck bränsle in genom hålen l0,ll och fyller på nytt utrymmet 12 ovanför pumpkolven 3 och utrymmet 20 vid plmxpkolvens mantelyta. Bränsleinsprutningsförloppet upprepas därefter på tidigare beskrivet sätt.By turning the pump piston 3 to different positions, different amounts of fuel are obtained, since the control edge 19 then assumes different positions in relation to the inlet hole 10,11 of the pump cylinder 2. fa 15 15 20 25 455 627 When the pump piston 3 has passed its upper dead center position and under the influence of the compression spring (not shown) moves downwards in the cylinder 2, a negative pressure arises in the space 12 above the pump piston 3. When the fuel inlet hole 10, 11 is exposed from the pump piston Due to this negative pressure, the upper edge 33 is sucked into fuel through the holes 10, 11 and refills the space 12 above the pump piston 3 and the space 20 at the outer surface of the pump piston. The fuel injection process is then repeated in the manner previously described.

I enlighet med uppfinningen komner vid pumpkolvens 3 uppàtgående rörelse i cylindern 2 en liten bränslesnängd att pressas ut genom hålet 14. Därmed erhålles en relativt långsam uppbyggnad av bränsleinsprutningstrycket i utrymrnet 12 ovanför pumpkolven 3, vilket medför att det tar längre tid innan det förutbestämda öppningstrycket uppnås. Detta medför i sin tur att bränsleinsprutningen senarelägges och som följd härav även att tändförseningen minskar .In accordance with the invention, with the upward movement of the pump piston 3 in the cylinder 2, a small amount of fuel is forced out through the hole 14. A relatively slow build-up of the fuel injection pressure in the space 12 above the pump piston 3 is obtained, which takes longer before the predetermined opening pressure is reached. . This in turn means that the fuel injection is delayed and as a result also that the ignition delay is reduced.

Genom att utforma hålet 14 på olika sätt, både vad avser dess placering i cylindern 2 och dess tvärsnittsform, är det möjligt att variera mängden därigenom utpressat bränsle. Med en fördelaktig utföringsform är det således möjligt att på ett relativt enkelt och billigt sätt erhålla lägre förbränningsbuller och en förbättrad avga ssantransättning .By designing the hole 14 in different ways, both in terms of its location in the cylinder 2 and its cross-sectional shape, it is possible to vary the amount of fuel thereby squeezed out. With an advantageous embodiment, it is thus possible to obtain in a relatively simple and inexpensive manner lower combustion noise and an improved exhaust gas composition.

Uppfinningen är ej begränsad till den beskrivna utföringsformen utan kan inom ramen för efterföljande patentkrav modifieras i ett flertal alternativa utföringsformer .The invention is not limited to the described embodiment but can be modified within the scope of the appended claims in a number of alternative embodiments.

Claims

A pump element at a fuel injection pump (8) for an internal combustion engine comprising a cylinder (2) and a piston (3) housed therein, which delimits a varying pump cavity (12) in the cylinder (2). and which perform axial pump movements in the cylinder (2), wherein in the wall of the cylinder (2) there is arranged at least one inlet hole (10, 11), which during a part of the pump movement of the piston (3) is exposed from the piston (3) so that fuel can enter in the pump chamber (12) and wherein the cylinder (2) at its one end is formed with an outlet (31) through which fuel can be pumped out from the pump chamber (12) under pressure, a through hole (14) being arranged in the wall of the cylinder (2). ) which opens between the inlet holes (10, 11) and the outlet (31) in the pump nozzle (12), characterized in that the hole (14) forms a connection between the pump nozzle (12) and a fuel collection channel (13) connected to a fuel tank. , so that a limited amount of fuel can flow out of the pump drive (12) to delay the generation of the fuel pressure in the pump compartment (12).

Arrangement according to claim 1, characterized in that the hole (14) passes through the wall of the cylinder (2) in a substantially radial direction.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the hole (14) has a substantially circular cross-section.