DE2633671C2 - Fuel injection pump for air-compressing injection internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection pump for air-compressing injection internal combustion engines

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzpumpe für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injection pump for air-compressing injection internal combustion engines according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 12 53 952 ist eine Einspritzpumpe der vorerwähnten Art bekannt, bei der durch den Voreinspritzkolben zunächst eine kleine Kraftstoffmenge und dann nach kurzer zeitlicher Unterbrechung durch den Haupteinspritzkolben eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt wird. Der mit Abstand über dem Haupteinspritzkolben bei unterer Totpunktlage liegende Voreinspritzkolben ist mit einer Steuerkante versehen, die mit Erreichen einer Gegensteuerkante im Pumpengehäuseteil die Voreinspritzung augenblicklich beendet. Nach Austauchen der Steuerkante des Voreinspritzkoibens aus der Führungsbohrung und Absteuern der Kraftstoff-Zulauf- bzw. Überströmbohrung durch den Haupteinspritzkolben setzt nach einem zeitlichen Abstand die Haupteinspritzung ein. Eine derartige Steuerungsart führt zwar zu einem weichen und stabiltn Lauf der Brennkraftmaschine, sie ist aber nur für leistungsstarke Brennkraftmaschinen, insbesondere für Schiffsmotoren, geeignet, da diese insbesondere bei Vollast betrieben werden. Im Leerlauf- und Teillastbereich treten jedoch Unregelmäßigkeiten auf, da die Haupteinspritzung zum Teil oder schlimmstenfalls ganz ausfällt Es wird somit die Voreinspritzung voll, die Haupteinspritzung nur zu einem geringen Teil wirksam. Dazwischen liegt das Einspritzloch (Nullförderung). Gerade dieses Einspritzloch mit nachfolgender teilweiser Haupteinspritzung bewirkt den instabilen Lauf der Brennkraftmaschine im unteren Last- und Leerlaufbereich. From DE-PS 12 53 952 an injection pump of the aforementioned type is known, in which by the pre-injection piston first a small amount of fuel and then after a brief interruption by the Main injection piston a larger amount of fuel is injected. The one at a distance above the main injection piston The pre-injection piston located at bottom dead center is provided with a control edge that is marked with The pre-injection ends immediately when a counter-control edge is reached in the pump housing part. To Removing the control edge of the pre-injection nozzle from the guide hole and shutting off the fuel supply or overflow hole through the main injection piston sets after a time interval the main injection. Such a type of control leads to a smooth and stable run the internal combustion engine, but it is only suitable for powerful internal combustion engines, in particular for ship engines, since these are particularly suitable at full load operate. However, irregularities occur in the idle and part-load range because the main injection fails partially or in the worst case completely. The pilot injection, the main injection, thus becomes full effective only to a small extent. In between is the injection hole (zero delivery). Just this injection hole with subsequent partial main injection causes the unstable running of the Internal combustion engine in the lower load and idle range.

Eine Steuerung dieser Art ist jedoch für schnellaufende Brennkraftmaschinen, die häufigen Lastwechseln unterworfen sind, von Nachteil.A control of this kind is, however, for high-speed ones Internal combustion engines, which are subject to frequent load changes, are disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugninde, an einer für schnellaufende Btennkraftmaschinen vorgesehenen Einspritzpumpe durch einfache Maßnahmen zu erreichen, daß im Leerlauf- und im gesamten Lastbereich ein stabiler, ruhiger Lauf der Brennkraftmaschine sichergestellt istThe invention is zuninde the task of a To achieve the injection pump intended for high-speed electric engines through simple measures, that a stable, smooth running of the internal combustion engine is ensured in the idle and in the entire load range is

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the characterizing part of claim 1 specified features solved.

Die neuen Maßnahmen bewirken eine wesentlich kürzere Gesamteinspritzphase ohne Einspritzloch, die durch die Druckanhebung infolge der Speicherung vor Einsetzen der Haupteinspritzphase unterstützt wird.The new measures result in a significantly shorter overall injection phase without an injection hole is supported by the pressure increase as a result of the storage before the start of the main injection phase.

