DE1165346B - Fuel injection pump with a pump piston that can be rotated about its axis and act as a distributor - Google Patents

Description

Brennstoffeinspritzpumpe mit um seine Achse verdrehbarern, als Verteiler wirkenden Pumpenkolben Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzpumpe, bei welcher mehrere, in die Seitenwandung des Pumpenzylinders mündende Förderleitungen nacheinander mit der Arbeitskammer der Pumpe durch eine Längsnut in Verbindung gesetzt werden, die in der Seitenwand des um seine Achse drehbaren Pumpenkolbens angebracht ist und während der ganzen Arbeitsdauer der Förderperiode eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer und jeweils einer der Förderleitungen herstellt.Fuel injection pump with rotatable around its axis, as a distributor acting pump piston The invention relates to a fuel injection pump, in which several delivery lines opening into the side wall of the pump cylinder successively connected to the working chamber of the pump through a longitudinal groove are mounted in the side wall of the pump piston which is rotatable about its axis is and during the entire working period of the funding period a connection between the working chamber and one of the delivery lines each.

Derartige Brennstoffeinspritzpumpen sind an sich bekannt. Es ist bei einer solchen Pumpe auch schon bekannt, die Mündungen der Förderleitungen in dem Pumpenzylinder an einer solchen Stelle anzubringen, daß der Kolben in seiner äußeren Totpunktsstellung die Mündungen aller dieser Förderleitungen um einen gewissen Betrag freilegt und auf diese Weise die in den Pumpenzylinder mündenden Förderleitungsabschnitte miteinander in Verbindung bringt, so daß zwischen diesen Förderleitungen ein Druckausgleich stattfindet. Bei dieser bekannten Pumpe geschieht der Abschluß der Mündung der Einlaßleitung im ersten Teil der axialen Förderbewegung des Kolbens, und zwar ist der Querschnitt der Mündung der Einlaßleitung zu Beginn der Förderbewegung des Kolbens vollkommen offen und ist auch noch teilweise offen, wenn der Kolben die Mündungen der Förderleitungen mit Ausnahme derjenigen, durch die die Förderung stattfinden soll, abgeschlossen hat.Such fuel injection pumps are known per se. It is at such a pump already known, the mouths of the delivery lines in the Mount the pump cylinder in such a position that the piston is in its outer position Dead center position the mouths of all these delivery lines by a certain amount uncovered and in this way the delivery line sections opening into the pump cylinder brings in connection with each other, so that a pressure equalization between these delivery lines takes place. In this known pump, the mouth of the inlet line is closed in the first part of the axial conveying movement of the piston, namely the cross-section the mouth of the inlet line at the beginning of the delivery movement of the piston completely open and is also still partially open when the piston reaches the mouths of the delivery lines with the exception of those through whom the funding is to take place Has.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß die Abschließung der Einlaßöffnung des Pumpenzylinders durch die Axialbewegung des Kolbens den Nachteil mit sich bringt, daß eine solche Schließung der Einlaßöffnung einen Einfuß auf die Fördercharakteristik der Pumpe hat. Hierbei wird nämlich immer ein Teil des in dem Pumpenzylinder befindlichen Brennstoffs durch die Einlaßöffnung wieder aus dem Zylinder teerausgedrängt. Die Menge des so aus dem Zylinder wieder zurückgedrängten Brennstoffs ist jedoch in wesentlichem Maße von der Antriebsgeschwindigkeit der Pumpe abhängig. Denn die Einlaßöffnung, zumal wenn sie kurz vor ihrem völligen Abschluß steht, hat eine Stauwirkung auf die Brennstoff-Flüssigkeit, und diese Stauwirkung ist um so größer, je größer die Antriebsgeschwindigkeit des Pumpenkolbens ist. Bei geringen Geschwindigkeiten wird daher verhältnismäßig mehr Brennstoff aus dem Pumpenzylinder wieder teerausgedrängt als bei hohen Antriebsgeschwindigkeiten des Pumpenkolbens, ohne daß hierfür ein genau definierbares Gesetz besteht.It is a known fact that the closure of the inlet port of the pump cylinder has the disadvantage due to the axial movement of the piston, that such a closure of the inlet opening has an impact on the delivery characteristics the pump has. In this case, a part of that is always located in the pump cylinder Fuel is forced out of the cylinder again through the inlet port. the However, the amount of fuel that is pushed back out of the cylinder is in depends to a large extent on the drive speed of the pump. Because the inlet port especially when it is about to be completed, has a damming effect the fuel-liquid, and this damming effect is the greater, the greater the Drive speed of the pump piston. At low speeds it will therefore relatively more fuel expelled from the pump cylinder again tar than at high drive speeds of the pump piston, without this being a there is a precisely definable law.

