Brennstoffeinspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, insbesondere Freikolbenmaschinen
Die Erfindung betrifft eine vom Kompressionsdruck im Arbeitszylinder einer Brennkraftmaschine,
insbesondere Freikolbenmaschine, angetriebene Brennstoffeinspritzpumpe, deren Fördermenge
in Abhängigkeit von einem von der Brennkraftmaschine erzeugten Gegendruck selbständig
regelbar ist.Fuel injection pumps for internal combustion engines, in particular free-piston engines
The invention relates to a compression pressure in the working cylinder of an internal combustion engine,
in particular free piston machine, driven fuel injection pump, their delivery rate
independently as a function of a counter pressure generated by the internal combustion engine
is adjustable.
Bei einer bekannten Pumpe dieser Art wird die Fördermenge dadurch
geregelt, daß ein Regelkolben, welcher vom Gegendruck selbst oder einem vom Gegendruck
abhängigen Servodruck beaufschlagt ist, die Regelstange der Einspritzpumpe verstellt,
die mit der üblichen Schrägkantensteuerung des Pumpenkolbens versehen ist. Diese
Schrägkantensteuerung stellt jedoch - ebenso wie die zur übertragung der Regelbewegung
erforderlichen Gestängeteile - einen beträchtlichen Herstellungsaufwand dar.In a known pump of this type, the delivery rate is thereby
regulated that a control piston, which from the back pressure itself or one of the back pressure
dependent servo pressure is applied, the control rack of the injection pump is adjusted,
which is provided with the usual bevel control of the pump piston. These
However, bevel edge control provides - as well as that for the transmission of the control movement
required rod parts - represent a considerable manufacturing effort.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile; sie besteht darin, daß der
Einspritzpumpenkolben außer der Angriffsfläche für den Kompressionsdruck eine zusätzliche
Fläche aufweist, welche mittelbar oder unmittelbar mit dem Gegendruck in dem Sinn
beaufschlagt ist, daß der Hub des Einspritzpumpenkolbens mit zunehmendem Gegendruck
verkürzt wird.The invention overcomes these disadvantages; it consists in the fact that the
Injection pump pistons, apart from the application surface for the compression pressure, have an additional one
Has surface which is directly or indirectly related to the counter pressure in the sense
is acted upon that the stroke of the injection pump piston with increasing back pressure
is shortened.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der
Zeichnung beschrieben: Mit ihrem Gewinde 1 ist die Einspritzvorrichtung in den Brennraum
einer Brennkraftmaschine eingeschraubt und hat einen Brennstoffzuleitungsanschluß
2, einen Leckbrennstoffanschluß 3 und einen Gasleitungsanschluß 4, dessen Zweck
später erläutert wird.An embodiment of the invention is described below with reference to the
Drawing described: With its thread 1, the injection device is in the combustion chamber
an internal combustion engine and has a fuel supply connection
2, a leak fuel connection 3 and a gas line connection 4, the purpose of which
will be explained later.
Die äußeren Teile der Einspritzvorrichtung sind: Das Gehäuse 5, die
Leckbrennstoffaufnahme 6 und der Pumpenzylinder 7. Diese drei Teile sind konzentrisch
ineinandergeschraubt. Das Gehäuse 5 nimmt den Arbeitskolben 8 auf. Dieser ist in
Richtung der Längsachse verschiebbar mit geringem Spiel (dichtend) in das Gehäuse
eingepaßt, und zwar mit einem kleineren und einem größeren Kolbenquerschnitt. Die
Fläche des kleineren Kolbenquerschnitts ist bei eingebauter Einspritzvorrichtung
von unten dem Druck im Brennraum, die größere (Kreisringfläche) dem Druck in dem
Gasraum 9 ausgesetzt. Eine Feder 10, welche mit ihrem unteren Ende auf dem Arbeitskolben
8 und mit ihrem oberen an einer Federspannschraube 11, die in dem Innengewinde des
Gehäuses 1 durch Drehen höhenverstellbar ist, abgestützt ist, kann gespannt werden,
so daß der Arbeitskolben 8 bei Ausschluß anderer Kräfte als der Federkraft in seine
unterste Lage gedrückt wird. In den Arbeitskolben 8 ist der Pumpenkolben 12 starr
und dicht sitzend eingebaut (z. B. eingeschrumpft). Der Pumpenkolben 12 ist durch
die Hubverstellschraube 13 sowie durch die Leckbrennstoffaufnahme 6 bis in den Pumpenzylinder
7 geführt und in letzteren »saugend« eingepaßt. Die Hubverstellschraube 13 wie auch