Die kürzere Gesamteinspritzphase gjht dabei nicht zu Lasten einer langsamen Förderung der Voreinsprilzung, die weiterhin erhalten bleibt. E3 wird somit in allen Betriebsbereichen eine Verbrennung erzielt, die einen weichen Gang bei Brennkraftmaschinen, insbesondere solchen für Kraftfahrzeuge, gewährleistet, die häufigen Lastwechseln unterworfen sind.The shorter overall injection phase does not apply here Burdens of slow advancement of pre-injection which continues to persist. E3 is thus in all Operating ranges achieved a combustion that a smooth gear in internal combustion engines, in particular those for motor vehicles, which are subject to frequent load changes, guaranteed.

Aus der Fig. 1 der FR 8 14 513 ist zwar eine im Hinblick auf das Abheben eines Kolbens vergleichbare Einspritzpumpe mit zwei Pumpenkolben pro Pumpenzylinder bekannt, bei der aber keine Verbindung zwischen dem Pumpendruckraum und dem Pumpenarbeitsraum besteht. Der Voreinspritzkolben weist einen stangenförmigen oberen Kolbenteil und einen im Durchmesser wesentlich größeren unteren Kolbenteil auf, der auf einem hier als Antriebskolben dienenden Kolben aufliegt. Der Pumpendruckraum wie der Pumpenarbeitsraum weisen eine Anschlußbohrung zu einem Pumpensaugraum auf. Zu Beginn der Kolbenhubbewegung liegt der obere Kolbenteil durch Federkraft am Antriebskolben an. Im Verlauf des Kolbenhubes verschließt zuerst der obere Kolbenteil seine Arischlußbohrung, womit eine allmähliche Kraftstoffeinspritzung beginnt Im weiteren Verlauf des Kolbenhubes wird dann auch die Anschlußbohrung zum Pumpenarbeitsraum verschlossen. Aufgrund der eintretenden plötzlichen Krafisioffverdrängung durch den Antriebskolben hebt nunmehr der obere Kolbenteil vom Antricbskolbcn ab, so daß vom oberen Kolbenteil nunmehr eine größere Kriifisioffmcngc1 of FR 8 14 513 shows an injection pump that is comparable with regard to the lifting of a piston known with two pump pistons per pump cylinder, but with no connection between the pump pressure chamber and the pump working chamber. The pre-injection piston has a rod-shaped one upper piston part and a lower piston part which is much larger in diameter and which is on a here serving as a drive piston rests piston. The pump pressure space as well as the pump work space have a connection bore to a pump suction chamber. At the beginning of the piston stroke movement is the upper part of the piston to the drive piston by spring force. During the piston stroke, the one closes first The upper part of the piston has its Arischlußbohrung, with which a gradual fuel injection begins During the course of the piston stroke, the connection bore to the pump working space is then also closed. Because of the sudden repression of Krafisioff by means of the drive piston, the upper part of the piston now lifts off the drive piston, so that the upper part Piston part now has a larger pressure control mechanism

3 43 4

pro Zeiteinheit gefördert wird, ohne daß der Antriebs- Kraftstoff-Zulauf- bzw. Überströmbohrung 10 und kolben direkt in die Kxaftstofförderung eingreift Die durch die Durchgangsbohrung 12 zugeflossen ist. bekannte Einspritzpumpe weicht somit baulich und Beim Aufwärtsgehen durch den Nocken 6 der Nok-is promoted per unit of time without the drive fuel inlet or overflow bore 10 and The piston engages directly in the fuel delivery which has flowed in through the through-hole 12. known injection pump thus gives way structurally and when going up through the cam 6 of the cam

funktionell von der erfindungsgemäßen Einspritzpumpe kenwelle 7 erreicht der Haupteinspritzkolben 3 nach ab 5 einer Wegstrecke »a« das untere Ende des Voremspritz-functionally kenwelle of the inventive injection pump 7 3 of a distance "a" reaches the main injection plunger to 5 from the lower end of Voremspritz-