Um die Vorteile der vorstehend genannten Pumpe ohne die bisher mit ihr verbundenen Nachteile zu verwirklichen, erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung in an sich bekannter Weise die Schließung der Mündung der Einlaßleitung in @ den Pumpenzylinder vor Beginn der axialen Bewegung des Pumpenkolbens in Richtung auf seinen inneren (oberen) Totpunkt durch eine Drehbewegung des Kolbens um seine Achse, und ist ferner die axiale Länge, um die der Kolben in seiner äußeren (unteren) Totpunktslage die Mündung der Förderleitungen axial freilegt, so gering, daß keine Einspritzung durch die von diesen Förderleitungen gespeisten Eihspritzdüsen während desjenigen Teils der Axialbewegung des Kolbens in Richtung auf seinen inneren (oberen) Totpunkt erfolgt, welcher erforderlich ist, damit der Kolben die . Mündungen der Förderleitungen verschließt, mit Ausnahme derjenigen, durch welche die von der Pumpe geförderte Brennstoffmenge der mit Brennstoff zu versorgenden Einspritzdüse zugeführt wird.To take advantage of the aforementioned pump without having to previously Realizing their associated disadvantages is accomplished in accordance with the present invention in a manner known per se, the closure of the mouth of the inlet line in @ the Pump cylinder before the start of the axial movement of the pump piston in the direction of its inner (top) dead center by rotating the piston around its axis, and is also the axial length by which the piston in its outer (lower) dead center position axially exposes the mouth of the delivery lines, so small that no injection by the spray nozzles fed by these conveying lines during that Part of the axial movement of the piston towards its inner (top) dead center takes place, which is necessary so that the piston the. Outlets of the delivery lines closes, with the exception of those through which the pumped Fuel amount is supplied to the fuel injector to be supplied.

In der Zeichnung zeigen F i .g. 1 bis 3 schematisch in einem Axialschnitt bzw. in. einem Querschnitt längs der Linie II-1I bzw. IH-r1I der F i g. 1 die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzpumpe.In the drawing, F i .g. 1 to 3 schematically in an axial section or in a cross section along the line II-1I or IH-r1I of FIG. 1 the essential Parts of a fuel injection pump according to the invention.

Die Pumpe weist einen Zylinder auf, welcher durch eine in einem Block 2 ausgearbeitete Bohrung 1 gebildet wird. In diesem Zylinder arbeitet ein Kolben 3, welcher durch nicht dargestellte Einrichtungen, z. B. einen Nocken, so angetrieben wird, daß er in diesem Zylinder Axialbewegungen zwischen einem äußeren oder unteren Totpunkt (in der Zeichnung dargestellte Stellung) und einen inneren oder oberen Totpunkt ausführt. Gleichzeitig wird der Kolben durch ebenfalls nicht dargestellte Einrichtungen um seine Achse in Umdrehung versetzt.The pump has a cylinder which is formed by a bore 1 machined in a block 2. In this cylinder, a piston 3 works, which by means not shown, for. B. a cam is driven so that it executes axial movements between an outer or bottom dead center (position shown in the drawing) and an inner or top dead center in this cylinder. At the same time, the piston is set in rotation about its axis by means also not shown.