die Federspannmutter 11 sind durch zwei einander gegenüberliegend in das Gehäuse
5 eingearbeitete und von außen zugängliche Fenster 14 durch Drehen höhenverstellbar,
so daß die Hubverstellschraube 13 als verstellbare Hubbegrenzung für den Pumpenkolben
12 dient. Die Federspannschraube 11 und die Hubverstellschraube 13 sind durch je
eine Sicherung (nicht gezeichnet) von außen gegen Selbstverstellen gesichert. Der
Pumpenzylinder 7 ist mit einem nach innen öffnenden, durch eine schwache Feder belasteten
Zuflußventil 15 versehen. Eine zentrische Bohrung 16 durch den Pumpenkolben 12 führt
in den Federraum 17 des Einspritzventils 18 innerhalb des Arbeitskolbens B. Das
Einspritzventil 18 schließt durch Vorspannung seiner Feder den Arbeitskolben 8 gegen
den Brennraum der Brennkraftmaschine ab. Das Gehäuse 5 kann mit einer Einrichtung
zur Kühlung der Einspritzvorrichtung durch Gas oder Flüssigkeit versehen werden,
so daß deren Funktion durch Temperatureinwirkung von Seiten der Brennkraftmaschine
nicht beeinträchtigt wird.The outer parts of the injector are: The housing 5, the
Leak fuel receptacle 6 and the pump cylinder 7. These three parts are concentric
screwed into each other. The housing 5 receives the working piston 8. This is in
Slidable in the direction of the longitudinal axis with little play (sealing) in the housing
fitted, with a smaller and a larger piston cross-section. the
The area of the smaller piston cross-section is when the injector is installed
from below the pressure in the combustion chamber, the larger (circular ring area) the pressure in the
Gas space 9 exposed. A spring 10, which with its lower end on the working piston
8 and with its upper on a spring tensioning screw 11, which is in the internal thread of the
Housing 1 is height adjustable by turning, is supported, can be clamped,
so that the working piston 8 with the exclusion of forces other than the spring force in his
bottom layer is pressed. In the working piston 8, the pump piston 12 is rigid
and installed tightly (e.g. shrunk). The pump piston 12 is through
the stroke adjustment screw 13 and through the leak fuel receptacle 6 into the pump cylinder
7 and fitted into the latter "sucking". The stroke adjustment screw 13 as well
the spring tensioning nut 11 are through two opposite each other in the housing
5 built-in and externally accessible windows 14 adjustable in height by turning,
so that the stroke adjustment screw 13 as an adjustable stroke limiter for the pump piston
12 serves. The spring tensioning screw 11 and the stroke adjusting screw 13 are each through
a fuse (not shown) secured against self-adjustment from the outside. Of the
Pump cylinder 7 is loaded with an inwardly opening, by a weak spring
Inflow valve 15 is provided. A central bore 16 leads through the pump piston 12
in the spring chamber 17 of the injection valve 18 within the working piston B. The
Injection valve 18 closes the working piston 8 by preloading its spring
the combustion chamber of the internal combustion engine. The housing 5 can with a device
be provided for cooling the injection device by gas or liquid,
so that their function is due to the effect of temperature on the part of the internal combustion engine
is not affected.
Die Arbeitsweise der Einspritzvorrichtung ist folgende: Mit steigendem
Brennraumdruck werden die Kolben 8 und 12 von diesem belastet. Der im Pumpenzylinder
7 eingeschlossene Brennstoff wird unter Druck gesetzt und entweicht durch das Einspritzventil
18 in den Brennraum, wenn der Druck des Brennstoffes den Wert erreicht hat, der
ausreicht, das Einspritzventil zu öffnen. Durch das Ausweichen
des
Brennstoffes ist dem Pumpenkolben 12 die Möglichkeit gegeben, den vom Brennstoff
im Pumpenzylinder 3 freigegebenen Raum einzunehmen, so daß sich die Kolben
8 und 12 bewegen, bis sie an der Hubverstellschraube 13 anschlagen.
Da der Brennraumdruck konstant geblieben, wahrscheinlich sogar noch angestiegen
ist, hat der Pumpenkolben 12 das ganze dem eingestellten Hub entsprechende Volumen
einnehmen können, und das entsprechende Brennstoffvolumen wurde eingespritzt. Die
Vorspannkraft der Feder 10 hat sich während des von den Kolben ausgeführten Hubes
praktisch nicht vergrößert, da die Größe des Hubes und damit der Federweg gering
sind im Verhältnis zu dem Federweg, der zur Erzeugung der Vorspannkraft nötig war.