Eine vorteilhafte und förderliche Weiterbildung der kolbens 4 (Fig.3) - ein Teil der zuvor geförderten Erfindung läßt sich aus dem Unteranspruch entnehmen. Kraftstoffmenge fließt dabei durch die Bohrung 10 zu-An advantageous and beneficial development of the piston 4 (Figure 3) - a part of the previously funded Invention can be found in the dependent claim. The amount of fuel flows in through the bore 10.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung rück - und unterbricht die Verbindung Arbeitsraum anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt und im 5/Druckraumil. folgenden näher beschrieben. Es zeigt io Von F i g. 3 ab pumpt der Voreinspritzkolben 4, ver-In the drawing, the subject of the invention is back - and interrupts the connection working space shown on the basis of an exemplary embodiment and in 5 / Druckraumil. described in more detail below. It shows io by F i g. 3 the pre-injection piston 4 pumps off,

F i g 1 ein Pumpenelement einer Einspritzpumpe im drängter Kraftstoff wird aus dem Pumpendruckraum 11 Längsschnitt. uber ein Entlastungsdruckventil in eine DruckleitungFIG. 1 a pump element of an injection pump in the forced fuel is drawn from the pump pressure chamber 11 in a longitudinal section. Via a relief pressure valve into a pressure line

Fig 2 bis 7 in verkleinerter Darstellung das Zusam- zur Einspritzdüse (Ventil, Leitung und Düse sind nicht menwirken von Haupteinspritzkolben und Vorein- dargestellt) gedrückt Die Förderung pro Grad Nockenspritzkolben während eines Arbeitshubes und 15 winkel, wie aus dem in F i g. 8 gezeigten Diagramm zuFig. 2 to 7 in a reduced representation of the joint to the injection nozzle (valve, line and nozzle are not effect of main injection piston and pre-injected) depressed The delivery per degree of cam injection piston during a working stroke and 15 angles, as shown in FIG. 8 to the diagram shown

F i g 8 ein Diagramm, in dem der zweistufige Förder- entnehmen ist, steigt zunächst kontinuierlich, mengenverlauf pro Grad Nockenwinkel über dem Nok- Sobald der Haupteinspritzkolben 3 den Pumpenar-F i g 8 a diagram in which the two-stage conveying can be taken, initially increasing continuously, flow rate per degree of cam angle above the cam As soon as the main injection piston 3 stops the pump arm

kenwinkel dargestellt ist beitsraum 5 gegen die Bohrung 10 abdichtet (F ig. 4),kenwinkel is shown, the space 5 seals against the bore 10 (Fig. 4),

Ein in den F i g. 1 bis 7 dargestelltes Pumpenelement 1 steigert sich der Druck im Pumpenarbeitsraum 5 so, dali einer Einspritzpumpe für luftverdichtende Einspritz- 20 der Voreinspritzkolben 4 an der Druckangriffsfläche 16 brennkraftmaschinen besteht im wesentlichen aus ei- gegen den Druck der Feder 15 und Regen den Kraftnem Pumpenzylinder 2 und zwei übereinander angeord- stoffdruck im Raum 11 angehoben '*ird, so daß der neten Pumpenkolben, von denen der mit 3 bezeichnete vedrängte Kraftstoff aus dem Pumpen.irbeitsraum -5 den Haupteinspritzkolben und der koaxial zu diesem durch die Durchgangsbohrung 12 hindurch zur Einliegende und mit 4 bezeichnete den Voreinspritzkolben 25 spritzdüse transportiert wird (F i g. 5). Mit Förderbeginn bildet des Haupteinspritzkolbens 3 erfolgt ein sprunghafterA in the F i g. 1 to 7 shown pump element 1, the pressure in the pump working space 5 increases so, dali an injection pump for air-compressing injection pistons 20 of the pre-injection pistons 4 on the pressure application surface 16 Internal combustion engine consists essentially of one against the pressure of the spring 15 and Regen the Kraftnem Pump cylinder 2 and two stacked material pressure in space 11 is raised so that the Neten pump pistons, of which the fuel, denoted by 3, is displaced from the pump chamber -5 the main injection piston and the coaxial with this through the through hole 12 through to the insert and denoted by 4, the pre-injection piston 25 is transported to the injection nozzle (FIG. 5). With the start of funding forms the main injection piston 3, there is a sudden jump