In die Wand der Bohrung 1 münden eine Einlaßleitung 4 und mehrere, z. B. vier, Förderleitungen 5, in deren jeder ein Rückschlagventil 6 angeordnet ist. Die Zahl dieser Förderleitungen bestimmt die Drehzahl des Kolbens 3, welcher einen Verteiler für diese Förderleitungen bildet.In the wall of the bore 1 open an inlet line 4 and several, z. B. four, delivery lines 5, in each of which a check valve 6 is arranged. The number of these delivery lines determines the speed of the piston 3, which forms a distributor for these delivery lines.

Die Einlaßleitung 4 wird nicht durch die Axialbewegung des Kolbens 3 gesteuert, sondern. ebenfalls durch seine Drehung um seine Achse, so daß die Verbindung zwischen dieser Leitung und der Arbeitskammer der Pumpe jedesmal unterbrochen wird, bevor der Kolben 3 seinen Aufwärtshub (Förderhub) beginnt. Hierfür ist die Zahl der in der Seitenwand des Kolbens 3 angebrachten Nuten 7 gleich der Zahl der Förderleitungen 5. Diese Nuten stehen ständig mit dem Innern der durch den freien Raum der Bohrung 1 über dem Kolben 3 gebildeten Arbeitskammer der Pumpe über eine Nut 9, einen Querkanal 10 und einen Axialkanal 11 in Verbindung. Jede Nut 7 hat eine solche Länge und Breite, daß sie die Verbindung zwischen der Einlaßleitung 4 und der Arbeitskammer von dem Beginn des Abwärtshubes (Ansaughubes) des Kolbens 3 an herzustellen beginnt und diese Verbindung bis zu dem Augenblick aufrecht erhält, welcher dem Beginn des Aufwärtshubes (Förderhubes) des gleichen Kolbens unmittelbar vorausgeht, und an welchem diese Verbindung durch die Drehung des Kolbens 3 unterbrochen wird.The inlet line 4 is not controlled by the axial movement of the piston 3, but. also by its rotation about its axis, so that the connection between this line and the working chamber of the pump is interrupted each time before the piston 3 begins its upward stroke (delivery stroke). For this purpose, the number of grooves 7 made in the side wall of the piston 3 is equal to the number of delivery lines 5. These grooves are constantly connected to the interior of the working chamber of the pump formed by the free space of the bore 1 above the piston 3 via a groove 9, a Transverse channel 10 and an axial channel 11 in connection. Each groove 7 has such a length and width that it begins to establish the connection between the inlet line 4 and the working chamber from the beginning of the downward stroke (suction stroke) of the piston 3 and maintains this connection until the moment which the beginning of the upward stroke (Delivery stroke) of the same piston immediately precedes, and at which this connection is interrupted by the rotation of the piston 3.

Man erhält so für die Füllung der Arbeitskammer die größtmögliche Zeit, welche die jedesmalige vollständige Füllung dieses Raums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Förderhüben des Kolbens 3 gewährleistet.The greatest possible time is thus obtained for filling the working chamber, which ensures that this space is always completely filled between two successive delivery strokes of the piston 3.

Damit der Kolben 3 die Aufgabe eines Verteilers erfüllen kann, welcher während jedes Aufwärtshubes (Förderhubes) drei der vier Leitungen 5 schließt und die Verbindung zwischen der Arbeitskammer der Pumpe und nur einer Leitung 5 während seines Förderhubes herstellt, sind die Öffnungen, durch welche die Leitungen 5 in die Bohrung 1 münden, auf einer solchen Höhe angeordnet, daß sie der Kolben 3 wenigstens angenähert von Beginn seines Aufwärtshubes an geschlossen hält, mit Ausnahme einer, welche während dieses Hubes einer Längsnut 8 gegenüberliegt, welche sich von der Vorderseite des Kolbes aus über eine solche Länge erstreckt, und deren Breite gleichzeitig so bemessen ist, daß sie die Verbindung zwischen dieser Förderleitung und der Arbeitskammer während des ganzen Aufwärtshubes des Kolbens herstellt.So that the piston 3 can fulfill the task of a distributor, which closes three of the four lines 5 during each upward stroke (delivery stroke) and establishes the connection between the working chamber of the pump and only one line 5 during its delivery stroke, are the openings through which the lines 5 open into the bore 1, arranged at such a height that it keeps the piston 3 closed at least approximately from the beginning of its upward stroke, with the exception of one which is opposite a longitudinal groove 8 during this stroke, which extends from the front of the piston over extends such a length, and the width is at the same time dimensioned so that it establishes the connection between this delivery line and the working chamber during the entire upward stroke of the piston.