Nach Ausführung des Hubes und nach Absinken des Brennraumdruckes nach erfolgter
oder noch während der Expansion bewegt die Vorspannkraft der Feder 10 die Kolben
8 und 12 in ihre Ausgangsstellung zurück, wobei der dadurch im Pumpenzylinder 7
entstandene Unterdruck das Zuflußventil 15 öffnet und der Brennstoff für den folgenden
Hub nachfließen kann. Damit wurde von der Einspritzvorrichtung ein Arbeitstakt ausgeführt.The mode of operation of the injection device is as follows: As the combustion chamber pressure rises, the pistons 8 and 12 are loaded by the latter. The fuel enclosed in the pump cylinder 7 is pressurized and escapes through the injection valve 18 into the combustion chamber when the pressure of the fuel has reached the value that is sufficient to open the injection valve. By evading the fuel, the pump piston 12 is given the opportunity to occupy the space released by the fuel in the pump cylinder 3, so that the pistons 8 and 12 move until they strike the stroke adjustment screw 13. Since the combustion chamber pressure remained constant, probably even increased, the pump piston 12 was able to occupy the entire volume corresponding to the set stroke, and the corresponding fuel volume was injected. The pretensioning force of the spring 10 has practically not increased during the stroke performed by the piston, since the size of the stroke and thus the spring travel are small in relation to the spring travel which was necessary to generate the pretensioning force. After completion of the stroke and after the combustion chamber pressure has dropped after the expansion has taken place or still during the expansion, the preloading force of the spring 10 moves the pistons 8 and 12 back to their starting position, the negative pressure thus created in the pump cylinder 7 opening the inflow valve 15 and the fuel for the next Hub can flow. A work cycle was thus carried out by the injection device.
Wird bei Gegendruckmaschinen, z. B. Freikolbenmaschinen, dieser Gegendruck
durch den Gasleitungsanschluß 4 in dem Gasraum 9 wirksam gemacht, dann entsteht
durch die Wirkung des Gegendrucks auf die Kreisringfläche des Arbeitskolbens 8 eine
Kraft, die der Vorspannkraft der Feder 10 entgegenwirkt. Der Arbeitskolben 8 und
damit der Pumpenkolben 12 können somit je nach Größe des Gegendruckes verschieden
hoch in der Schwebe gehalten werden, so daß eine Hubbegrenzung von unten entsteht.
Mit größerem Gegendruck werden die Kolben 8 und 12 in größerem Abstand, bei kleinerem
Gegendruck in kleinerem Abstand von ihrem unteren Anschlag von diesem Gegendruck
in ihrer Zurückbewegung angehalten, so daß auch das nachfließende, beim nächsten
Hub einzuspritzende Brennstoffvolumen größer oder kleiner wird. Damit übernimmt
die Einspritzvorrichtung bei Gegendruckmaschinen die Funktion der Regelung, da mit
steigendem Gegendruck weniger Brennstoff eingespritzt, der Brennstoffmaschine also
weniger Energie zugeführt wird und mit absinkendem Gegendruck die Einspritzmenge,
also die Energiezufuhr, ansteigt bis zum Maximum des Gegendrucks, bei dem die Maschine
ihre Bewegung gerade noch aufrechterhält. Ohne Rücksicht auf den Gegendruck einer
Brennkraftmaschine kann der Gasraum 9 zur Steuerung der Einspritzpumpe verwendet
werden, wobei das steuernde Medium auch eine Flüssigkeit sein kann.Is used in counter-pressure machines, z. B. Free piston machines, this counter pressure
made effective by the gas line connection 4 in the gas space 9, then arises
by the action of the counter pressure on the circular ring surface of the working piston 8 a
Force that counteracts the pretensioning force of the spring 10. The working piston 8 and
so that the pump piston 12 can thus be different depending on the size of the back pressure
be held high in suspension, so that a stroke limitation is created from below.
With a larger counterpressure, the pistons 8 and 12 are at a greater distance, with a smaller one
Counter pressure at a smaller distance from its lower stop from this counter pressure
stopped in their return movement, so that also the flowing in, with the next
Stroke to be injected fuel volume is larger or smaller. So that takes over
the injection device in counter-pressure machines the function of the control, as with
As the back pressure increases, less fuel is injected, i.e. the fuel engine
less energy is supplied and, with decreasing back pressure, the injection quantity,
So the energy supply increases to the maximum of the counter pressure at which the machine
just keeps moving. Regardless of the back pressure of a
Internal combustion engine, the gas chamber 9 can be used to control the injection pump
The controlling medium can also be a liquid.