Der nur im unteren Teil des Pumpenzylinders 2 im Anstieg der Fördermenge pro Grad Nockenwinkel (s. Pumpenarbeitsraum 5 längsbeweglich geführte und von Diagramm gemäß F i g. 8). Das Förderende für die beieinem Nocken 6 einer Nockenwelle 7 steuerbare den Kolben 3 und 4 ist in F i g. 6 erreicht, in der die Haupteinspritzkolben 3 hat außer einer pumpenarbeits- 30 Steuerkante 9 am Kolben 3 die Bohrung 10 anschneidet, raumseilig mündenden zentralen Sacklochbohrung 8 ei- so daß sich der Druck im Pumpendruckraurn 11 über die ne von dieser ausgehende, kolbenumfangsseitig verlau- Durchgangsbohrung 12, Sacklochbohrung 8 und Bohfende schräge Nut zur Bildung einer schrägen Steuer- rung 10 im Pumpenzylinder 2 entspannen kann, kante 9, die mit der Kraftstoff-Zulauf- bzw. Überström- In F i g. 7 ist der Haupteinspritzkolben 3 in O.T.-Stel-Only in the lower part of the pump cylinder 2 in the increase in the delivery rate per degree of cam angle (s. Pump working space 5 guided in a longitudinally movable manner and shown in the diagram according to FIG. 8th). The end of support for both of them Cam 6 of a camshaft 7 controllable the piston 3 and 4 is in F i g. 6 reached in which the In addition to a pump working 30 control edge 9 on the piston 3, the main injection piston 3 intersects the bore 10, Central blind hole 8 opening in a space rope so that the pressure in the pump pressure space 11 increases over the ne extending from this, on the piston circumferential side, through-hole 12, blind hole 8 and end of the bore can relax inclined groove to form an inclined control 10 in the pump cylinder 2, edge 9, which is associated with the fuel inlet or overflow In F i g. 7 is the main injection piston 3 in the O.T. position

bohrung 10 Tür die Beendigung der Einspritzung zusam- 35 lung gezeigt, menwirkt. Zusammenfassend ist zu sagen, daß der Voreinspntz-hole 10 door the completion of the injection compilation shown 35, acts. In summary, it can be said that the pre-adjustment

Diese im Pumpenzylinder 2 angeordnete Bohrung 10, kolben 4 den Förderbeginn (FB 3) ab F i g. 3, der Hauptdurch die bei Stellung U.T.des Haupteinspritzkolbens3 einspritzkolben 3 den Förderbeginn (FB 4) ab Fig.4 der Kraftstoff in den Pumpenarbeitsraum über den Vor- steuert und das Förderende (FE 6) bei beiden Kolben ab einspritzkolben 4 in den darüberliegenden Pumpen- 40 F i g. 6 erreicht ist.This borehole 10, which is arranged in the pump cylinder 2, piston 4 the start of delivery (FB 3) from FIG. 3, the main through At position U.T. of the main injection piston 3, injection piston 3 indicates the start of delivery (FB 4) from Fig. 4 the fuel into the pump working chamber via the pilot control and the delivery end (FE 6) from both pistons injection piston 4 in the overlying pump 40 F i g. 6 is reached.

druckraum M gelangt. Für den Kraftstoffzulauf- und — pressure chamber M arrives. For the fuel supply and