Um einen Ausgleich der Restdrücke in den Abschnitten der Leitungen 5 zwischen jeder Mündung und dem in jeder Leitung vorgesehenen Rückschlagventil 6 herzustellen, sind alle Öffnungen, durch welche die verschiedenen Förderleitungen 5 in die Wand der Bohrung 1 münden, auf einer solchen Höhe gegenüber der Höhe, auf welcher sich die Vorderseite des Kolbens 3 in dem Augenblick befindet, in welchem sich dieser an seinem äußeren Totpunkt (unteren Totpunkt) befindet, angeordnet, daß alle diese Öffnungen etwas freigelegt werden und so miteinander über die Arbeitskammer und zweckmäßig auch mit der Einlaßleitung 4 über eine der Nuten 7, die Nut 9 und die Kanäle 10, 11 in Verbindung treten können.In order to equalize the residual pressures in the sections of the lines 5 between each opening and the check valve 6 provided in each line, all openings through which the various delivery lines 5 open into the wall of the bore 1 are at such a height as compared to the height on which the front of the piston 3 is at the moment when it is at its outer dead center (bottom dead center), arranged that all these openings are slightly exposed and so with each other via the working chamber and expediently also with the inlet line 4 one of the grooves 7, the groove 9 and the channels 10, 11 can connect.

Bei den Leitungen 5, durch welche keine Brennstofförderung während eines bestimmten Förderhubes des Kolbens 3 stattfinden soll, d. h. für die Leitungen 5, welche nicht mit der Arbeitskammer über die Nut 8 in Verbindung gesetzt werden, muß die axiale Länge a dieser Freilegung an dem unteren Totpunkt des Kolbens 3 so klein sein, daß ihr VerscWuß durch den Kolben zu Beginn seines Aufwärtshubes stattfindet, bevor eine Einspritzung durch die an diese Leitungen angeschlossenen Einspritzdüsen erfolgen kann.For the lines 5 through which no fuel delivery should take place during a certain delivery stroke of the piston 3, ie for the lines 5 which are not connected to the working chamber via the groove 8, the axial length a of this exposure must be at the bottom dead center of the piston 3 must be so small that it becomes known through the piston at the beginning of its upward stroke before an injection can take place through the injection nozzles connected to these lines.