-ablauf sorgt eine in dem Voreinspritzkolben 4 angeord- Hierzu 3 Blatt Zeichnungen-Process is arranged in the pre-injection piston 4- For this purpose 3 sheets of drawings

nete Durchgangsbohrung 12. ~~nete through hole 12. ~~

Der Voreinspritzkolben 4 ist gegenüber dem Haupteinspritzkolben 3 im Durchmesser kleiner und als Stu- 45
fenkolben ausgebildet, dessen im Durchmesser größerer Kolbenteil 14 dichtend in der Zylinderbohrung 18
geführt ist und dessen Übergangsschulter zum im
Durchmesser kleineren, in den Pumpenarbeitsraum 5
hineinragenden Kolbenteil 13 eine Druckangriffsfläche 50
bildet und gleichzeitig als ringförmiger vorspringender
Anschlag 16 dient.The pre-injection piston 4 is smaller in diameter than the main injection piston 3 and than a stub 45
fenkolben, whose piston part 14, which is larger in diameter, seals in the cylinder bore 18
and its transition shoulder to the im
Smaller diameter, in the pump working space 5
piston part 13 protruding into it has a pressure application surface 50
forms and at the same time as an annular protruding
Stop 16 is used.

Mit diesem Anschlag 16 wird der Voreinspritzkolben
durch eine Feder 15 in Richtung auf den Haupteinspritzkolben 3 gegen einen fest angeordneten Gegenanschlag 55
17 gedrücKt. Der Gegenanschlag 17 ist durch einen radial nach innen in den Pumpenarbeitsraum 5 ragenden,
zylinderseitig fest angeordneten Ring gebildet. Somit ist
durch den Gegenansihlag bzw. Ring 17 der Abwärtshub
des Voreinspritzkolbens 4 begrenzt, derart, daß im 60
Pumpenarbeitsraum 5 zwischen dem unteren Ende des
Vorenspritzkolbens 4 und dem Haupteinspritzkolben 3
ein freier Abstand »a« verbleibt.With this stop 16, the pre-injection piston
by a spring 15 in the direction of the main injection piston 3 against a fixed counter-stop 55
17 pressed. The counter-stop 17 is formed by a radially inwardly protruding into the pump working chamber 5,
formed on the cylinder side fixed ring. So is
by the Gegenansihlag or ring 17 the downward stroke
of the pre-injection piston 4 is limited in such a way that in the 60
Pump working space 5 between the lower end of the
Pre-injection piston 4 and the main injection piston 3
a free space "a" remains.

Die Wirkungsweise der Einspritzpumpe ist folgende:The injection pump works as follows:

In der untersten Stellung des Haupteinspritzkolbens 3 65
gemäß Fig. 2 isi ifer Pumpendruckraum 11 über dem
Voreinspritzkolben 4 und der Pumpenarbeitsraum 5 mit
Kraftstoff gefüllt, der vorn Saugraum her durch dieIn the lowest position of the main injection piston 3 65
2 isi ifer pump pressure chamber 11 above the
Pre-injection piston 4 and the pump working chamber 5 with
Fuel filled, the front suction chamber through the