Die obige Ausbildung ist noch durch eine nicht dargestellte Vorrichtung zur Regelung der Förderleistung vervollständigt, welche z. B. eine Au§laßleitung 12 steuert. Diese Regelvorrichtung enthält ein bewegliches Regelglied, welches hydraulisch entgegen einer Rückholkraft während des Aufwärtshubes des Kolbens 3 angetrieben und während seines während des darauffolgenden Abw'ärtshubes des Kolbens 3 erfolgenden Rückgangs gebremst wird, so daß das Arbeiten dieser Vorrichtung auf der »Flüssigkeitsanschlag« genannten Erscheinung beruht; dieser hydraulische Antrieb des Regelgliedes erfolgt durch eine Stufe 3a des Kolbens 3, welche in einer Bohrung la arbeitet, deren Durchmesser größer als der der Bohrung 1 ist, wodurch eine Hilfspumpe entsteht. Diese Hilfspumpe wird mit Flüssigkeit durch eine Speiseleitung 13 gespeist und fördert diese Flüssigkeit durch eine Leitung 14 unter das Regelglied.The above training is completed by a device, not shown, for regulating the delivery rate, which z. B. an outlet line 12 controls. This regulating device contains a movable regulating member which is hydraulically driven against a return force during the upward stroke of the piston 3 and braked during its return during the subsequent downward stroke of the piston 3, so that the operation of this device is based on the phenomenon called "liquid stop"; this hydraulic drive of the regulating member takes place through a step 3a of the piston 3, which works in a bore la, the diameter of which is larger than that of the bore 1, whereby an auxiliary pump is created. This auxiliary pump is fed with liquid through a feed line 13 and conveys this liquid through a line 14 under the control element.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Brennstoffeinspritzpumpe, bei weicher mehrere in die Seitenwandung des Pumpenzylinders mündende Förderleitungen nacheinander mit der Arbeitskammer der Pumpe durch eine Längsnut in Verbindung gesetzt werden, welche in der Seitenwand des um seine Achse drehbaren Pumpenkolbens angebracht ist und während der ganzen Dauer der Förderperiode eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer und jeweils einer der Förderleitungen herstellt, und wobei der Kolben in seiner äußeren Totpunktstellung die Mündungen aller Förderleitungen in den Pumpenzylinder um einen gewissen Betrag freilegt und auf diese Weise die in den Pumpenzylinder mündenden Förderleitungsabschnitte miteinander in Verbindung bringt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n et, daß in an sich bekannter Weise die Schließung der Mündung der Einlaßleitung (4) in den Pumpenzylinder vor Beginn der axialen Bewegung des Pumpenkolbens (3) in Richtung auf seinen inneren (oberen) Totpunkt durch die Drehbewegung des Kolbens um seine Achse erfolgt, und die axiale Länge, um die der Kolben in seiner äußeren (unteren) Totpunktslage die Mündungen der Förderleitungen (5) axial freilegt, so gering ist, daß keine Einspritzung durch die von diesen Förderleitungen (5) gespeisten Einspritzdüsen während desjenigen Teils der Axialbewegung des Kolbens in Richtung auf seinen inneren (oberen) Totpunkt erfolgen kann, welcher erforderlich ist, damit der Kolben von neuem die Mündungen der Förderleitungen (5) verschließt, mit Ausnahme derjenigen, vor welcher sich die Längsnut (8) befindet. Claims: 1. Fuel injection pump, in which several delivery lines opening into the side wall of the pump cylinder are successively connected to the working chamber of the pump through a longitudinal groove which is made in the side wall of the pump piston which is rotatable about its axis and which has one for the entire duration of the delivery period Establishes connection between the working chamber and one of the delivery lines, and the piston in its outer dead center position exposes the mouths of all delivery lines in the pump cylinder by a certain amount and in this way brings the delivery line sections opening into the pump cylinder into connection with one another, dadurc hge -kennzeichn et that, in a known manner, the opening of the inlet line (4) in the pump cylinder is closed before the start of the axial movement of the pump piston (3) in the direction of its inner (upper) dead center by the rotation of the piston about its axis t, and the axial length by which the piston in its outer (lower) dead center position axially exposes the mouths of the delivery lines (5) is so small that no injection through the injection nozzles fed by these delivery lines (5) during that part of the axial movement of the piston can take place in the direction of its inner (upper) dead center, which is necessary so that the piston again closes the mouths of the delivery lines (5), with the exception of those in front of which the longitudinal groove (8) is located. 2. Einspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) in dem Augenblick, in welchem er die Mündungen der Förderleitungen (5) miteinander in Verbindung setzt, auch die Verbindung der Arbeitskammer des Pumpenzylinders mit der Einlaßleitung (4) des Pumpenzylinders herstellt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 847 376; britische Patentschrift Nr. 359 603.2. Injection pump according to claim 1, characterized in that the piston (3) at the moment in which it connects the mouths of the delivery lines (5) with each other, also the connection of the working chamber of the pump cylinder with the inlet line (4) of the pump cylinder manufactures. Documents considered: German Patent No. 847 376; British Patent No. 359 603.