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kraftstoffeinspritzpumpe für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen mit einem von einem Nocken angetriebenen, einen Pumpenarbeitsraum begrenzenden sowie eine Kraftstoff-Zulauf- bzw. Oberströmbohrung steuernden Haupteinspritzkolben mit einer pumpenarbeitsraumseitig mündenden zentralen Sacklochbohrung, welche mit einer kolbenumfangsseitig verlaufenden schrägen Nut zur Bildung einer schrägen, mit der Kraftstoff-Zulaufbzw. Oberströmbohrung zwecks Beendigung der Einspritzung zusammenwirkenden Steuerkante in Verbindung steht und mit einem vom Haupteinspritzkolben mitbetätigten, getrennt und koaxial hierzu angeordneten, einen mit einer Einspritzleitung in Verbindung stehenden Pumpendruckraum begrenzenden, durchmesserkleineren Voreinspritzkolben, der, in einer Zylinderbohrung geführt, eine koaxial zuräacklochbohrung im Haupteinspritzkolben ausgebildete Durchgangsbohrung sowie einen ringförmig vorspringenden Anschlag aufweist, mit dem der Voreinspritzkolben durch eine Feder in Richtung auf den Haupteinspritzkolben gegen einen fest angeordneten Gegenanschlag gedruckt wird, durch den der Voreinspritzkolben in der unteren, die Kraftstoff-Zulauf- bzw. Überströmbohrung aufsteuernden Totpunktlage des Haupteinspritzkolbens mit seinem diesem zugewandten, in den Pumpenarbeitsraum hineinragenden Ende in einem bestimmten Abstand zum Haupteinspritzkolben gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Voreinspritzkolben (4) als Stufenkolben ausgebildet ist, der mit seinem im Durchmesser größeren Kolbenteil (14) dichtend in der Zylinderbohrung (18) geführt ist und dessen Übergangsschulter zum im Durchmesser kleineren, in den Pumpenarbeitsraum (5) hineinragenden Kolbenteil (13), als ringförmiger Anschlag (16) dienend, eine solche den Pumpenarbeitsraum (5) begrenzende Druckangriffsfläche bildet, daß nach dem Schließen der Kraftstoff-Zulauf- und Überströmbohrung (10) durch den Haupteinspritzkolber. (3) der nach Überwindung des Abstandes (a) zwischen diesem und dem Voreinspritzkolben (4) bis dahin zunächst am Haupteinspritzkolben (3) anliegende Voreinspritzkolben (4) gegen die Kraft der Feder (15) vom Haupteinspritzkolben (3) abhebt.1.Fuel injection pump for air-compressing injection internal combustion engines with a main injection piston that is driven by a cam, delimits a pump work chamber and controls a fuel inlet or overflow bore, with a central blind hole opening on the pump work chamber side, which is provided with an inclined groove on the circumference of the piston to form an inclined, with the fuel Inlet or Overflow bore for the purpose of terminating the injection cooperating control edge is in connection and with a pre-injection piston of smaller diameter, which is also actuated by the main injection piston, is arranged separately and coaxially thereto, delimits a pump pressure chamber connected to an injection line and, guided in a cylinder bore, has a coaxial through-hole formed in the main injection piston as well as a ring-shaped protruding stop with which the pre-injection piston is pressed by a spring in the direction of the main injection piston against a fixed counter-stop, through which the pre-injection piston in the lower dead center position of the main injection piston, which controls the fuel inlet or overflow bore, of the main injection piston facing end protruding into the pump working chamber is held at a certain distance from the main injection piston, characterized in that the pre-injection piston ( 4) is designed as a stepped piston which, with its larger diameter piston part (14), is sealingly guided in the cylinder bore (18) and whose transition shoulder to the smaller diameter piston part (13) protruding into the pump working chamber (5), as an annular stop ( 16) serves to form such a pressure application surface delimiting the pump working space (5) that after the closing of the fuel inlet and overflow bore (10) through the main injection piston. (3) which, after overcoming the distance (a) between it and the pre-injection piston (4), initially rests on the main injection piston (3), lifts off the pre-injection piston (4) against the force of the spring (15) from the main injection piston (3). 2. Kraftstoffeinspritzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als ringförmiger Anschlag (16) dienende Übergangsschulter zwischen den beiden Kolbenteilen (13, 14) des Voreinspritzkolbens (4) mit dem als radial nach innen in den Pumpenarbeitsraum (5) hineinragender Ring ausgebildeten Gegenanschlag (17) zusammenwirkt.2. Fuel injection pump according to claim 1, characterized in that as an annular stop (16) serving transition shoulder between the two piston parts (13, 14) of the pre-injection piston (4) with the ring that protrudes radially inward into the pump working chamber (5) Counter stop (17) cooperates.
DE19762633671 1976-07-27 1976-07-27 Fuel injection pump for air-compressing injection internal combustion engines Expired DE2633671C2 (en)

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FR814513A (en) * 1936-02-19 1937-06-24 Prec Mecanique Method and devices for regulating injection in combustion engines
DE1253952B (en) * 1964-04-02 1967-11-09 Daimler Benz Ag Fuel injection pump for internal combustion engines

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